路綱 吳曉軍 張玉梅 張立臣 張鈺

[摘 要] 本科計算機專業(yè)課程，如人機交互、計算思維等，學(xué)科交叉明顯，實踐性強，對學(xué)習(xí)效果的考查缺乏公認(rèn)的量化衡量標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計一種稱為“量化公開評價（QOE）”的教學(xué)模式，探索解決此類課程學(xué)習(xí)效果的有效評價問題。通過開發(fā)評分示范軟件，以人機交互課程為例，說明了如何以QOE為核心驅(qū)動教學(xué)。實踐顯示，QOE教學(xué)模式能顯著增強學(xué)生的學(xué)習(xí)動機和實踐能力。QOE教學(xué)模式也適用于其他具有類似特點的專業(yè)課程教學(xué)。

[關(guān)鍵詞] 教學(xué)評價;本科課程;計算機專業(yè);量化公開評價教學(xué)模式

[基金項目] 2018年度雙帶頭人教師黨支部書記工作室培育項目（SDTR201809）;2019年度特色金課和課程思政建設(shè)項目“計算思維，試卷自動評價系統(tǒng)的實現(xiàn)及應(yīng)用研究”（19GGK-JG02）;2020年度本科課程建設(shè)和教學(xué)項目“教師教育課程知識體系建?！?/p>

[作者簡介] 路 綱（1972—），男，陜西洋縣人，博士，陜西師范大學(xué)計算機科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事自然語言處理和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究;吳曉軍（1971—），男，陜西鳳翔人，博士，陜西師范大學(xué)科技處處長，教授（通信作者），主要從事人工智能和信息技術(shù)支撐研究。

[中圖分類號] G642.0? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）15-0034-05? ?[收稿日期] 2020-11-13

一、引言

計算機專業(yè)中有一類課程其特點是具有高度的工程實踐性和學(xué)科交叉性，例如人機交互[1]（Human-Computer Interaction，HCI）、計算思維[2]等。以HCI為例，其內(nèi)容涵蓋計算機、心理學(xué)、藝術(shù)人文等多學(xué)科領(lǐng)域，教學(xué)內(nèi)容具有明顯的碎片化和多維度特征，學(xué)習(xí)效果的評判標(biāo)準(zhǔn)難以量化。傳統(tǒng)的“課堂講授+作業(yè)+考試”模式不完全適合這類課程的教學(xué)，主要存在以下問題。

1.不利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。學(xué)習(xí)興趣是人探究事物、從事活動的心理傾向，它分為兩個有先后依賴的層次[3]：外在感性興趣（直覺感受、操作體驗）→內(nèi)在理性興趣（因果、理論）。傳統(tǒng)課堂往往從抽象的理論、原則出發(fā)開展教學(xué)，學(xué)生未能通過操作體驗充分發(fā)展外在興趣，這與學(xué)科知識發(fā)現(xiàn)的自然順序相反，不利于學(xué)生向因果、理論等內(nèi)在興趣階段跨越，其表現(xiàn)為興趣缺乏足夠的穩(wěn)定性。

2.不利于保持和提升學(xué)習(xí)動機。動機是激發(fā)、維持并使行為指向特定目的的一種力量。按不同的標(biāo)準(zhǔn)，動機有短期、長期，內(nèi)在、外在之分。傳統(tǒng)教學(xué)模式中，一些交流探索和實踐環(huán)節(jié)缺失或質(zhì)量不足，使得學(xué)習(xí)動機未得到充分的提升和保持。作為產(chǎn)生外在動機的終結(jié)性考評，在傳統(tǒng)教學(xué)中直到期末才出現(xiàn)，導(dǎo)致一部分學(xué)生臨近考試才真正開始用功，這種臨時抱佛腳的方法態(tài)度不僅是知識積累的大忌，也是優(yōu)秀人格培養(yǎng)的大忌。動機與實踐有著密切聯(lián)系：心理學(xué)研究表明，富有挑戰(zhàn)性的工作、認(rèn)可、在團隊中的參與程度、獎勵等都會對學(xué)習(xí)動機產(chǎn)生促進(jìn)作用，因此應(yīng)創(chuàng)造條件和機會，使這些因素被充分利用。

