基于工程教育認(rèn)證理念的《Java EE程序設(shè)計》課程目標(biāo)達成度評價方法

2021-09-09 08:20:22徐勝舟杜小坤

現(xiàn)代計算機 2021年19期

徐勝舟，杜小坤

(中南民族大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院，武漢 430074)

0 引言

工程教育專業(yè)認(rèn)證對構(gòu)建我國工程教育的質(zhì)量監(jiān)控體系，推進我國工程教育改革，提高工程教育質(zhì)量具有重要意義。自2016年我國加入華盛頓協(xié)議之后，全國各高校都在大力推動本科工程教育改革，積極參與工程教育認(rèn)證[1]。工程教育認(rèn)證目前已成為我國高等教育質(zhì)量保障體系的重要組成部分[2]。以學(xué)生為中心(Student Centering，SC)、成果導(dǎo)向/目標(biāo)導(dǎo)向(Outcomes-based Education，OBE)和持續(xù)改進(Continuous Quality Improvement，CQI)是工程教育認(rèn)證的三大核心理念。以學(xué)生為中心要求教學(xué)設(shè)計聚焦學(xué)生的能力培養(yǎng)；以產(chǎn)出為導(dǎo)向要求教學(xué)評價的焦點是對學(xué)生學(xué)習(xí)效果即課程目標(biāo)達成度的評價；持續(xù)改進則建立在課程目標(biāo)達成度評價的基礎(chǔ)之上，是對目標(biāo)達成的過程中存在的薄弱環(huán)節(jié)進行的動態(tài)調(diào)整和改進?？梢钥闯?，課程目標(biāo)達成度評價是工程教育認(rèn)證的核心任務(wù)之一[3-4]。在2021版的工程教育認(rèn)證申請書中，面向產(chǎn)出的課程目標(biāo)達成情況評價機制被列為核心內(nèi)容和重點觀察指標(biāo)。本文以計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的《Java EE程序設(shè)計》這門實踐性強的專業(yè)課為例，探討如何建立基于工程教育認(rèn)證的課程目標(biāo)達成度評價體系。

1 《Java EE程序設(shè)計》課程教學(xué)改革實踐

《Java EE程序設(shè)計》是計算機類本科專業(yè)的一門重要專業(yè)課，其特點是內(nèi)容實用性強，知識點與實踐聯(lián)系緊密[5]?！禞ava EE程序設(shè)計》的主要教學(xué)方式為理論教學(xué)與實踐教學(xué)相結(jié)合。教師在理論課堂上講解企業(yè)應(yīng)用開發(fā)的基礎(chǔ)編程技術(shù)，主要包括Servlet、JSP、JavaBean、JDBC和MVC、SSM框架等。這些理論知識對于本科生理解起來沒有問題，但在實踐教學(xué)中，學(xué)生往往難以將所學(xué)理論知識用于解決實際問題，即應(yīng)用能力需進一步提升?？偨Y(jié)起來，《Java EE程序設(shè)計》的傳統(tǒng)教學(xué)過程中主要存在以下兩方面的問題。

(1)以教師為中心，以內(nèi)容為驅(qū)動。教學(xué)目標(biāo)強調(diào)的是理論知識的掌握，而非學(xué)生能力的培養(yǎng)。相對應(yīng)的，教學(xué)過程以教師介紹相關(guān)知識點為主，采取填鴨式的理論講授，學(xué)生被動接受知識，而缺乏動手能力的鍛煉。

(2)課程質(zhì)量評價方式較為單一，一般以期終考試為主，而過程考核和能力考核則未能得到足夠重視。期終試卷的知識點不能全面考核學(xué)生的能力。

針對以上問題，結(jié)合工程教育認(rèn)證的以學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向和持續(xù)改進的三大理念，對《Java EE程序設(shè)計》課程進行教學(xué)改革。在教學(xué)方法上，堅持理論與實踐相結(jié)合的原則，從實用的角度出發(fā)，在教學(xué)過程中把運用理論知識進行實踐開發(fā)放在核心地位，深化學(xué)生對書本理論知識的認(rèn)識和理解，提高實際應(yīng)用能力，讓實踐教學(xué)貫穿整個教學(xué)過程。理論課堂采用啟發(fā)式教學(xué)，講授基本概念和理論；實踐教學(xué)圍繞本課程的重點內(nèi)容和知識點，結(jié)合行業(yè)熱門方向，構(gòu)造綜合性的實驗題目。學(xué)生通過小組討論、分工實踐、團隊協(xié)作的方式進行探究和實踐。在實踐過程中，鼓勵學(xué)生針對需要解決的實際問題提出自己的解決方案，從而鍛煉學(xué)生分析、解決問題的能力。

