面向測繪工程專業認證的課程達成度軟件設計與應用

吳湯婷， 盧立果

（東華理工大學測繪工程學院，南昌 330013）

0 引 言

工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保障制度，是優化我國工程人才培養模式，加快與國際工程教育接軌，實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的有效途徑，也是我國高等學校推進工程教育改革和“新工科”建設的重要舉措［1-2］。2006年，教育部啟動工程教育專業認證試點工作。2016年，我國正式加入了《華盛頓協議》，標志著我國工程教育質量在該協議成員間達到了實質等效［3-4］。工程教育專業認證遵循3個基本理念：以學生為中心、成果導向教育（Outcomes-based Education，OBE）和持續改進［5-7］。為構建以學生為中心的OBE人才培養體系，工程教育認證的核心工作是進行畢業要求達成度評價［8-10］。

為完善課程體系、優化師資隊伍建設、提高人才培養質量，專業認證標準明確要求建立畢業要求達成情況評價機制，定期開展畢業要求達成情況評價［11-12］。課程教學目標達成度評價是畢業要求達成度評價的基礎［13］，是衡量課程教學效果的重要環節，根據評價結果，對教學目標、教學方法和考核方式等采取有針對性的持續改進方案［14］。

2020年6月，中國工程教育專業認證協會正式公布了2019年工程教育專業認證結果（工認協【2020】15號），我校測繪工程專業通過第二輪認證。為評價畢業要求達成情況，要求與專業認證相關的課程均需計算課程達成度，但是目前我院測繪工程專業認證的課程達成度評價均采用Excel計算、成圖和分析，存在計算工作量大和人為計算錯誤等問題。為擺脫繁瑣的計算過程，讓教師更好地聚焦于課程達成情況的評價分析和后續改進方案的設計，亟須開發一套課程達成度自動化處理軟件來提高工作效率，為實施OBE提供技術支撐，更好地推進專業認證工作，進一步推行新工科教育理念。

1 軟件設計

1.1 設計依據

課程目標達成度評價是對課程教學目標的全面考核，任課教師按照人才培養方案和課程教學大綱規定的課程目標、教學內容和考核方法等，對課程教學效果是否達到預期的教學目標進行合理性評價，進而反映該課程對其所支撐的畢業要求指標點的達成情況［15］。

因此，在計算課程達成度時，首先將課程教學內容分解為多個課程目標，每個課程目標分別支撐相應的畢業要求，課程目標和畢業要求可以是一對一，也可以是一對多的關系；然后針對各課程目標設計考試題型和內容，需要明確說明的是一個考試內容可能支撐多個課程目標；最后，根據學生考卷、平時成績和實習成績計算課程達成度，并根據達成度結果分析進行課程評價和后續改進［16］。其中，假設學生的課程目標分數為G1（換算為百分制的成績）、平時成績為G2和實習成績為G3，3項成績的權重分別為P1、P2和P3。則課程達成度為

由于每門課的課程大綱是根據培養計劃，由教研室集體討論制定，每4年修訂一次，課程目標及支撐的畢業要求是相對固定的。因此只要學生的各項分數和課程目標對應的試題確定下來，即能完成達成度的計算。

1.2 軟件設計流程

基于此，在.NET框架下使用C#語言在Visual Studio 2013平臺上開發了課程達成度軟件，軟件設計流程如圖1所示。

圖1 課程達成度評價軟件設計流程圖

由圖1可知，課程達成度評價首先需要導入課程分數文件和課程目標文件，然后進行參數設置，隨后進行達成度計算，最后一鍵生成與采用Excel手動計算結果一致的文件（包含課程目標與考試內容對照表、課程目標達成度分析表、分項課程目標分析表、課程評價結論表和課程支撐畢業要求達成度評價表等5個工作表）。

1.3 軟件主界面功能

課程達成度評價軟件主界面設計如圖2所示。其各項功能分別為：“導入目標文件”，此文件是課程目標文件，僅允許導入.txt格式文件；“導入分數文件”，此文件是學生分數信息文件，僅允許導入.xlsx格式文件；“課程”，輸入要計算達成度的課程名稱，默認為測量學；“閾值”，輸入課程達成度的閾值，默認為0.6；“試卷成績”，考試成績在總成績中所占比例，默認為6；“平時成績”，平時考核成績在總成績中所占比例，默認為4；“實習成績”，課間實驗成績在總成績中所占比例，由于實習成績通常算到平時成績里，默認為0；“課程目標”，可以直接從“導入目標文件”導入，也可以在主界面里手動輸入；“對應畢業要求”，操作同“課程目標”；“對應考試內容”，操作同“課程目標”。