3.不利于個性化學(xué)習(xí)和高效學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)教學(xué)模式的一個共性問題是假設(shè)學(xué)生具有同一水平層次的知識能力而開展教學(xué)，導(dǎo)致高水平學(xué)生收獲小，低水平學(xué)生跟不上。雖然助教等輔助制度能改善這種狀況，但更有效的方法是利用學(xué)生，尤其是優(yōu)秀學(xué)生的激勵和榜樣帶動作用，通過引入分組合作學(xué)習(xí)、獎勵競爭機制，引導(dǎo)學(xué)生互助提升學(xué)習(xí)效率。心理學(xué)家班杜拉的社會學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，基于替代性強化機理，學(xué)習(xí)行為、態(tài)度、人格的形成，都可以通過對榜樣的觀察和模仿加以完成，并通過實踐固化。傳統(tǒng)教學(xué)面向群體，對個體學(xué)習(xí)的指導(dǎo)不充分、不對口，影響其學(xué)習(xí)效率。

4.不利于客觀、公正、準(zhǔn)確地評價學(xué)習(xí)效果，評價機制未發(fā)揮應(yīng)有的教育作用。（1）傳統(tǒng)的閉卷或開卷考試忽略了對（HCI）實踐性的考查。在實際工作中，解決不了問題，記憶再多理論也無意義。（2）作業(yè)中存在的問題或錯誤往往有重要教育價值，但由于各自目標(biāo)途徑不同，沒碰到該問題且未充分交流，將失去體會的機會。（3）學(xué)生未參與評價實施過程，評價結(jié)果受教師主觀因素影響過多，不一定準(zhǔn)確和公正。（4）評價過程缺少反饋交流，未充分發(fā)揮評價的教育作用。

相關(guān)工作方面，文獻(xiàn)[4]將形成性評價（教學(xué)過程）與終結(jié)性評價（期末考試）相結(jié)合，提出了多元評價表，屬于評價內(nèi)容框架。文獻(xiàn)[5]通過相關(guān)度分析提高翻轉(zhuǎn)課堂中教師個性化輔導(dǎo)的有效性。文獻(xiàn)[6]介紹了一種基于工程教育認(rèn)證理念的教學(xué)效果評價指標(biāo)體系，定量、定性地對課程教學(xué)進(jìn)行評價，側(cè)重于考試而非實踐產(chǎn)出評價。

我們提出“評價量化公開”（Quantitative and Open Outcome-Evaluation Teaching Model，QOE）的教學(xué)模式，嘗試從教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容和實踐落實三方面對傳統(tǒng)教學(xué)加以改進(jìn)。

二、評價量化公開教學(xué)模式

評價量化公開模式結(jié)構(gòu)如圖1所示，其理念是評價驅(qū)動教育引導(dǎo)實踐養(yǎng)成，措施包括：（1）以體現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)、涵蓋HCI基本原理的軟件項目任務(wù)承載教學(xué)過程。（2）通過分組合作學(xué)習(xí)、競爭獎勵機制、任務(wù)內(nèi)涵吸引等實踐方式來促進(jìn)學(xué)生間的有效互助學(xué)習(xí)，調(diào)動和保持學(xué)習(xí)的內(nèi)外動機。（3）用教師開發(fā)的軟件樹立榜樣，發(fā)揮教育引領(lǐng)作用，建立輔助支撐機制，保障學(xué)習(xí)的有效性。（4）基于產(chǎn)出導(dǎo)向OBE理念、依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計評價量化指標(biāo)體系，通過實施量化公開評價驅(qū)動探究式學(xué)習(xí)和交流反思，充分發(fā)揮評價的教育作用。（5）通過傳統(tǒng)教學(xué)（包括實驗）做技術(shù)儲備和知識拓展。QOE模式結(jié)構(gòu)主要模塊含義如下。

1.課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)。通常包含：內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)（content standards）、表現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)（performance standards）和學(xué)習(xí)機會標(biāo)準(zhǔn)（opportunity to learn standards）。這種劃分方法最早由美國政府于1994年在《2000目標(biāo)：美國教育法案》中提出，本文只涉及內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)。我們依據(jù)培養(yǎng)方案，參考《高等學(xué)校計算機科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)規(guī)范（軟件工程方向）》[7]、IEEE及ACM聯(lián)合制定的SEEK（Software Engineering Education Knowledge）體系，以及國內(nèi)外著名大學(xué)的HCI課程內(nèi)容，制定了HCI課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，表1作為示例顯示了交互界面的部分內(nèi)容點。

