段 斌 付子康

《華盛頓協(xié)議》畢業(yè)要求框架下課程體系設(shè)置合理性評價(jià)的計(jì)算思維方法

段 斌1,2付子康2

（1. 湘潭大學(xué)專業(yè)認(rèn)證指導(dǎo)中心，湖南 湘潭 411100；2. 湘潭大學(xué)自動(dòng)化與電子信息學(xué)院，湖南 湘潭 411105）

《華盛頓協(xié)議》畢業(yè)要求框架規(guī)定了學(xué)生應(yīng)掌握的知識、具備的素質(zhì)和能力，各專業(yè)依據(jù)畢業(yè)要求反向設(shè)計(jì)課程體系，并對課程體系設(shè)置的合理性進(jìn)行評價(jià)，實(shí)際實(shí)施過程中的主觀因素過多，客觀性不足。本文運(yùn)用計(jì)算思維和教育心理學(xué)，通過大數(shù)據(jù)分析探尋內(nèi)部規(guī)律，將畢業(yè)要求對應(yīng)的能力特征穩(wěn)定性轉(zhuǎn)化為各門支撐課程學(xué)生成績分布的一致性度量，構(gòu)建專業(yè)課程體系對畢業(yè)要求支撐關(guān)系的評價(jià)算法，以學(xué)生綜合成績?yōu)橹饕獢?shù)據(jù)來源，依據(jù)計(jì)算結(jié)果分析畢業(yè)要求層面或課程層面支撐關(guān)系的短板，給課程體系設(shè)置合理性評價(jià)提供定量的參考依據(jù)。三所高校工科專業(yè)課程體系評價(jià)案例結(jié)果表明，該方法能有效發(fā)現(xiàn)專業(yè)課程體系存在的課程對畢業(yè)要求支撐不當(dāng)?shù)膯栴}。

華盛頓協(xié)議；計(jì)算思維；教育心理學(xué)；課程體系設(shè)計(jì)

0 引言

為保障通過工程認(rèn)證專業(yè)的畢業(yè)生具有實(shí)質(zhì)等效的教育資格，國際工程聯(lián)盟頒布《華盛頓協(xié)議》由12條特征組成的畢業(yè)要求框架，規(guī)定了學(xué)生應(yīng)掌握的知識、具備的素質(zhì)和能力，其成員以此為參照制定實(shí)質(zhì)等效畢業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn)，各專業(yè)以畢業(yè)要求為核心，按成果導(dǎo)向反向設(shè)計(jì)確定課程體系、課程目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容。在現(xiàn)行的《工程教育認(rèn)證自評報(bào)告指導(dǎo)書（2022版）》中的標(biāo)準(zhǔn)5.0要求用矩陣或其他適當(dāng)形式說明課程設(shè)置對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)4.1要求專業(yè)建立面向產(chǎn)出的課程體系設(shè)置合理性評價(jià)機(jī)制，并給出最近一次課程體系設(shè)置合理性評價(jià)的過程和結(jié)果[1]。當(dāng)前各專業(yè)實(shí)施課程體系合理性評價(jià)時(shí)利用問卷調(diào)查、座談會、研討會、論證會等方法進(jìn)行定性評價(jià)，持續(xù)改進(jìn)責(zé)任人結(jié)合反饋的評價(jià)結(jié)果，根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果、座談會、研討會意見或結(jié)論等，修訂課程體系，實(shí)現(xiàn)持續(xù)改進(jìn)。其主要問題在于主觀因素過多，客觀性不足。

如今人類所面臨的全球重大問題，都需要跨學(xué)科來解決，人們嘗試在許多學(xué)科領(lǐng)域中應(yīng)用計(jì)算思維。計(jì)算思維是一種問題解決方式，通過提出易被計(jì)算機(jī)解決或能通過大數(shù)據(jù)分析探尋內(nèi)部規(guī)律的難題，帶來能夠應(yīng)用在生物學(xué)、化學(xué)、材料，乃至文學(xué)、社會研究和藝術(shù)等方面的全新技術(shù)。工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系為運(yùn)用計(jì)算思維研究工程教育問題，特別是研究課程體系對畢業(yè)要求支撐關(guān)系的合理性，提供了結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)和條件。運(yùn)用計(jì)算思維，可以使用數(shù)學(xué)工具將復(fù)雜問題數(shù)據(jù)化、特征化，以易被他人理解的形式對問題進(jìn)行構(gòu)建與解釋。通過給調(diào)查問卷定性方法提供定量的參考依據(jù)，有望成為當(dāng)前課程體系設(shè)置合理性評價(jià)的一個(gè)有效補(bǔ)充。

