基于工程教育认证理念的《Java EE程序设计》课程目标达成度评价方法

徐胜舟，杜小坤

(中南民族大学计算机科学学院，武汉 430074)

0 引言

工程教育专业认证对构建我国工程教育的质量监控体系，推进我国工程教育改革，提高工程教育质量具有重要意义。自2016年我国加入华盛顿协议之后，全国各高校都在大力推动本科工程教育改革，积极参与工程教育认证[1]。工程教育认证目前已成为我国高等教育质量保障体系的重要组成部分[2]。以学生为中心(Student Centering，SC)、成果导向/目标导向(Outcomes-based Education，OBE)和持续改进(Continuous Quality Improvement，CQI)是工程教育认证的三大核心理念。以学生为中心要求教学设计聚焦学生的能力培养；以产出为导向要求教学评价的焦点是对学生学习效果即课程目标达成度的评价；持续改进则建立在课程目标达成度评价的基础之上，是对目标达成的过程中存在的薄弱环节进行的动态调整和改进。可以看出，课程目标达成度评价是工程教育认证的核心任务之一[3-4]。在2021版的工程教育认证申请书中，面向产出的课程目标达成情况评价机制被列为核心内容和重点观察指标。本文以计算机科学与技术专业的《Java EE程序设计》这门实践性强的专业课为例，探讨如何建立基于工程教育认证的课程目标达成度评价体系。

1 《Java EE程序设计》课程教学改革实践

《Java EE程序设计》是计算机类本科专业的一门重要专业课，其特点是内容实用性强，知识点与实践联系紧密[5]。《Java EE程序设计》的主要教学方式为理论教学与实践教学相结合。教师在理论课堂上讲解企业应用开发的基础编程技术，主要包括Servlet、JSP、JavaBean、JDBC和MVC、SSM框架等。这些理论知识对于本科生理解起来没有问题，但在实践教学中，学生往往难以将所学理论知识用于解决实际问题，即应用能力需进一步提升。总结起来，《Java EE程序设计》的传统教学过程中主要存在以下两方面的问题。

(1)以教师为中心，以内容为驱动。教学目标强调的是理论知识的掌握，而非学生能力的培养。相对应的，教学过程以教师介绍相关知识点为主，采取填鸭式的理论讲授，学生被动接受知识，而缺乏动手能力的锻炼。

(2)课程质量评价方式较为单一，一般以期终考试为主，而过程考核和能力考核则未能得到足够重视。期终试卷的知识点不能全面考核学生的能力。

针对以上问题，结合工程教育认证的以学生为中心、产出导向和持续改进的三大理念，对《Java EE程序设计》课程进行教学改革。在教学方法上，坚持理论与实践相结合的原则，从实用的角度出发，在教学过程中把运用理论知识进行实践开发放在核心地位，深化学生对书本理论知识的认识和理解，提高实际应用能力，让实践教学贯穿整个教学过程。理论课堂采用启发式教学，讲授基本概念和理论；实践教学围绕本课程的重点内容和知识点，结合行业热门方向，构造综合性的实验题目。学生通过小组讨论、分工实践、团队协作的方式进行探究和实践。在实践过程中，鼓励学生针对需要解决的实际问题提出自己的解决方案，从而锻炼学生分析、解决问题的能力。

在教学目标上充分体现课程的基础性和实践性，强化学生实践能力、自学能力和实际工作能力的培养。具体地，通过该课程的学习，学生能理解Java EE的编程基本思想和工作原理，掌握企业应用开发的基础技术的工作原理，能运用这些技术进行Web应用开发。学生掌握分布式应用开发的基本流程，提升分布式系统的分析与设计能力。课程教学目标修订情况如下：

课程目标1：学生理解Java EE的基本概念、编程思想、技术框架等；掌握Servlet、JSP、JavaBean、JDBC和MVC、SSM框架等的工作原理和使用方法；

课程目标2：能选择与使用恰当的技术、软硬件及系统资源搭建Java EE开发环境；具有运用Servlet、JSP、JavaBean、JDBC和MVC、SSM框架等进行分布式系统开发的能力；

课程目标3：能够在团队中做好自己所承担的个体、团队成员以及负责人等各种角色。

以上课程目标与计算机科学与技术专业的毕业要求对应关系如表1所示。

表1 教学目标与毕业要求的对应矩阵

续上表

2 基于工程教育认证理念的课程目标达成度评价方法

工程教育认证理念落实的关键之一是面向产出的课程目标达成情况评价[6]，并以此反馈和调节各教学环节，实现持续改进。与传统的以教师为中心的课程评价不同，工程教育认证以学生为中心，课程目标聚焦学生的学习效果和能力的提升，体现了产出导向。对于《Java EE程序设计》这种实践性强的课程，学习效果和能力提升的评价标准不应局限于期终考试，但考虑到现有的教学环境下，期终考试仍然是衡量学生学习效果的主要手段。因此，本课程采用多元化的评价标准来评价课程目标达成度。具体的评价标准包含过程考核和期终考试。课程的过程考核又包括考勤及课堂表现、作业、课内实验。课程考核总评成绩以百分计，满分100分，考核细则如表2所示。

