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基于OBE理念的工程应用类课程目标达成度评价方法

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贾惠芹屈宸光朱凯然刘科满

[摘要]工程教育专业认证体系的核心问题是把以学生为中心、成果导向、持续改进这三大OBE理念落实到教学环节中。工程应用类课程教学主要是引导学生运用所学知识去解决相关领域中的复杂工程问题，但是对这类课程的评价一直没有足够有效的方法。该文首先按照OBE体系结构，以虚拟仪器课程为例，分析了该课程要支撑的毕业要求指标点以及课程目标，最后以某届学生虚拟仪器课程目标的达成情况为例，介绍了其评分方法及评价结果。研究结果表明，基于OBE理念的课程目标达成度评价可找出课堂教学中的问题，为持续改进提供依据，是提高教育教学质量的有效途径。

[关键词]成果导向教育;课程目标达成度;评价方法;以学生为中心;持续改进

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2020）12-0046-04

成果导向教育（Outcome Based Education ，简称OBE）作为一种先进的教育理念，于1981年由Spady等人提出后很快得到了业界重视，并已成为美国、加拿大、英国等国家教育改革的主流理念[1-3]。2013年6月，我國被认定为《华盛顿协议》签约成员，2015年成立了由工程教育相关机构和个人组成的中国工程教育专业认证协会。目前该组织由教育部主管，是中国科协的团体会员，主要负责我国工程教育专业认证工作的组织实施以及OBE理念的落实。OBE理念的三个核心要素中，首先强调人才培养体系的核心是以学生为中心，且面向全体学生，将学生作为首要服务对象;同时要求以成果为导向，将学生和用人单位对学校或专业所提供服务的满意度作为培养目标达成的主要判据;最后要求各教学环节持续改进，如果在人才培养过程中发现了问题，要根据问题特征寻找改进环节和改进措施，促进人才培养质量的提升[1]。

课程体系是为培养人才所确立的目标并以此为依据所设计和组织的一系列教学活动，按照一定比例及逻辑顺序排列组成的复杂系统[4-6]。课程作为课程体系中的一个基本元素，从工程教育专业认证的角度来看，目前多数课程缺乏课程目标达成评价与反馈机制。课程目标达成度是根据一定课程目标的期望水平给出的，它是以目标最小值为参考点，考量所达到的目标值与期望水平的百分比。根据各个课程目标来确定目标达成度，能够方便决策者根据实际需要调整各个目标，也可采用某种方式将单目标达成度合成一个总目标达成度[7-8]。

工程应用类课程作为工科专业人才培养体系中的重要课程，承担着培养学生工程能力的任务。如何分析这类课程的课程目标、如何评价这类课程的学习效果，是本文研究的重点。本文以虚拟仪器课程为例来分析这门课程支撑的毕业要求指标点以及由此得出的课程目标。本课程作为一门理论与实践相结合的工程应用类课程，主要以学生能自主构建自动测控系统为目标。学生学习完本课程后要具备测控系统集成能力并能制订测控领域复杂工程问题的解决方案，能够利用传感器技术、仪器总线技术、数据采集设备、驱动程序设计方法和上位机软件来构建测控系统，为今后从事相关工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域打下坚实的基础。本门课程作为测控技术与仪器专业的专业课程，承担着引导学生制订自动化测控方案的任务。

一、课程对毕业要求指标点支撑关系的设计

毕业要求必须在明确、公开、可衡量的原则下制订，且必须能够支撑培养目标的达成。按照“全部必修教学活动都应对毕业要求达成有所贡献”这一原则，需要将12条毕业要求细化成更具体、易落实、可检测的指标点。每个指标点由相对应的课程、课程设计和实践环节支撑。工程应用类课程主要支撑学生解决复杂工程问题能力的养成。下文以虚拟仪器课程为例，主要分析其课程目标、支撑毕业要求指标点、课程目标的达成措施及其达成评价方法[9]。