本文結(jié)合課程體系設(shè)計(jì)特點(diǎn)，引入工程教育專業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求特征（以下簡稱指標(biāo)點(diǎn)）相關(guān)理念，運(yùn)用計(jì)算思維的科學(xué)方法，以學(xué)生綜合成績與各項(xiàng)課程表現(xiàn)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，構(gòu)建以學(xué)生在課程體系學(xué)習(xí)過程中的能力特征度量因子為輸出的綜合性課程體系評價(jià)模型，通過數(shù)據(jù)這一較為客觀的視角來闡述針對每個(gè)畢業(yè)要求進(jìn)行課程體系設(shè)計(jì)應(yīng)該具備的教學(xué)特點(diǎn)，并依據(jù)該特點(diǎn)初步建立工程教育專業(yè)認(rèn)證課程體系支撐畢業(yè)要求合理性的評價(jià)方法。

1 課程體系設(shè)計(jì)的流程與問題

現(xiàn)階段課程體系設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)為：強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果并不是簡單的分?jǐn)?shù)成績表現(xiàn)，而是學(xué)生通過教育過程所獲得的能力提高。將傳統(tǒng)的以教師為中心的教育轉(zhuǎn)換為以學(xué)生為中心的教育，即一切的教學(xué)方法、活動(dòng)組織和考核方式要以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的能力提升為目標(biāo)和依據(jù)[2]。在現(xiàn)階段重點(diǎn)推進(jìn)的國際工程專業(yè)認(rèn)證中，學(xué)生的學(xué)習(xí)評估方法更要落實(shí)到以學(xué)生今后從事相關(guān)工程工作或崗位的綜合要求與總體評價(jià)為總目標(biāo)的大方向，即學(xué)生解決未知與復(fù)雜問題的能力[3]。成果導(dǎo)向教育是反向設(shè)計(jì)、正向?qū)嵤聪蛟O(shè)計(jì)是從需求開始，由畢業(yè)要求決定課程體系，根據(jù)畢業(yè)要求確定課程目標(biāo)，課程目標(biāo)支撐畢業(yè)要求的達(dá)成。只有明確了具體的課程目標(biāo)設(shè)計(jì)，才能完善某一門專業(yè)的工程專業(yè)人員需要何種綜合素質(zhì)，而只有確定了專業(yè)人員必備的綜合素質(zhì)，才能更好地針對每一門課程具體化、科學(xué)化地設(shè)計(jì)學(xué)生的成長方案。在設(shè)計(jì)專業(yè)課程體系時(shí)，相關(guān)人員在具體規(guī)劃中對課程的安排存在過于主觀化、沒有充足的科學(xué)依據(jù)與數(shù)據(jù)支撐的情況；另一方面，教學(xué)人員在教學(xué)中存在不能按照設(shè)計(jì)好的課程體系進(jìn)行特色教學(xué)的情況。

教學(xué)是學(xué)生與教師共同完成的過程，在這個(gè)過程中學(xué)生需要理解與記憶大量的知識，而教師更是需要針對每門課程的知識點(diǎn)與教學(xué)方式進(jìn)行預(yù)先構(gòu)思，使課程教學(xué)過程可以積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的心理情緒等，幫助其更好地完成學(xué)習(xí)。不過，在實(shí)際教學(xué)中不難發(fā)現(xiàn)，多數(shù)課程之間具有因果性與協(xié)同性，這就對專業(yè)課程設(shè)計(jì)方案有了要求，不僅要考慮學(xué)習(xí)過程中知識點(diǎn)難度的循序漸進(jìn)與前后知識點(diǎn)之間的銜接，更要考慮課程間的內(nèi)在關(guān)系[4]。

在工程教育背景下，一套成熟的課程體系設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)滿足以下四點(diǎn)要求：

