基于CDIO的翻转课堂教学评价体系构建与应用

江天仿

摘要：针对当前高职程序设计课程翻转课堂教学评价体系的缺失，借鉴CDIO 工程教育评价理念，构建了“以学习为中心”的翻转课堂教学评价体系，并将其应用在教学实践中。该评价体系能科学、全面地反映学生的学习成效，为翻转课堂教与学的持续改进提供参考和依据。

关键词：翻转课堂;CDIO;程序设计课程;教学评价

一、前言

计算机程序设计课程是高职院校计算机专业的核心课程，在人才培养过程中的重要性毋需置言，与此相关的研究从未停止过。近几年，随着信息技术的发展，翻转课堂成为国内外教学改革的主要范式，研究内容大多聚焦于教学模式的设计和应用。教学评价作为教学改革的重要环节，是推动教学质量提升的催化剂，但在已有的成果中，针对高职程序设计课程翻转课堂的教学评价体系尚未形成，难以实现教学效果的全面检验，这已成为制约此类课程改革发展的瓶颈因素。

CDIO是由MIT等四所大学于2004年创立的一种现代工程教育模式。C、D、I 、 O 分别代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate）。 其核心思想是在厚实的工程知识基础之上，以产品的构思、设计、实施、运行的生命周期为载体，融专业教育于工程实际场景，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式进行学习，从而使所培养人才的知识、能力、素质直接满足于工业界的用人需求[1]。

作为一种成果导向的教育模式，CDIO非常重视学习效果在教学评价中的作用，强调“以学评教”，学生达成预期学习效果，就是优质教学的表现。CDIO有两个核心文件：CDIO大纲和CDIO标准。[2]CDIO大纲从工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面定义学生预期的培养目标;CDIO标准则用12条标准规范CDIO专业培养要求。在其第11条标准中，要求教师将学习效果纳入课程计划和学习过程，通过过程性评价最大限度地实现“以学习为中心”的教学评价;学习效果评价过程被分为四个阶段：学习效果的规范化，学习效果和教学的结合，使用多种评估方法收集学生学习的证据，利用评估结果改进教与学。[3]可见，CDIO注重教学全过程的评价，强调预期学习效果的设置和合理评价方法的选择，其“以学习为中心”的教学评价理念与“以学生为中心”的翻转课堂教学模式不谋而合，所倡导的教学评价的改进作用，尤为适合翻转课堂此类新兴的教改活动。

二、基于CDIO的翻转课堂教学评价体系设计——以《Java程序设计》课程为例

Java作为当前主流程序设计语言，是计算机专业学生的专业必修课。该课程兼具理论性、实践性，要求学生掌握Java的语法和编程技巧，具备面向对象程序设计思想，能用Java技术开发计算机工程领域的应用程序。

课题组 2017 年以来致力于《Java程序设计》课程翻转课堂的研究，并逐渐形成了基于CDIO的翻转课堂教学评价体系。该评价体系秉承CDIO“以学习为中心”的评价理念，坚持评价贯穿课程教学全过程的原则，注重CDIO大纲四个层面学习效果的达成度，突出现代工作团队环境中，构思-设计-实施-运行软件产品能力的评价。文章就这种基于CDIO的翻转课堂教学评价体系设计及应用进行介绍。

（一）预期学习效果的确定

预期学习效果是教学评价的逻辑起点，具体说明当学生完成某门课的学习时，在知识、能力和素质方面应达到的预期目标。CDIO将工业界视为最主要的利益相关者，认为“工业界是毕业生的最终客户”，设计合理的预期学习效果要从职场需求出发。为了确立《Java程序设计》课程预期学习效果，我们做了以下几方面工作：

1.走访软件企业。2018年10-12月间，走访了山东省内接收高职计算机专业毕业生的10家软件企业，以访谈的形式了解企业对Java相关工作岗位的能力和素质要求。

2.对已毕业并从事Java程序设计相关工作的校友进行问卷调查。调查从2018年11月开始，持续2个多月，共回收有效问卷156份，调查内容参考CDIO大纲的四层能力方案，包括学生必须掌握的知识和技能、个人能力、团队合作能力和软件产品设计和构建能力。

对调查数据进行整理并参考网上Java相关工作岗位的招聘信息，汇总出高职《Java程序设计》课程具体的、可测评的预期学习效果（见表1）。

（二）教学评价指标设计

1.评价类型和维度。CDIO认为学生的知识掌握、素质养成和能力获取是在教学过程中通过体验式学习实现的，教学评价不仅要重视学生最终的学习效果，更要关注学生平时的学习过程。因此，本研究以预期学习效果为起始点和落脚点，采用过程性评价和结果性评价相结合的方式，构建了《Java程序设计》课程翻转课堂教学评价体系（见表2）。

