课程目标达成度评价目标值计算方法

王峥荣 马永昌 高艳娥

[摘 要] 课程目标达成度评价是工程教育认证中对以学生学习效果为产出的重要定量的客观评价，但各高校对所采用的评价目标值存在争议，缺乏科学性和合理性。针对这些问题，基于总体渐进正态分布假设，通过构造新的统计量，将求累积分布问题转化为求分位数问题，计算得到课程目标达成度评价的目标值。从误差、实际评价效果两个角度，对比分析并验证了目标值计算方法的合理、有效，这对解决课程目标达成度评价目标值的合理性和科学性问题具有重要意义。

[关键词] 工程教育专业认证;课程目标;达成度评价

[基金项目] 2017年度西南大学“面向工程教育认证的课程达成度评价方法研究与应用”（2017JY089）;2018年度西南大学“面向工程教育专业认证的机械设计制造及其自动化专业课程教学质量评价系统研究”（2018JY019）;2019年度西南大学“‘新工科背景下‘机械设计课程设计教学改革的探索与实践”（2019JY034）

[作者简介] 王峥荣（1981—），男，四川阆中人，博士，西南大学工程技术学院机械系讲师，主要从事机器视觉研究;马永昌（1972—），男，云南大理人，硕士，西南大学工程技术学院机械系副教授，主要从事机械设计研究;高艳娥（1985—），女，山东菏泽人，博士，西南大学工程技术学院机械系讲师，主要从事智能制造研究。

[中图分类号] G642.0   [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）21-0041-04   [收稿日期] 2020-11-14

一、问题的提出

自2016年6月正式加入工程教育学位互认协议之一的《华盛顿协议》之后，我国工程教育认证体系与国际工程教育实现了实质等效[1]。经中国工程教育专业认证协会认证的工科专业，毕业生的学位可以得到《华盛顿协议》其他组织的认可[2]。这对我国工程教育改革和发展，提高工程教育质量，将我国培养的工程师推向国际服务市场具有重要意义。

工程教育认证强调“以产出为导向，以学生为中心”的OBE教育理念[3]。毕业要求是主线，持续改进为核心，关注教学效果和学生的学习效果。现阶段我国的工程教育认证已经从初期进入国际工程教育大家庭的准备阶段和认证体系建设中期阶段，进入成熟实施的第三阶段，这对“以产出为导向，以学生为中心”的教育效果的有效精准评价提出了更高的要求。

课程目标达成度评价一般采用定量评价方式，是校内对教学效果、学生的学习效果进行评价的重要方面[4]。一是课程目标达成度评价直接支撑毕业要求达成度评价，进而会影响培养目标的达成;二是课程目标达成度评价结果是教学工作持续改进的重要依据。但是对于课程目标达成度评价目标值的计算，目前中国工程教育认证协会尚未给出统一标准和操作流程，使各大高校在进行课程目标达成度评价时，目标值的设定五花八门，严重影响了评价结果的准确性。因此，探讨有效的课程目标达成度评价目标值计算方法对提高课程目标达成度评价的准确性具有重要意义[2]。

目前大多数高校在工程教育专业认证过程中，将达到2.0绩点的70分作为课程目标达成度评价的目标值，这种方法简单，但缺乏科学依据。根据西南大学本专业对兄弟院校自评报告的调研发现，部分高校提出一种基于学生期末总分正态分布假设的累积分布计算方法[5，6]。假设课程参与学生的期末总分为X～N（μ，σ2），则每个学生期末总分概率密度函数为f（xi）：

由图1可以看出，总體均值μ值的大小决定了正态分布中心线在分数轴上的位置，只有足够大的μ值才能保证大于及格率，并达到70%以上。对于给定样本，计算及格率达到70%以上μ的最小值μmin，即课程目标达成度评价的目标值。而实际上，学生期末总分的抽样数据往往不一定呈正态分布，因此这种方法缺乏合理性。

正态分布确实在数理统计中占有特别重要的地位，当数量较大时，许多总体分布的渐进分布假设为正态分布是合理的[7]，但是期末总分抽样样本的分布往往无法精确估计，且不能确定为正态分布，更无法推算期末总分的总体均值。本文在假设总体渐进分布为正态分布的情况下，将计算的问题转化为求概率大于及格率70%的分位数问题，从而实现求课程目标达成目标值的目的。

二、研究方法

（一）研究对象

这里以机械设计及其自动化专业2018级1班的“C语言程序设计”课程的期末总分为抽样样本，该班人数为27人。期末总分样本X观测值为{55、44、60、64、54、44、60、77、69、73、82、72、69、67、66、76、68、79、66、52、71、80、93、60、76、83、46}。

（二）统计直方图

针对样本数据随机、离散等特点，采用非参数估计——直方图法对样本数据概率分布进行了估计。以每10分段为一间隔，统计样本数据期末总分各分数段频次（见表1）。由表1的统计数据得到直方图（见图2）。

由图2可知，机械设计与自动化专业2018级1班学生期末总分主要集中在60～80分数段，60分以下和90分以上均较少，左偏重，与χ2、F分布近似，该分布并不属于正态分布，也无法精确归类为某一种分布[8]。

（三）基于总体渐进正态分布的期望μmin计算

假设正态分布是期末总分的渐进分布，即（X1，X2，…，Xn）～N（μ，σ2），由此可得

式（4）中，T为构造的新统计量，P、S分别为样本均值和样本标准差。根据本校70%最低及格率的要求，即要在t分布中找到一个分位数点tp，使得

P{T≥tp（n-1）}=0.7 （5）

由于P{T≥tp（n-1）}=1-P{T≤tp（n-1）}，由式（5）推得