1）滿足被培養(yǎng)人員所需要的根本目標(biāo)。

2）體現(xiàn)學(xué)科專業(yè)的整體脈絡(luò)與體系。

3）適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會需要。

4）培養(yǎng)本專業(yè)學(xué)生整體發(fā)展的體系能力。

通過以上要求不難發(fā)現(xiàn)，面向產(chǎn)出的工程教育專業(yè)認(rèn)證注重的是以解決實(shí)際問題為目標(biāo)的學(xué)生能力，而不是傳統(tǒng)的以考察學(xué)生知識點(diǎn)掌握為終極目標(biāo)的分?jǐn)?shù)教育[5]。這表示要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體地位，以學(xué)生為中心，關(guān)注學(xué)生的具體學(xué)習(xí)過程，注重每一項(xiàng)指標(biāo)，不僅是單個(gè)課程的成績，更是以每個(gè)學(xué)生的專業(yè)能力達(dá)成指標(biāo)，所以將能力指標(biāo)概念引入課程設(shè)計(jì)中，可以更好地推進(jìn)工程教育教學(xué)方法的探索，也可以提高工程教育的教學(xué)質(zhì)量[6]。

《華盛頓協(xié)議》畢業(yè)要求框架由12條特征組成，具體包括工程知識、問題分析、設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可發(fā)展持續(xù)、職業(yè)規(guī)范、個(gè)人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)。根據(jù)認(rèn)知心理學(xué)，人在處理問題時(shí)一般分為感受器（receptor）、反應(yīng)器（effector）、記憶（memory）和處理器（processor）四部分，即在處理類似問題時(shí)，認(rèn)知心理學(xué)模型中人的知識調(diào)用與處理機(jī)制是相似的[7]。那么，對于每一個(gè)獨(dú)立學(xué)生個(gè)體來說，在教育的過程中，其畢業(yè)要求能力對應(yīng)的就是每位學(xué)習(xí)者各自的感受器、反應(yīng)器、記憶和處理器這四部分，可以簡單歸結(jié)為每位學(xué)生的能力特質(zhì)，因此教學(xué)過程實(shí)際上就是教授者對學(xué)習(xí)者的能力特質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)提升。從課程體系的視角來看就是多門課程對同一學(xué)習(xí)者的相同能力特質(zhì)進(jìn)行聯(lián)合培養(yǎng)，那么在教學(xué)中的考核標(biāo)準(zhǔn)就不再只是本門課程的知識，還包括對本門課程具有支撐作用的學(xué)生能力特質(zhì)。教學(xué)過程因果圖如圖1所示。

圖1 教學(xué)過程因果圖

在專業(yè)課程體系對畢業(yè)要求特征支撐關(guān)系的設(shè)計(jì)中，大多數(shù)設(shè)計(jì)者只是使用過往經(jīng)驗(yàn)將課程按照畢業(yè)要求特征進(jìn)行劃分，沒有充分考慮課程與畢業(yè)要求特征之間是否為真實(shí)的反映與包含關(guān)系，也沒有考慮該教學(xué)內(nèi)容與形式是否對學(xué)生的能力特質(zhì)進(jìn)行同一方面強(qiáng)化，甚至存在該課程對畢業(yè)要求特征支撐性較小甚至不支撐的情況，在完善設(shè)計(jì)時(shí)也有可能會使用對某項(xiàng)畢業(yè)要求特征支撐性更小但表現(xiàn)較好的課程來替換對畢業(yè)要求特征支撐較好但表現(xiàn)很差的課程，因而在偏誤的道路上越走越遠(yuǎn)。即使課程體系設(shè)計(jì)較為合理，也存在課程老師在教學(xué)中未按要求進(jìn)行教學(xué)的情況，比如在支撐學(xué)生設(shè)計(jì)/開發(fā)解決方案這一項(xiàng)特征的相關(guān)課程中，只是進(jìn)行簡單的知識灌輸，在教學(xué)與考核階段都沒有按畢業(yè)要求特征的實(shí)際要求內(nèi)容進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，僅在算分法的課程評價(jià)階段完成了相關(guān)特征達(dá)成的虛假滿足。

