利益相关者视角下的课程设计

文 / 路文焕 李晓晴 张笑晗

在教育机构或大学的教育过程中，课程是对教育目标、教育内容、教学活动方式的规划和设计，是教学计划、教学大纲等诸多方面实施过程的总和。实施课程智能化管理是加强学生理解整个课程，提高学生学习主动性的关键问题。而课程体系是将课程的各个构成要素加以排列组合，使各个课程要素在动态过程中同意指向课程体系目标实现的系统。课程体系是一个多组分体系。它包含不同的利益相关者，如学生，教师和课程管理者。因此，在课程设计过程和教育过程中，利益相关者之间实际上存在许多问题，但目前这些问题还没有很好的解决方案。许多学者利用现代信息技术，尤其是人工智能技术进行课程设计。

Aroyo 和Mizoguchi 阐述了如何根据课程结构使用本体来支持课程内容设计[1]。Stojanovi 使用本体来描述课程内容，结构以及前、后继课程关系[2]并利用语义来实现基于Web 的在线学习系统的构建[3]。Baldoni 使用双层模型来描述课程，以满足课程模型构建中的规则和约束条件[4]。这些工作都试图将知识形式化和系统化，为领域概念提供统一的认知。然而，整个课程体系中并没有本体模型包含我们所知的三个利益相关者。

本文描述了本体感知课程咨询系统(On2C)，它是一个用于智能课程表示和管理的智能可视化工具。该系统为用户提供形式化的、详细的和值得信赖的课程信息，为用户获取课程内容、选择课程、根据研究领域制定学习路径，以及课程管理者设计课程提供了依据。为了支持这个系统，本文还描述了一个基于课程的本体模型来表示课程的构建和课程信息的概念化，促进课程信息、利益相关者的需求共享和重用，以及多个利益相关者之间的明确理解。

课程知识库管理的问题

大学依据培养目标往往将大学课程分为必修课和选修课。学校对必修课程一般有统一的要求和安排。选修课程则根据学生个人兴趣或专业需要自由选择修习。然而，对学生来说，即使有传统的指导材料或课程描述，仍然无法准确地选择合适的课程。由于课程名称的模糊性，学生可能只看课程名称而产生误解。同时，课程往往缺乏对其与职业规划或特定专业之间关系的明确描述。例如，如果只提供课程名称“信息系统”，不同学生可能对此有不同的理解。有些同学可能认为该课程是信号与信息处理系统的课程；而另一些同学可能认为是关于软件信息系统的课程。因此，学生因为对课程内容的误解和对今后发展方向规划的缺乏，造成选课的盲目性与随意性。此外，由于没有学习某些选修课程的先修课程，从而缺乏该课程的基本知识，造成了学生知识结构不合理，最终将会降低教育质量。

对于教师来说，由于缺少共享课程的信息平台，导致只掌握有关自己课程的信息，没有其他人的课程信息，无法与其他课程之间进行协作。因此，在教学过程中，教师可能会反复教授学生已经在其他课程中学到的知识，或者错过了一些他们认为学生在课程之前应学到，而实际上并没有学到的知识，影响教学质量。

如图1 所示，利益相关者之间的互动模式是链式结构。每个角色都没有充分发挥各自在课程设计过程中的作用。对于课程管理者，他们只能接受教师的反馈意见，并根据反馈调整课程设计。学生不能参加课程设计过程，被动地接受课程，因此，课程设计过程中缺少充足的信息来源和支撑信息。更重要的是，课程设计中还存在着不可共享的概念化问题，从而阻碍了课程设计。

基于上述描述，本文致力于解决以下问题：

图 1 传统课程管理系统

1.并非所有利益相关者都参与课程设计和管理。特别是，缺乏学习主动性和整体学习规划的学生。

2.缺乏通俗易懂、可分享重用的概念化框架。由于利益相关者之间存在差异，需要建立课程设计和管理的共享系统，从而更好地协调各个利益相关者，满足特定需求。

3.缺乏可信赖的且明确清晰无歧义的课程描述。利益相关者，尤其是学生，对课程没有充分的理解，因此需要依据明确清晰的课程描述来选择所需课程。

4.缺乏不同课程之间的联系和映射。选修课程和必修课程之间存在一定的衔接问题。此外，学生往往需要利用课程之间的联系和映射，为大学的整个学习过程制定各自的学习路径。

本体感知课程咨询系统 (On2C)