按照翻转课堂的教学流程，将过程性评价分布于教学过程的课前、课中、课后三个维度[4]，结果性评价则集中在学期末进行。由于程序设计课程强实践性的特点，在学期末一般会有1-2周的课程综合实训时间，要求学生利用所学知识开发一个软件项目，以锻炼他们综合运用知识解决实际问题的能力。因此，对《Java程序设计》课程的结果性评价可从“期末考试”“综合实训”两个维度着手。

2.确定评价指标。（1）“课前”评价指标。翻转课堂的课前学习以学生观看视频，自主学习为主，学习内容为课程基础知识。这一阶段的学习效果将决定后续课中阶段的学习质量。因此，评价指标设置为“学习视频浏览情况”“课前针对性练习情况”;此外，由于教师无法及时面授辅导，课前自学中遇到问题，学生需在线与老师或同学交流互动，“交流互动情况”也是反映学生学习情况的重要指标。（2）“课中”评价指标。《Java程序设计》课程的课中学习以学生上机练习，编程实践为主。教师根据课前学习情况进行重难点讲解，然后布置上机任务。通过小組合作，在“动手做”中内化课前所学知识，培养学生实验性探索能力。因此，评价指标设置为“小组实验完成情况”和“小组合作情况”;此外，小组实验结束后，由小组代表汇报设计过程和运行结果。因此，“小组汇报情况”也应设为评价指标。（3）“课后”评价指标。翻转课堂的课后学习以学生反思和优化课堂程序作品为主。在反思中梳理知识点;在优化、修改程序中进行实验性探索，进一步完成知识的内化和能力的提升。因此，评价指标设置为“实验反思情况”和“实验优化修改情况”。（4）“期末考试”评价指标。期末考试采取笔试，主要考察学生对课程理论知识的理解、掌握情况，因此，评价指标设置为“课程知识掌握情况”。（5）“综合实训”评价指标。综合实训通常采用项目的方式，要求学生分组协作，独立完成一个中小型应用软件的开发。教学目标是训练学生在工作团队环境中，构思-设计-实施-运行软件产品的能力。评价指标以软件项目开发流程的关键环节为依据，设为“需求分析情况”“项目设计情况”“编码实现情况”，此外，项目作品完成后要在课堂上运行演示，回答教师提出的有关项目开发的问题，因此“答辩演示情况”也应设为评价指标。

3.分配权重系数。本研究采用专家赋值法分配指标权重。邀请职业院校从事《Java程序设计》课程教学及翻转课堂研究的8位专家（其中副教授以上 6 人、讲师 2 人）填写“评价指标权重征询表”，对专家们给出的权重分配方案进行归一化处理，四舍五入计算后得到每个指标的权重系数（见表2）。

4.确定评价方法与数据采集方式。CDIO强调，不同的学习效果要匹配不同的评价方法和数据收集方式，以确保评价数据的可靠性和有效性。教师、学生构成了翻转课堂学习效果的评价主体，评价借助现代教育技术，采用线上线下结合的方式，高效完成指标评价及数据收集。

“课前”教师通过网络平台，关注学生“学习视频浏览情况”“课前针对性练习情况”及“交流互动情况”， 导出线上数据报告单，对学生课前学习情况进行评价。“课中”借助“小组协作评分表”“小组讨论评分表”和“小组汇报评分表”，完成教师评价、小组评价、他组评价数据的采集;“课后”借助网络平台，通过学生提交的“实验报告单”和“程序作品”，完成学生课后学习情况的评价;“期末考试”根据“笔试成绩”对学生课程知识掌握情况进行评价;“综合实训”借助“需求分析报告”“项目设计报告”“程序文件”“项目评价表”和“小组协作评分表”“小组讨论评分表”完成教师评价、小组评价数据的采集。

三、基于CDIO的翻转课堂教学评价体系实践

本研究以笔者执教学校 2018-2019 年度第二学期《Java程序设计》课程为例，根据表2评价体系对 2018级计算机应用1班开展教学实践，该班共有36名学生，采用翻转课堂教学模式，下面对评价过程进行详细介绍。

（一）形成学习评价量表

学期伊始，教师制定并向学生展示学习评价量表，以明确评价标準。在学习评价量表中，将表2中的评价指标作为评价标准，每个指标的评价采用5分制，对应优、良、中、及格和不及格。为了便于统计分析，期末考试成绩也换算成5分制。