2 研究思路與方法

2.1 畢業(yè)要求框架下相關(guān)課程分析思路

雖然在課程體系考核時(shí)可以引入能力特質(zhì)進(jìn)行評判，但學(xué)生的能力特質(zhì)是一種人類特質(zhì)，無法進(jìn)行考量。若只是簡單地使用某種分?jǐn)?shù)或某項(xiàng)考核進(jìn)行評判，則與傳統(tǒng)算分法并無實(shí)質(zhì)區(qū)別，也無法真實(shí)反映學(xué)生特質(zhì)。在認(rèn)知心理學(xué)的假設(shè)下，在學(xué)生處理同一畢業(yè)要求特征下的問題時(shí)，大腦的反應(yīng)與問題處理機(jī)制均類似，而在課程體系設(shè)計(jì)方案中，課程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式要與該課程的畢業(yè)要求特征相匹配，如高等數(shù)學(xué)通常匹配的是工程基礎(chǔ)知識這一畢業(yè)要求特征。一項(xiàng)畢業(yè)要求特征通常由多門課程共同支撐，則在該項(xiàng)畢業(yè)要求特征下的課程的相關(guān)性與其他畢業(yè)要求特征下的課程相比應(yīng)該是比較高的[8]。

美國認(rèn)知心理學(xué)家古寧漢認(rèn)為“學(xué)習(xí)是建構(gòu)內(nèi)在的心理表征的過程，學(xué)習(xí)者并不是把知識從外界搬到記憶之中，而是以已有的知識經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，通過與外界的相互作用來建構(gòu)新的理解”。在古寧漢的假設(shè)成立條件下，可以很自然地認(rèn)為學(xué)生在學(xué)習(xí)具有十二項(xiàng)畢業(yè)要求特征模式的課程體系課程時(shí)，是對已經(jīng)存在的認(rèn)知體系進(jìn)行利用與改造，那么這一過程必然具有區(qū)別性。在其他研究中也體現(xiàn)出了學(xué)習(xí)過程具有一致性，其對學(xué)生在遇到困難時(shí)的自我效能情況進(jìn)行了評估，發(fā)現(xiàn)自我效能較高的同學(xué)在面對問題時(shí)的產(chǎn)出均較為良好，即在一定時(shí)期學(xué)生使用這一體系解決特定問題時(shí)的產(chǎn)出具有一致性[9]。美國的一項(xiàng)研究表示，學(xué)生在受一定的客觀環(huán)境影響后，即使進(jìn)行教學(xué)干預(yù)，學(xué)生的反應(yīng)與認(rèn)知也不會出現(xiàn)突兀的轉(zhuǎn)變，而是一種緩慢的漸變過程[10]，即學(xué)生在一定時(shí)間內(nèi)對表現(xiàn)與認(rèn)知處理具有連續(xù)性。依據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求，課程設(shè)置能支持畢業(yè)要求的達(dá)成，課程設(shè)置對畢業(yè)要求的支撐關(guān)系布局具備合理性，就可以得出假設(shè)：一定時(shí)間范圍內(nèi)，學(xué)生在考察特定能力的相同畢業(yè)要求特征下，課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)出具有相對一致性。具體到實(shí)際教學(xué)過程中，就是在一定時(shí)期內(nèi)，課程考核成績分布在相同畢業(yè)要求特征下的分布具有相對穩(wěn)定性。

2.2 畢業(yè)要求框架下相關(guān)課程分析方法

對于教學(xué)過程中學(xué)生特質(zhì)的考察有多種方法，如加權(quán)算分法、調(diào)查統(tǒng)計(jì)法、因子分析法等[11-12]。以上方法均是在對特定范圍內(nèi)的學(xué)生總體進(jìn)行設(shè)計(jì)區(qū)分后，將單個(gè)學(xué)生樣本特征簡化為數(shù)學(xué)數(shù)據(jù)，可得出所考察目標(biāo)群體的不同特點(diǎn)，但無法確定所得出特征與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系。因此，本文以課程體系設(shè)計(jì)中需要考慮的工程教育專業(yè)認(rèn)證十二項(xiàng)畢業(yè)要求特征為標(biāo)準(zhǔn)，以相關(guān)性為依據(jù)，設(shè)計(jì)課程體系的評價(jià)指標(biāo)如下。