2.考評項目設(shè)計?？荚u題目要盡可能地容納“課程內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”里的內(nèi)容。我們選擇的題目是“圖像處理軟件的交互界面”，采用統(tǒng)一題目有利于形成共同語言，促進(jìn)交流。

3.課堂講授及實驗。（1）做知識技能準(zhǔn)備;

（2）拓展知識，如增強現(xiàn)實交互等。

4.支撐機制。分組合作學(xué)習(xí)有利于培養(yǎng)團隊精神，增強與人共事的能力，提供交流學(xué)習(xí)的機會?；谖覀兦捌趯W(xué)生數(shù)據(jù)的分析，采用熟人和知識結(jié)構(gòu)互補型組隊模式能進(jìn)一步提升學(xué)習(xí)效果。依據(jù)敏捷開發(fā)原則提出了小組建設(shè)要求：（1）每個組都要訂立一個團隊契約（包括責(zé)任、標(biāo)準(zhǔn)等），組員簽署;（2）團隊每天召開會議討論任務(wù)相關(guān)問題;（3）交流簡短有效;（4）確立適合的階段目標(biāo)。組間引進(jìn)競爭機制，給高質(zhì)量、快速完成任務(wù)的團隊獎勵適當(dāng)?shù)姆謹(jǐn)?shù);通過教師—研究生組成的助教小組，為學(xué)生提供必要的技術(shù)幫助。

5.量化評分表（教師）。為精確測量工作質(zhì)量，我們提出了量化評分表的概念和方法。量化評分表可由專家制定，表中針對每個具體問題給出一個可行性解決方案和評價分?jǐn)?shù)，以此作為參考對其他解決方案進(jìn)行評價。這個表在學(xué)期初布置考評作業(yè)時就發(fā)給學(xué)生，要求學(xué)生提交項目作業(yè)時，也一并提交一份類似表格——自評分表。公開考評時，每個學(xué)生小組團隊對自評分表的每一項提出證據(jù)。

6.實施流程。按時間順序的量化公開評價教學(xué)模式實施流程，見圖1。

三、考評實施

1.學(xué)生反饋?？傮w來說，學(xué)生認(rèn)為考評將授課、實驗、平時作業(yè)、評價、反思改進(jìn)等環(huán)節(jié)融合形成了有機整體，從學(xué)期開始直到期末項目考評環(huán)環(huán)相扣。不少學(xué)生經(jīng)常工作到深夜，還有學(xué)生試圖與教師編寫的軟件一較高下;量化評分表的使用體現(xiàn)了按產(chǎn)出分配、依法施教的原則，激勵嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)精神和勞動創(chuàng)新意識，用學(xué)生的話形容就是“分分皆辛苦”。公開觀摩、改進(jìn)和評分有助于學(xué)生相互學(xué)習(xí)借鑒，鍛煉了在公共場合的交流能力。

2.調(diào)查分析。采用匿名問卷調(diào)查方式收集反饋，結(jié)果見表3。表3列出了兩屆學(xué)生對比的調(diào)查結(jié)果。在首屆HCI課程中，期末考評采用傳統(tǒng)的提交課程論文方法。數(shù)據(jù)表明，應(yīng)用QOE教學(xué)模式后，學(xué)生對課程的評價明顯提高。

我們還將QOE模式應(yīng)用到其他實踐性強、學(xué)科交叉明顯的課程中，如“Office可視化集成開發(fā)”“計算思維”，學(xué)生反饋結(jié)果顯示，該教學(xué)模式產(chǎn)生了良好的教學(xué)效果（見圖2）。

四、教學(xué)討論

QOE教學(xué)模式能產(chǎn)生較好的教學(xué)效果，得益于以下一些方面。

1.以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心獲得抓手落實。在軟件設(shè)計編碼、觀摩反思改進(jìn)和評價等實踐過程中，各類問題不斷涌現(xiàn)及解決，看到界面越來越美觀，功能越來越強大，學(xué)生會獲得極大的精神滿足，找到屬于自我的力量，增強自信心和興趣。從心理學(xué)角度來看，一件事擅長之后，就會越做越好、越好越做，形成正反饋良性循環(huán)。評分依據(jù)和過程都公開，要想獲得好成績，需要付出創(chuàng)新性的勞動，從而把知識傳授、技能訓(xùn)練、價值觀塑造巧妙地融入考評過程中。與此同時，評價量化公開教學(xué)模式還帶來一些“額外”的益處，如：增強團隊合作和競爭意識，鍛煉溝通交流能力，培養(yǎng)了學(xué)生公平公正對待不同方式、方法和事物的精神等，將評價具有的導(dǎo)向、激勵、矯正、自我認(rèn)知等影響和作用在實踐中落實，切實提升培養(yǎng)效果。