为解决上述问题，我们针对不同的利益相关者设计了本体感知课程咨询系统(On2C)，如图2 所示。课程维护是一个随时间变化的过程，包含课程信息的表示，课程大纲的变化等，是提高教育质量的最有效方法之一。随着科学技术的迅速发展，高校为了跟上科学技术的发展进程，不断改变课程内容和课程设置。因此，大学应该向所有利益相关者提供明确且准确的课程信息。

图 2 课程体系与利益相关者

与传统的课程管理系统（如电子学习系统和传统的高校官方网站）相比，On2C 系统是一个可视化的智能系统，为利益相关者提供了课程设计和服务咨询的功能。传统的课程管理系统只描述基本的课程信息和重要的通知,并且始终由系统管理员和课程管理者控制，因此缺乏其他利益相关者的参与和反馈。而On2C 系统关注了利益相关者的特定需求，在课程体系展示、管理以及学生选择课程等各个情景下体现出全面而高效的功能。图3 显示了每个用户的典型功能：对于学生，它主要提供服务，包括年级维护，电子学习和学习计划咨询；对于教师，支持教师在一定课程范围内进行课程设计；同样的，支持课程管理者的课程设计。On2C 系统是由两部分组成：课程管理系统（CMS）和课程本体。

图 3 On2C 系统

课程管理系统（CMS）

CMS 是一个包含三种工具的课程管理系统，基于各个利益相关者的需求，对课程体系中所涉及到的知识进行概念化建模、形式化表示。即学生建模工具、课程编写工具和课程授权工具。学生建模工具能够模拟学生状态，如学习风格、年级信息、知识储备情况，以及所处学习过程中的阶段。该工具能够使教师合理安排课程内容，分配特定任务或项目作为学生自适应学习的参考。课程编写工具允许课程管理者和教师通过学习材料和学习进度来控制课程和班级的进展。课程授权工具用于根据特定用户为课程内容和工具分配特定的访问权限。

课程体系的本体模型

课程体系是一个复杂且相互关联的知识库，关系到每一位教师、学生和课程管理者的工作和学习，然而目前还没有一个形式化的、集成的本体模型来表示课程体系。以下分两个阶段介绍课程体系的本体模型，包括课程模型和利益相关者模型。

课程模型

课程是课程体系中最重要、最复杂的构成。在课程本体构建之前，对课程进行编排，选取课程的决定属性，并根据利益相关者的焦点和软件工程的特点，列举这些属性。

在课程模型中，有一些与其他模型不同的基本属性。下面对课程属性（Property of Course）、课程类别（Category of Course）、教学模块（Teaching Module）、研究领域（Research Filed）和评估方法(Evaluation Criteria)这五个基本属性展开阐述：