1）計(jì)算各課程間的相關(guān)系數(shù)。定義與課程間的相關(guān)系數(shù)p，將所有學(xué)生的每門課程考核結(jié)果進(jìn)行排位處理，并利用相關(guān)性定義進(jìn)行計(jì)算，公式為

2）根據(jù)工程教育專業(yè)課程體系要求每門課程均要支持特定的指標(biāo)點(diǎn)這一設(shè)計(jì)原則，對同一指標(biāo)點(diǎn)下的支撐課程集合間的課程相關(guān)系數(shù)進(jìn)行累加，定義為累計(jì)相關(guān)系數(shù)Q，計(jì)算公式為

3）對指標(biāo)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行歸一化排序，以便進(jìn)行評價(jià)。定義為指標(biāo)點(diǎn)，其包含門課程，該指標(biāo)點(diǎn)相關(guān)系數(shù)歸一化度量因子（簡稱度量因子）O計(jì)算公式為

4）根據(jù)對課程進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)這一要求，找出特定指標(biāo)點(diǎn)下達(dá)成情況較差的課程。需對相同指標(biāo)點(diǎn)下課程對本指標(biāo)點(diǎn)的占比進(jìn)行計(jì)算，并依據(jù)占比進(jìn)行排序，定義為占比因子O，計(jì)算公式為

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 數(shù)據(jù)來源與數(shù)據(jù)處理

本文以湖南某大學(xué)2018級電子信息專業(yè)學(xué)生的4年全部課程數(shù)據(jù)為原始數(shù)據(jù)，包含平時(shí)成績、作業(yè)成績與考核成績，按照考核要求加權(quán)為綜合成績。所有樣本數(shù)據(jù)共包含66門課程，其中必修課為58門。對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行完整度篩選與數(shù)據(jù)清洗，最終數(shù)據(jù)樣本為45門課程，且所有課程數(shù)據(jù)均來自相同的107名學(xué)生。對數(shù)據(jù)按照課程設(shè)計(jì)中各部分成績比例加和后再進(jìn)行排序處理，按分?jǐn)?shù)分別對每門課程進(jìn)行排名，相同分?jǐn)?shù)排名相同且不累加（如98分兩人，97分一人，則排名分別為1，1，2），對排名處理過的數(shù)據(jù)再進(jìn)行去中心化處理形成最終處理數(shù)據(jù)。

3.2 畢業(yè)要求特征支撐度排名分析

依據(jù)本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的專業(yè)課程體系與模型公式，計(jì)算各指標(biāo)點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)總和并按照式（3）計(jì)算度量因子，得到指標(biāo)點(diǎn)評價(jià)系數(shù)排名見表1。在本次評價(jià)的樣本中指標(biāo)點(diǎn)支撐度最好的是指標(biāo)點(diǎn)1，其度量因子達(dá)到0.505；最差的是指標(biāo)點(diǎn)6，其度量因子只有0.045，同時(shí)指標(biāo)點(diǎn)6只有兩門課程進(jìn)行支撐，表明本次實(shí)驗(yàn)樣本對指標(biāo)點(diǎn)6的重視程度還不夠。

表1 指標(biāo)點(diǎn)評價(jià)系數(shù)排名

縱觀表1可以發(fā)現(xiàn)，指標(biāo)點(diǎn)1、2、3的度量因子明顯超過其他指標(biāo)點(diǎn)，說明這三項(xiàng)指標(biāo)點(diǎn)支撐度較好；同時(shí)也可以發(fā)現(xiàn)，達(dá)成度量因子最好的指標(biāo)點(diǎn)1、2課程數(shù)量最多，指標(biāo)點(diǎn)3在課程體系中只有4門課進(jìn)行支撐，但卻比有5門課支撐的指標(biāo)點(diǎn)9的度量因子高出0.267，說明度量指標(biāo)并不是在課程體系中占據(jù)的課程數(shù)量越多，支撐度就越好。