表2 课程成绩的组成及比例

续上表

在明确了课程目标与考核方式之间的对应关系之后，为了能够具体量化课程目标达成度并进行分析，我们还需要进一步细化各种考核方式对课程的各个目标的对应关系。根据《Java EE程序设计》的具体教学过程，我们确定的课程目标对应的考核方式及各考核方式成绩所占比例如表3所示。课堂表现主要检查学生对知识点的理解和掌握情况，期终考试卷面中也有一部分知识点考查题型，它们共同考核以知识掌握为主的目标1；由于该课程的平时作业均为小型综合编程开发题目，期终考试中也有相当一部分题型是与程序开发相关的，它们共同考核以应用开发能力为主的目标2；课程实验为综合性的应用开发，需要多人协作完成，主要考核以团队协作为主的目标3。

表3 课程目标达成考核方式及成绩评定对照

在明确和细化课程目标达成考核方式之后，课程的目标达成度可按如下公式进行计算：

其中考核环节权重为表4中各考核环节对应的比例值。最后，课程目标达成度=min{各课程目标i达成度}。

表4 课程目标与考核方式关系

3 结果分析

取2018级计算机科学与技术专业参加考试的90位学生为样本，课程目标达成情况如图1所示，达成值都高于0.7，整体而言学生的课程学习效果达到教学目标。这主要得益于以下三点：一是充分利用线上优质教学资源，本课程已经在超星学习通建课多年，课程大纲、课件、习题、实验资源让学生能够在课堂学习之余，据自身情况选择资源利用课余时间进行学习和巩固。二是课堂增加了课前预习和回顾的环节，在每次讲授新课之前回顾上一次课程的重点内容，并指出本次课程的学习目标、重点和难点，课后根据学习目标布置相应的作业，引导学生自主学习，让学生学习目的性更强、积极性更高。三是加强实验环节，将课堂理论知识应用于学生的系统开发实践中，并着重培养学生的团队协作能力，督促学生进行团队开发，在一定程度上提升了学生的编程能力和团队协作能力。

图1 课程目标达成情况 图2 课程目标1达成分布情况

图3 课程目标2达成分布情况 图4 课程目标3达成分布情况

全体学生在课程目标1、2和3上的达成值分别为0.826、0.756和0.832，说明学生能够较好掌握Java EE基础知识和基本方法，能够利用相关技术解决实际应用问题，并且具备较好的沟通交流和团队协作能力。课程目标2达成值较低的原因是期终考试加大了对学生编程能力的考核，该环节包括程序填空、程序阅读和编程题，共计58分，学生平均得分较低，得分率为0.63，明显低于平时的开放性编程作业题的得分率0.88，说明学生在编程环节仍然不够熟练(本学期受疫情防控影响，学期后半段的学习和复习时间被大幅压缩，学习压力倍增是其重要原因之一)，在缺少网络资源和参考资料的情况下进行程序开发仍存在一定困难，需要在今后的教学过程中通过进一步督促和加强学生实际动手能力的培养。

就个体而言，所有学生在课程目标1和3的达成度均高于0.6，但有9位同学在课程目标2的达成度低于0.6。分析学生各项得分后发现，主要原因有两个：一是部分学生的平时编程作业没有提交或者只是简单应付提交，实验分组则依赖小组其他能力强的同学，导致其程序开发能力较弱，平时成绩得分较低；二是期终考试有58分的题目与程序开发相关，平时没有认真完成作业和实验的学生，对这类题目，答题效果不好。

综上所述，本课程目前主要存在两方面的问题：一是过程监督还不够，虽然已经通过课堂、QQ班级群和学习通提醒等方式来督促学生完成编程练习和实验，但是小部分学生依然没有意识到其重要性。二是平时课堂教学中班级学生人数太多(90人)，批改程序开发题的工作量很大，因而对极少部分动手能力弱、不能及时按要求完成作业的学生关注度不够，在今后的教学过程中应该适当控制班级人数，多关注动手能力弱的学生。

4 结语

本文以专业课《Java EE程序设计》为样本，设计了一种基于工程教育认证理念的课程目标达成度评价方法。在教学大纲的设计上体现以学生为中心、以产出为导向的课程目标；根据大纲中设计的课程目标与考核方式的对应关系，采集合理的考核评价数据，通过计算来客观评价每个学生及整个班级的课程目标达成情况；对课程目标达成度进行深入分析，并以此反馈和调节各教学环节，实现持续改进。

本文存在的不足之处在于：课程目标达成度评价过程中，应该采用具体的知识或能力考核点与课程目标建立对应关系，而这些考核点在期终考试中不一定对应为某一些大题或者某些题型。在后续的教学过程中，将逐步细化和完善。