在教學(xué)目標(biāo)上充分體現(xiàn)課程的基礎(chǔ)性和實踐性，強化學(xué)生實踐能力、自學(xué)能力和實際工作能力的培養(yǎng)。具體地，通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生能理解Java EE的編程基本思想和工作原理，掌握企業(yè)應(yīng)用開發(fā)的基礎(chǔ)技術(shù)的工作原理，能運用這些技術(shù)進行Web應(yīng)用開發(fā)。學(xué)生掌握分布式應(yīng)用開發(fā)的基本流程，提升分布式系統(tǒng)的分析與設(shè)計能力。課程教學(xué)目標(biāo)修訂情況如下：

課程目標(biāo)1：學(xué)生理解Java EE的基本概念、編程思想、技術(shù)框架等；掌握Servlet、JSP、JavaBean、JDBC和MVC、SSM框架等的工作原理和使用方法；

課程目標(biāo)2：能選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、軟硬件及系統(tǒng)資源搭建Java EE開發(fā)環(huán)境；具有運用Servlet、JSP、JavaBean、JDBC和MVC、SSM框架等進行分布式系統(tǒng)開發(fā)的能力；

課程目標(biāo)3：能夠在團隊中做好自己所承擔(dān)的個體、團隊成員以及負(fù)責(zé)人等各種角色。

以上課程目標(biāo)與計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求的對應(yīng)矩陣

續(xù)上表

2 基于工程教育認(rèn)證理念的課程目標(biāo)達成度評價方法

工程教育認(rèn)證理念落實的關(guān)鍵之一是面向產(chǎn)出的課程目標(biāo)達成情況評價[6]，并以此反饋和調(diào)節(jié)各教學(xué)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)持續(xù)改進。與傳統(tǒng)的以教師為中心的課程評價不同，工程教育認(rèn)證以學(xué)生為中心，課程目標(biāo)聚焦學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和能力的提升，體現(xiàn)了產(chǎn)出導(dǎo)向。對于《Java EE程序設(shè)計》這種實踐性強的課程，學(xué)習(xí)效果和能力提升的評價標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)局限于期終考試，但考慮到現(xiàn)有的教學(xué)環(huán)境下，期終考試仍然是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)效果的主要手段。因此，本課程采用多元化的評價標(biāo)準(zhǔn)來評價課程目標(biāo)達成度。具體的評價標(biāo)準(zhǔn)包含過程考核和期終考試。課程的過程考核又包括考勤及課堂表現(xiàn)、作業(yè)、課內(nèi)實驗。課程考核總評成績以百分計，滿分100分，考核細則如表2所示。

表2 課程成績的組成及比例

續(xù)上表

在明確了課程目標(biāo)與考核方式之間的對應(yīng)關(guān)系之后，為了能夠具體量化課程目標(biāo)達成度并進行分析，我們還需要進一步細化各種考核方式對課程的各個目標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系。根據(jù)《Java EE程序設(shè)計》的具體教學(xué)過程，我們確定的課程目標(biāo)對應(yīng)的考核方式及各考核方式成績所占比例如表3所示。課堂表現(xiàn)主要檢查學(xué)生對知識點的理解和掌握情況，期終考試卷面中也有一部分知識點考查題型，它們共同考核以知識掌握為主的目標(biāo)1；由于該課程的平時作業(yè)均為小型綜合編程開發(fā)題目，期終考試中也有相當(dāng)一部分題型是與程序開發(fā)相關(guān)的，它們共同考核以應(yīng)用開發(fā)能力為主的目標(biāo)2；課程實驗為綜合性的應(yīng)用開發(fā)，需要多人協(xié)作完成，主要考核以團隊協(xié)作為主的目標(biāo)3。

表3 課程目標(biāo)達成考核方式及成績評定對照

在明確和細化課程目標(biāo)達成考核方式之后，課程的目標(biāo)達成度可按如下公式進行計算：

其中考核環(huán)節(jié)權(quán)重為表4中各考核環(huán)節(jié)對應(yīng)的比例值。最后，課程目標(biāo)達成度=min{各課程目標(biāo)i達成度}。