3.3 指標(biāo)點(diǎn)1中的課程支撐度排名分析

依據(jù)本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的專業(yè)課程體系與模型公式，選取指標(biāo)點(diǎn)1下的15門支撐課程進(jìn)行課程對指標(biāo)點(diǎn)的貢獻(xiàn)度分析，結(jié)合式（4）計(jì)算得到指標(biāo)點(diǎn)1內(nèi)課程貢獻(xiàn)度排名見表2。課程“信息論與編碼基礎(chǔ)”排名最后，指標(biāo)點(diǎn)內(nèi)占比只有5.644%。依據(jù)畢業(yè)要求1的內(nèi)涵“能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識用于解決復(fù)雜工程問題”，工程基礎(chǔ)類課程和專業(yè)基礎(chǔ)類課程需體現(xiàn)數(shù)學(xué)和自然科學(xué)在本專業(yè)應(yīng)用能力的培養(yǎng)，核查“信息論與編碼基礎(chǔ)”的試卷發(fā)現(xiàn)，對數(shù)學(xué)與自然科學(xué)在本專業(yè)應(yīng)用能力的考核明顯不足。

表2 指標(biāo)點(diǎn)1內(nèi)課程貢獻(xiàn)度排名

觀察表2數(shù)據(jù)還可以發(fā)現(xiàn)，課程“電路分析基礎(chǔ)”對指標(biāo)點(diǎn)1的支撐情況最為良好，占比為7.642%，在進(jìn)行課程持續(xù)改進(jìn)時(shí)其他課程也可以借鑒該課程的教學(xué)與考核模式。

3.4 指標(biāo)點(diǎn)4的支撐課程替換

觀察表1發(fā)現(xiàn)，指標(biāo)點(diǎn)4的課程間相關(guān)系數(shù)較差，說明指標(biāo)點(diǎn)4的支撐課程體系設(shè)計(jì)存在問題，需要進(jìn)行課程教學(xué)反思或者課程設(shè)置調(diào)整，可以采用式（4）與式（5）實(shí)現(xiàn)度量因子判斷進(jìn)行解決。計(jì)算得到指標(biāo)點(diǎn)4內(nèi)課程占比排名見表3，發(fā)現(xiàn)課程“電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”對本指標(biāo)點(diǎn)支撐度最差，因此決定嘗試對該課程進(jìn)行課程替換，通過測試計(jì)算在課程體系中尋找替代課程。

表3 指標(biāo)點(diǎn)4內(nèi)課程占比排名

使用式（5）對所有課程進(jìn)行課程替換測試發(fā)現(xiàn)，用課程“計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)Ⅱ”替換課程“電路分析基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”后，在指標(biāo)點(diǎn)4下支撐課程總數(shù)不變的情況下，相關(guān)系數(shù)總和上升了0.636，相比之前提高了10.71%。但指標(biāo)點(diǎn)的支撐課程替換仍要通過相關(guān)人員的討論與分析，式（5）只是提供一個(gè)可供選擇的依據(jù)，并不能確定某課程確實(shí)比另一門課程對本指標(biāo)點(diǎn)的支撐程度更好。指標(biāo)點(diǎn)4替換課程后情況見表4。

表4 指標(biāo)點(diǎn)4替換課程后情況

4 結(jié)論

本文結(jié)合使用計(jì)算思維與工程教育專業(yè)認(rèn)證中課程體系對畢業(yè)要求特征的支撐關(guān)系，針對同一畢業(yè)要求特征下支撐課程合理性如何進(jìn)行評價(jià)這一問題進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，雖然課程難度不同、考察時(shí)間不同，但依據(jù)教育心理學(xué)原理，相同畢業(yè)要求特征下的課程在同一名學(xué)生上對應(yīng)的是同一能力的表現(xiàn)，所以其在成績排位分布上應(yīng)具有一致性。據(jù)此設(shè)計(jì)出針對畢業(yè)要求框架下的專業(yè)課程體系對畢業(yè)要求支撐關(guān)系的評價(jià)方案。使用某大學(xué)2018級電子信息專業(yè)107名學(xué)生的課程樣本作為數(shù)據(jù)，計(jì)算分析了各畢業(yè)要求特征的能力特質(zhì)一致性度量因子的分布情況，可用于發(fā)現(xiàn)課程體系對畢業(yè)要求支撐關(guān)系設(shè)計(jì)中畢業(yè)要求層面或課程層面的短板，并可自動(dòng)測試出整個(gè)課程體系中對某項(xiàng)畢業(yè)要求特征支撐度更好的課程，以用作持續(xù)改進(jìn)的參考。