（一）课程支撑的毕业要求指标点

本文所分析的虚拟仪器课程，其教学内容包括基本的数据采集知识、测控数据传输方法、驱动程序设计方法以及相关软件工具。其主要支撑以下4个毕业要求指标点。

1-4：具备专业基础知识，并能够应用于理解、分析和描述复杂工程问题。

2-2：基于石油及相关领域测控仪器的基本原理，通过文献检索分析、比较、总结现有方法的特点，判断问题的合理性，获得可行性结论。

5-1：能够针对测控领域的复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具。

5-2：能够使用现代工具对测控领域的复杂工程问题进行预测与模拟，并能够理解其局限性。

（二）课程目标设计

课程目标要以能支撑毕业要求指标点为前提。本文针对虚拟仪器课程支撑的上述毕业要求指标点设计了相应的课程目标，要求通过本课程的理论教学和上机训练，能够针对测控相关领域的复杂工程问题达到以下目标[10]。

目标1：具备信号采集、信号调理、虚拟仪器总线接口技术和信号处理的专业知识，并能用于理解、分析和描述测控相关领域的工程问题。

目标2：通过文献检索分析、比较、总结现有测控系统的优缺点，并能应用于制订测控系统方案。

目标3：理解虚拟仪器驱动程序的设计方法，并能解读标准程控指令，具备测控系统设备驱动程序使用和开发的能力。

目标4：能使用现代工具（LabVIEW/CVI）实现测控领域内的通用功能，具备图像化软件工具的基本开发能力。

目标5：能利用现代工具（LabVIEW/CVI）预测与模拟工程问题，并能够理解其局限性，具备测控系统集成化软件的开发能力。

（三）课程目标与指标点的支撑关系分析

虚拟仪器课程有5个课程目标用来支撑4个毕业要求指标点。其中课程目标1主要用于支撑毕业要求指标点1-4，让学生能够用相关知识理解、分析和描述工程复杂问题;课程目标2和课程目标3主要用于支撑毕业要求指标点2-2，让学生能够优选测控领域的工程方案;课程目标4主要用来支撑毕业要求指标点5-1，要求学生能利用软件工具实现测控领域的通用功能;课程目标5主要用来支撑毕业要求指标点5-2，要求学生能利用软件工具实现对测控领域复杂工程问题的模拟、解释与预测。

二、课程目标达成度评价设计

课程目标达成度评价是对课程各教学环节实施效果进行的质量分析。各课程目标是通过不同的教学环节来实现的。各课程目标的评定包括平时教学环节成绩和期末成绩两部分，其中平时教学环节成绩包括作业、综述报告和上机实验等。根据平时成绩中各环节的权值大小设置不同的分值，将教学环节的每一组成部分的分值分配到其支撑的课程目标中。对于每个课程目标，其平时教学环节成绩和期末成绩合计为100分。表1给出了虚拟仪器课程的课程目标与相应教学环节的关系及教学各环节的分值分配。表中各教学环节的内容及其分值可根据课程特点进行调整。

（一）课程目标达成的评价方法

课程目标达成的评价一般包括形成性评价和总结性评价。形成性评价主要包括作业、上机单元测试等，主要用于评价教学过程中的阶段性目标;总结性评价主要包括笔试、口试、上机考试和答辩等终结性考试[9]。

评价本门课程时，以全体学生达成课程目标为原则，每个课程目标的达成度采用式（1）进行計算。

式（1）中，在实际计算每个课程目标时，主要以表1中各个课程目标的教学环节为依据。

1.平时教学环节成绩的评分标准

依据本门课程教学大纲，平时教学环节成绩占35分，由综述报告、作业和上机实验组成，每部分的成绩为多次评价成绩的平均值。具体考核标准如表2所示。

（1）综述报告

综述报告主要考查学生的文献检索能力与文献分析归纳能力。综述报告质量的评分标准如表3所示。

（2）作业

作业批改按照百分制给分，最后在课程目标达成分析时再统一转换为5分制。作业的考核点及其评分标准如表4所示。

（3）上机实验

上机实验支撑了本课程的课程目标4和课程目标5，课程目标4主要用于考查学生基本的图形化编程能力，其评分标准包括上机测试项目和上机报告。上机实验的评分内容及其评分标准如表5所示。