表4 課程目標(biāo)與考核方式關(guān)系

3 結(jié)果分析

取2018級計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)參加考試的90位學(xué)生為樣本，課程目標(biāo)達成情況如圖1所示，達成值都高于0.7，整體而言學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果達到教學(xué)目標(biāo)。這主要得益于以下三點：一是充分利用線上優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，本課程已經(jīng)在超星學(xué)習(xí)通建課多年，課程大綱、課件、習(xí)題、實驗資源讓學(xué)生能夠在課堂學(xué)習(xí)之余，據(jù)自身情況選擇資源利用課余時間進行學(xué)習(xí)和鞏固。二是課堂增加了課前預(yù)習(xí)和回顧的環(huán)節(jié)，在每次講授新課之前回顧上一次課程的重點內(nèi)容，并指出本次課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)、重點和難點，課后根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)布置相應(yīng)的作業(yè)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生學(xué)習(xí)目的性更強、積極性更高。三是加強實驗環(huán)節(jié)，將課堂理論知識應(yīng)用于學(xué)生的系統(tǒng)開發(fā)實踐中，并著重培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力，督促學(xué)生進行團隊開發(fā)，在一定程度上提升了學(xué)生的編程能力和團隊協(xié)作能力。

圖1 課程目標(biāo)達成情況圖2 課程目標(biāo)1達成分布情況

圖3 課程目標(biāo)2達成分布情況圖4 課程目標(biāo)3達成分布情況

全體學(xué)生在課程目標(biāo)1、2和3上的達成值分別為0.826、0.756和0.832，說明學(xué)生能夠較好掌握J(rèn)ava EE基礎(chǔ)知識和基本方法，能夠利用相關(guān)技術(shù)解決實際應(yīng)用問題，并且具備較好的溝通交流和團隊協(xié)作能力。課程目標(biāo)2達成值較低的原因是期終考試加大了對學(xué)生編程能力的考核，該環(huán)節(jié)包括程序填空、程序閱讀和編程題，共計58分，學(xué)生平均得分較低，得分率為0.63，明顯低于平時的開放性編程作業(yè)題的得分率0.88，說明學(xué)生在編程環(huán)節(jié)仍然不夠熟練(本學(xué)期受疫情防控影響，學(xué)期后半段的學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)時間被大幅壓縮，學(xué)習(xí)壓力倍增是其重要原因之一)，在缺少網(wǎng)絡(luò)資源和參考資料的情況下進行程序開發(fā)仍存在一定困難，需要在今后的教學(xué)過程中通過進一步督促和加強學(xué)生實際動手能力的培養(yǎng)。

就個體而言，所有學(xué)生在課程目標(biāo)1和3的達成度均高于0.6，但有9位同學(xué)在課程目標(biāo)2的達成度低于0.6。分析學(xué)生各項得分后發(fā)現(xiàn)，主要原因有兩個：一是部分學(xué)生的平時編程作業(yè)沒有提交或者只是簡單應(yīng)付提交，實驗分組則依賴小組其他能力強的同學(xué)，導(dǎo)致其程序開發(fā)能力較弱，平時成績得分較低；二是期終考試有58分的題目與程序開發(fā)相關(guān)，平時沒有認(rèn)真完成作業(yè)和實驗的學(xué)生，對這類題目，答題效果不好。

綜上所述，本課程目前主要存在兩方面的問題：一是過程監(jiān)督還不夠，雖然已經(jīng)通過課堂、QQ班級群和學(xué)習(xí)通提醒等方式來督促學(xué)生完成編程練習(xí)和實驗，但是小部分學(xué)生依然沒有意識到其重要性。二是平時課堂教學(xué)中班級學(xué)生人數(shù)太多(90人)，批改程序開發(fā)題的工作量很大，因而對極少部分動手能力弱、不能及時按要求完成作業(yè)的學(xué)生關(guān)注度不夠，在今后的教學(xué)過程中應(yīng)該適當(dāng)控制班級人數(shù)，多關(guān)注動手能力弱的學(xué)生。

4 結(jié)語

本文以專業(yè)課《Java EE程序設(shè)計》為樣本，設(shè)計了一種基于工程教育認(rèn)證理念的課程目標(biāo)達成度評價方法。在教學(xué)大綱的設(shè)計上體現(xiàn)以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向的課程目標(biāo)；根據(jù)大綱中設(shè)計的課程目標(biāo)與考核方式的對應(yīng)關(guān)系，采集合理的考核評價數(shù)據(jù)，通過計算來客觀評價每個學(xué)生及整個班級的課程目標(biāo)達成情況；對課程目標(biāo)達成度進行深入分析，并以此反饋和調(diào)節(jié)各教學(xué)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)持續(xù)改進。