本文方法除文中展示案例外，還對山東某大學(xué)的2018級光電專業(yè)與湖南某大學(xué)的高分子化學(xué)與材料專業(yè)進(jìn)行評價(jià)，均發(fā)現(xiàn)存在課程對畢業(yè)要求支撐不當(dāng)?shù)膯栴}。

[1] 中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會. 工程教育認(rèn)證自評報(bào)告指導(dǎo)書(2022版)[EB/OL]. https://zljk.synu.edu.cn/ 2022/0427/c5481a82009/page.htm.

[2] 黃海濤. 美國高?！皩W(xué)生學(xué)習(xí)成果評估”的特點(diǎn)與啟示[J]. 教育研究, 2013, 34(4): 138-146.

[3] 李志義. 《華盛頓協(xié)議》畢業(yè)要求框架變化及其啟示[J]. 高等工程教育研究, 2022(3): 6-14.

[4] 白艷紅. 工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下課程目標(biāo)的形成性評價(jià)研究與實(shí)踐[J]. 中國高教研究, 2019(12): 60-64.

[5] 林健. 新工科專業(yè)課程體系改革和課程建設(shè)[J]. 高等工程教育研究, 2020(1): 1-13, 24.

[6] 鮮龍. 基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的電氣工程專業(yè)課程體系改革與實(shí)踐[J]. 大學(xué)教育, 2020, 9(6): 17-19.

[7] 李新成. 現(xiàn)代認(rèn)知心理學(xué)關(guān)于理解過程的研究[J]. 教育理論與實(shí)踐, 1997, 17(2): 46-50.

[8] 葉浩生. 具身認(rèn)知:認(rèn)知心理學(xué)的新取向[J]. 心理科學(xué)進(jìn)展, 2010, 18(5): 705-710.

[9] 劉巖. 學(xué)生自我效能、心理控制源與應(yīng)激的關(guān)系[J].中國心理衛(wèi)生雜志, 2003, 17(1): 36-38, 41.

[10] GRANVIK S M, BROLIN L S, ALMQUIST Y B. Effective schools, school segregation, and the link with school achievement[J]. School Effectiveness and School Improvement, 2018, 29(3): 464-484.

[11] 黃淑偉, 王學(xué)穎. 因子分析法在大學(xué)生綜合素質(zhì)評價(jià)中的應(yīng)用[J]. 沈陽師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2015, 33(4): 520-523.

[12] 姜明明, 馬丹. 因子分析和聚類分析方法在大學(xué)生綜合素質(zhì)評價(jià)中的應(yīng)用[J]. 齊齊哈爾大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2013, 29(2): 77-80, 83.

Computational thinking to evaluating the rationality of curriculum development in the framework of “Washington Accord” graduation requirements

DUAN Bin1,2FU Zikang2

(1. Xiangtan University Professional Accreditation Guidance Centre, Xiangtan, Hu’nan 411100;2. College of Automation and Electronic Information, Xiangtan University, Xiangtan, Hu’nan 411105)

The framework of graduation requirements of the Washington Accord stipulates the knowledge, qualities and abilities that students should master. Each major designs the curriculum system in the reverse direction based on the graduation requirements and evaluates the rationality of the curriculum system settings, which has too many subjective factors and not enough objectivity in actual operation. In this paper, computational thinking and educational psychology are used to explore the internal rules through big data analysis, translate stability of ability characteristics corresponding to graduation requirements into consistency measure of distribution of students’ performance in each supporting course, and construct an algorithm to evaluate the support relationship between professional curriculum system and graduation requirements. Students’ comprehensive performance is taken as main data source to analyze the shortcomings of the support relationship at graduation requirements level or course level based on calculation results. Results of evaluation cases of engineering majors curriculum system in three universities show that this method can effectively detect the problem of improper support of courses to graduation requirements in the professional curriculum system.

Washington Accord; computational thinking; educational psychology; curriculum system design

2022-06-30

2022-08-31

段 斌（1966—），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)自動(dòng)化、電力通信網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)、電力傳輸與轉(zhuǎn)換、工程教育認(rèn)證技術(shù)支撐體系等。