（二）评价过程

1. 形成性评价。课前教师通过网络平台发布学习资源和课前学习任务单，上课前一天查看学生视频浏览及课前针对性练习情况;通过学生在课程论坛的发帖、回复情况，了解学生线上互动交流情况。对视频浏览次数多，课前练习正确率高、积极参与讨论的学生予以加分，然后导出线上数据报告单。课中实验任务由教师指定，各小组严格按程序设计步骤完成上机练习。实验结束后小组学生一起填写“小组协作评分表”（表3）“小组讨论评分表”（表4），进行“小组实验完成情况”和“小组合作情况”指标的评价。然后，每组派一名代表介绍设计思路、实现技术及实验结果，由教师和其它小组填写“小组汇报评分表”（表5），取平均值为“小组汇报情况”指标得分;课后教师根据学生提交的“实验报告单”和“程序作品”，完成“实验反思情况”和“实验优化修改情况”指标的评价。

2. 结果性评价。期末考试由教师根据卷面答题情况给出分数;“综合实训”评价由教师指定“企业即时通软件”作为实训项目，任务描述为采用Socket编程和多线程技术，结合Swing图形界面，实现公司内员工间的网络通信与交流。要求各小组严格按“构思-设计-实施-运行”所对应的软件开发流程进行项目开发，通过“需求分析-项目设计-编码实现-部署运行”四个阶段，完成综合实训任务。前三个阶段结束后，教师根据小组提交的“需求分析报告”“项目设计报告”“程序文件”为小组项目打分，第四个阶段小组代表进行软件项目功能演示和答辩，教师填写“项目评价表”。此外，小组成员项目得分是在小组项目得分的基础上，根据“小组协作评分表”（表3）“小组讨论评分表”（表4）进行加减，对积极参与小组合作，承担任务多，贡献大的学生按一定比例加分。

3. 评价数据分析及教学反馈。整理和统计36位学生的学习评价量表，按权重计算得到如下结果：总平均分为 3.4631，处于中等与良好之间，说明学生通过翻转课堂的学习，基本达到了预期学习目标，但还有较大的进步空间。

在过程性评价中，课中评价得分最高，其中“小组实验完成情况”“小组合作情况”指标均在4分以上，说明学生在课堂上通过小组合作可以很好地完成上机实践任务，实验探索能力、团队合作能力较强。但在课后评价中，“实验优化修改情况”指标得分较低（3.1944），查看学生提交的程序代码可以发现，一部分学生仅仅满足于程序的正常运行，在课后没有认真对代码进行优化升级，学习主动性有待提高。

在结果性评价中，综合实训评价得分较低，平均得分为3.1181，且四个指标得分均不理想。“企业即时通软件”是来自企业的真实项目，综合性较强，在开发过程中不仅要用到Java课程知识，还涉及计算机网络、数据库、算法等先前学过的课程知识。这一情况说明学生综合运用专业知识开发项目的能力较差，在现代工作团队环境中，构思-设计-实施-运行软件产品的能力亟待加强。

学期末，教师根据表6分析整个班级的教学情况，制定整改措施。学生会拿到一张“个人课程学习评价表”，了解自己每个环节的学习效果达成度，促其自我反思，从而达到教、学双方持续改进的目的。

四、结语

科学的教学评价体系是翻转课堂顺利实施和有效推广的必要保障。本研究借鉴 CDIO 工程教育评价理念，契合翻转课堂“以学生为中心”的本质特征，基于“以学评教”视角，构建了《Java程序设计》课程翻转课堂教学评价体系，实现了多元评价主体参与、多种评价方式整合、多维评价指标统一的全过程评价，为教与学的持续改进提供了参考和依据。由于高职程序设计课程种类繁多，在具体应用时，应根据不同的教学内容、不同的学习目标，做出灵活调整并不断的完善。

参考文献：

[1] 张建勋，朱琳. CDIO视野下高校翻转课堂教学评价研究[J].黑龙江教育学院学报，2017（07）：30-34.

[2] 张和平.CDIO 工程教育评价体系：启示与借鉴[C].第三届高等教育发展与评估学术论坛（海峡两岸），2012：305-312.

[3] 克劳雷.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华，沈民奋，陆小华，译.北京：高等教育出版社，2009：143-144

[4] 邓桂萍.基于生成理念的翻转课堂学生学习评价体系构建[J].河北职业教育，2018（04）： 15-18.