圖2 課程達成度評價軟件主界面

1.4 導入文件的格式定義

為保證導入文件數據格式讀取的方便，軟件針對兩個導入數據文件分別進行了格式定義。

1.4.1 目標文件格式定義

課程目標文件是文本文件。具體格式說明：第1行是課程目標1；第2行是課程目標1對應的畢業要求；第3行是課程目標1對應支撐的考試內容（試題序號和分數，比如第1大題第1小題3分，第2大題第3小題4分，寫成1.1，3；2.3，4的形式），第4行是課程目標2；第5行是課程目標2對應的畢業要求；第6行是課程目標2對應支撐的考試內容；依次輸入剩余的課程目標、畢業要求和考試內容。需要說明的是課程目標文件不允許有空行，如果一個課程目標對應多個畢業要求，也必須放在同一行。假定課程有n個課程目標，則目標文件格式為：

1.4.2 分數文件格式定義

學生分數文件是Excel文件。具體格式說明：工作表里須包含序號、學號、姓名、題號和平時成績等列內容，如果課程有實習成績則需在表中添加實習成績一列。

需要說明的是本軟件并不需要各列嚴格按照這個順序排序，但必須保證列名命名為序號、學號、姓名、平時成績和實驗成績，題號要嚴格和課程目標里的題號一致，比如第2大題第1小題在課程目標文件和學生分數文件均須表示為相同的題目序號，如2.1。具體格式示例參見表1。

表1 分數文件定義格式

2 軟件應用

以2019級土地資源管理專業GNSS原理與應用課程為例，對編寫的課程達成度評價軟件進行性能測試，并對該班級課程目標達成情況進行評價分析。該課程是非測繪工程專業的地學相關專業的一門專業選修課程，具有較強的理論和實踐特點，采用講授、討論、習題和實驗等進行綜合教學。課程考核由平時成績和期終考核成績兩部分組成，分別占比為40%和60%。其中，平時成績主要由考勤、互動、作業和實驗報告4部分構成，每項占比依次為10%、20%、35%和35%；期終考核采用閉卷考試形式，主要考核學生對課程重要知識點和實習環節的理解與掌握情況，題型包括填空題、選擇題、名詞解釋、簡答題和論述題。

依據課程教學大綱和課程考核結果分別建立目標文件和分數文件，按照軟件流程圖1進行課程達成度解算，生成達成度評價文件。

表2所示為導出的GNSS原理與應用課程目標與考試內容對照表，從表中可以看到該課程有5個課程目標分別對應5個畢業要求，每個課程目標對應相應的試題及分數。

表3所示為導出的GNSS原理與應用課程目標達成度分析表。其中，課程目標達成度是根據全部學生各項課程目標的平均分，按照式（1）分別計算的達成度，從表中可見該課程的5個課程目標對應的達成值分別為0.82、0.81、0.90、090和0.84，滿足達成度要求。

表3 課程目標達成度分析

表4所示為導出的GNSS原理與應用分項課程目標分析表，圖3所示是針對5個課程目標軟件繪制的分項課程目標達成度分布圖。其中，分項課程目標達成度是根據每個學生各課程目標分數分別計算的達成度，結合圖表能直觀地反映出每個學生的課程目標達成情況。

表4 分項課程目標達成度分析

由表2～4和圖3可以對課程達成情況得出以下兩點結論：

圖3 分項課程目標達成度分布圖

表2 課程目標與考試內容對照表

（1）該課程共包括5個課程目標，對應5個畢業要求的2級指標點，按照相應的課程評價標準計算得出課程目標達成度最低分（對應課程目標2）為0.81，最高分（對應課程目標3）為0.90，課程的培養目標達成度（取最?。?.81，大于設置的閾值0.6，說明該課程的課程目標完全達成，整體上達到了預期的教學目標；

（2）盡管課程整體目標得以達成，但學生存在個體差異，通過分析課程目標1達成的個體差異發現，存在個別學生未能達成課程目標，說明學生對全球定位系統的產生、發展及前景，GNSS定位中所涉及的時間系統和坐標系統掌握程度不夠，后續上課需要重點加強這塊課程內容的設計，進一步濃縮課程重點難點，并綜合應用“學習通”和“愛課程”等各種信息化平臺加強教學管理、過程考核和課后輔導等，加強學生對知識點的理解。

3 結 語

通過分析課程達成度的計算特點，編寫了一款課程達成度計算軟件，該軟件只需要導入指定格式的課程目標文件和分數文件，然后設置教學大綱規定的課程目標達成度判斷閾值和課程權重（試卷成績、平時成績以及實驗成績的比例），即可完成計算并一鍵輸出課程達成度文件。其中包含的各項評價分析表同采用Excel手動計算結果一致，但是采用軟件大大減少了計算工作量，讓教師完全擺脫繁瑣的計算過程，更好地聚焦于課程達成度的評價分析與課程目標的持續改進，進一步提升教學質量。目前該軟件已在本院推廣使用，為積極推進專業認證工作的實施提供技術支撐。