课程目标5主要用于考查学生对程控设备的编程能力，在考核时需要提交软件使用说明书并且进行软件功能演示。其评分内容及其评分标准如表6所示。

三、课程目标达成度评价实例与持续改进

图1为本门课程5个课程目标的达成情况，图2为课程目标的平均分值与标准差。

从图1可以看出，课程目标3达成程度最低。从图2可以看出，成绩分散性较明显，说明学生在驱动程序方面的知识基础不够扎实，这部分内容分配课时较少且比较抽象，因此在分析实际工程问题时容易出现一定的偏差。其改进措施为增加课时，主要讲解虚拟驱动程序的解读实例，并加做课后作业。

从图2可以看出，课程目标2分散性较明显，说明学生的问题分析能力较弱，无法根据用户需求选择合适的总线接口构建合适的测控系统。其改进措施为增加虚拟仪器在实际工程应用实例的讲解，重点讲解总线系统选择与系统构架间的比较。

四、课程对毕业要求指标点的支撑情况

西安石油大学2013级测控技术与仪器专业学生学习虚拟仪器课程后，最终课程目标的达成值和毕业要求指标点的达成结果如表7所示。在进行毕业要求综合评价时，取支撑毕业要求指标点课程目标评价值中的最小值作为毕业要求指标点的达成值。从表7可以看出，本课程达到了所支撑毕业要求指标点的值。

五、结论

本文以虚拟仪器课程为例，分析了工程应用类课程支撑的毕业要求指标点、课程目标以及课程目标与毕业要求指标点之间的支撑关系，并重点分析了课程目标的评价方法。对学生的考评结果表明，基于课程目标达成的课程考核评价方法能找出课程教学中的问题，为相关工程应用类课程的教学效果评价提供了一种参考。

[ 参考文献 ]

[1] 李志义.解析工程教育专业认证的成果导向理念[J].中国高等教育，2014（17）：7-10.

[2] 教育部高等教育教学评估中心.2018年工程教育专业认证受理专业培训会会议资料[Z].2018.

[3] 段斌，李涛，旷怡，等.工程教育学习产出区块链设计[J].计算机工程与科学，2018（S1）：103-108.

[4] 杨兆，付百学，李涵武，等.课程支撑毕业要求指标点达成度评价研究[J].黑龙江工程学院学报，2018（1）：62-67.

[5] 张国强，陈峻，王昊，等.工程教育认证背景下“交通控制与管理”课程达成度评价研究与实践[J]. 东南大学学报（哲学社会科学版），2017（S2）：150-153.

[6] 颜兵兵，殷宝麟，郭士清.以目标与能力驱动为导向的课程构建方法[J].内蒙古师范大学学报（教育科学版），2017（3）：69-73.

[7] 姜大伟，刘立敏，孙才英.基于OBE理念的课程目标达成评价方法[J].黑龙江教育（高教研究与评估版），2018（10）：61-63.

[8] 蒋尚华，徐南荣.基于目标达成度和目标综合度的交互式多目标决策方法[J].系统工程理论与实践，1999（1）：9-14.

[9] 聂仁仕，陈雄. 论工程教育专业认证课程达成度评价体系之缺陷：以西南石油大学为例[J].西南石油大学学报（社会科学版），2017（1）：74-81.

[10] 晏涌，刘学君，亢勇，等.“电子工程设计”实践教学评价体系的建立与实施[J].实验技术与管理，2018（10）：166-169+180.

[责任编辑：庞丹丹]

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