1. 课 程 属 性（Property of Course）

表示学生是否必须选修此课程才能达到毕业要求。其子概念为“必修课”和“选修课”。

2.课程类别（Category of Course）

基于课程内容，该课程在整个课程体系中所扮演的角色。它的八个子概念是：

课程项目：该课程在培养学生实验能力方面发挥作用，如“专业核心”、“研究与创新”等课程。

实习课程： 该课程要求学生根据在本课程中已学到的知识去公司或者相关机构进行实习，从而加深知识认知，提高知识运用能力。

毕业论文：说明本课程是一个完结项目，也是教学的一个总结。通过毕业论文，学生可以利用所学的知识和技能进行全面、系统的实践。

公共课程：学校依据学校性质、类别以及办学理念对某些学科设置基础和共同要求，所有选此类课程的学生需要达到这基础要求。

研究与创新：该课程主要为学生提供本专业的新兴知识和前沿技术信息，这些信息无法从其他课程中获取。

学科基础：该课程提供了学生学习“专业核心”和“专业选修”课程所需的基础知识。

专业核心：该课程是课程体系中居于核心位置的具有生成力的课程，即主干科目。它与其他课程形成有机的、内在的联系，是进一步专业学习所必需的。

专业选修：该课程是专为本专业学生开设的，是高度专业化的课程。

图 4 课程系统的利益相关者模型

3.教学模块（Teaching Module）

课程内容的微观层面，是教师和学生最感兴趣的属性。因为在整个教学过程中，课程内容始终是重点。每个“教学模块”都有“要求等级”：包含“理解”、“掌握”和“熟练应用理论”。教师和学生可以根据“教学模块”的“要求等级”来开展教学活动和行为。本模块还提供了与“教学模块”相关的课程教材，方便学生做好课前准备。

4.研究领域（Research Filed）

表明该课程知识所涉及的行业或者研究方向。这个属性仅用于选修课程。依据课程的“研究领域”以及学生各自未来想要从事的研究领域，可以更有方向性地制定各自的学习计划，尤其是“专业选修”类别课程的选择。

5.评估方法(Evaluation Criteria)

这是用于评估学生本课程的参考点或规则。它包含两个属性：“评估方法”和“比例”。“评估方法”有五种。“比例”表示五种“评估方法”各自所占的比例。不同的课程所对应的比重是不同的。例如：评估标准= 课后作业×10% +实验×20%+期中考试×35% +期末考试×35%。

课程模式侧重于利益相关者的关注点，在教学活动过程中提供一些参考。对于教师，可以准确地获取课程内容，制定和调整教学计划与教学进度；对于学生，可以有效地制定整个学习计划和准备课程的先修知识背景，对于课程管理者，在课程大纲和培养方案的制定及版本更迭过程中，使用形式化的、完整的课程模型有助于在不同成员间进行课程知识的共享和重用，从而使课程体系结构更加合理、高效。此外，在此课程模式的基础上，对课程进行统一、规范的表述，消除理解差异，建立具有一定标准的共享体系。

利益相关者模型

利益相关者是教育过程的参与者，也是On2C 系统的服务对象。根据课程，不同的利益相关者可以在教育过程中相互联系，就像教师和学生根据课程有教与学的关系。 因此，需要使用本体模型分析课程与三个不同利益相关者之间的关系，以构建On2C 系统，促进课程管理，尤其是课程描述和课程演化处理。以下描述了利益相关者的属性，与课程的关系以及他们在课程维护系统中的互动。

课程设计、开发和管理涉及不同的利益相关者，其中包括“学生”、“教师”和“课程管理者”。如图4 所示。他们通过“课程”存在很多联系。“学生”和“教师”存在教与学的关系。 “学生”和“课程”还有一些其他联系，如“年级”和“成绩单”。“成绩单”是学生向课程管理者反馈的一部分。在整个教学活动过程中，“学生”、“教师”和“课程管理者”彼此建立联系。他们可以向“课程管理者”反馈教学成果，如课程成绩和课程建议。随后“课程管理者”可以根据他们的反馈设计或管理课程。根据这种利益相关者的模型，可以在利益相关者之间建立更加清晰的关系，更好地设计On2C 系统中课程和用户交互的描述方法。

图5 改进的课程体系维护系统中个角色间的协作

在课程维护系统中，三个不同的利益相关者是主要的参与者。 图5 显示了On2C系统中利益相关者之间的相互作用。与图1 所示的传统课程维护系统相比，在改进的课程维护系统中，学生和教师作为一个整体角色与课程管理者互动，支持课程管理者进行课程设计。 学生和教师之间开展相互的教学活动，其中包括课业成绩和作业情况的教学反馈，同时，这恰恰又支持了课程管理者的工作开展，使课程体系的设置和更新有据可依。 通过这种方式，所有的利益相关者都可以参与On2C系统的课程设计和维护过程，这种方式可以为学生提供更多的学习主动性，甚至还为课程体系的设置和完善提供了良好的支撑。