2.教師角色從單純的知識供應(yīng)者向優(yōu)質(zhì)高效的學(xué)習(xí)促進(jìn)者轉(zhuǎn)變。（1）通過課程標(biāo)準(zhǔn)的制定、考評項目開發(fā)等活動加深了教師對HCI的理解，提升了其課程建設(shè)能力和教育研究能力[8]。（2）高質(zhì)量的考評軟件幫助教師在學(xué)生中樹立了威望和信譽，潛移默化地傳遞了有效學(xué)習(xí)經(jīng)驗;維果斯基的社會文化理論認(rèn)為，有效的學(xué)習(xí)經(jīng)驗不是學(xué)習(xí)者與環(huán)境直接作用而獲得的，必須由已具有這種經(jīng)驗的人給予指導(dǎo)。（3）公開考評鍛煉了教師的判斷能力、反應(yīng)能力、評估能力、人際溝通能力和教學(xué)管理能力。（4）通過幫助輔導(dǎo)機制，關(guān)注把握學(xué)習(xí)過程細(xì)節(jié)，助學(xué)生高效地搭建通向未知知識的橋梁。

3.有利于培養(yǎng)創(chuàng)新素養(yǎng)。（1）完成考評項目需要學(xué)生主動探究問題答案，從而加深對知識的理解和運用，體會各學(xué)科知識之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。

（2）幫助學(xué)生發(fā)展思維的靈活性[5]。解決方案不唯一，放棄了權(quán)威性，公開觀摩考評能了解到不同的思路觀點。（3）量化公開評價推遲、淡化了教師的評價，鼓勵學(xué)生先進(jìn)行獨立且有質(zhì)量的自評和他評，助其提升自信和提升判斷力。這種判斷能力在職后往往比知識技術(shù)本身更為重要，它是我們期待學(xué)生擁有而又難以直接傳授的，只能通過實踐、思考不斷感悟。（4）公開考評鍛煉了學(xué)生的思辨能力。學(xué)生要為自己的論據(jù)辯護、接受質(zhì)疑，提出能抓住要害的問題——這些都屬于創(chuàng)新要素。

五、結(jié)語

本文提出了一種新的教學(xué)模式——評價量化公開教學(xué)模式QOE，實踐表明，該教學(xué)模式行之有效，QOE也可推廣應(yīng)用到其他具有學(xué)科交叉、實踐性強等特點的課程教學(xué)中。

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Exploration of the Quantitative and Open Outcome-Evaluation Teaching Model： Taking the Course of Human-Computer Interaction as an Example

LU Gang1，2a， WU Xiao-jun1，2b， ZHANG Yu-mei1， ZHANG Li-chen1， ZHANG Yu1

（1.Key Laboratory of Modern Teaching Technology， Ministry of Education， Shaanxi Normal University， Xian， Shaanxi 710062， China; 2. a. School of Computer Science， b. Science and Technology Division， Shaanxi Normal University， Xian， Shaanxi 710119， China）

Abstract： Undergraduate professional courses of computer Major， such as Human-Computer Interaction and Computational Thinking， are highly interdisciplinary and practical， and lack recognized quantitative measurement criteria for the learning effectiveness. This paper designs a quantitative and open outcome-evaluation teaching model（QOE） to explore and solve the problem of effectiveness evaluation of the course learning effect. Through the development of scoring demonstration software， and taking Human-Computer Interaction course as an example， this paper explains how to take QOE as the core to drive teaching. The practice shows that the QOE teaching model can greatly increase students learning interest and practical ability. The QOE teaching model is also applicable to the teaching of other professional courses with similar characteristics.

Key words： teaching evaluation; undergraduate courses; computer major; quantitative and open outcome-evaluation teaching model