劉建平 賀鈞 于千城 楊德仁

摘要：在對軟件工程課程教學評價的現狀及存在問題分析的基礎上，引入項目理論（Program Theory， PT）評價框架，結合工程教育認證的要求與目標，探索性構建了面向軟件工程課程教學全過程、可支撐工程教育認證要求、可用于軟件工程課程教學質量評價的概念模型。以期為提升軟件工程教學質量、促進軟件工程課程教學改革和對接與適應軟件行業(yè)人才需求提供一定支持。

關鍵詞：項目理論;教學質量評價;軟件工程

中圖分類號：TP311.5? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）21-0151-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

“軟件工程”課程是計算機科學與技術專業(yè)一門必修的專業(yè)核心課程，該課程主要培養(yǎng)學生的工程能力（需求分析、系統(tǒng)設計、編碼開發(fā)、系統(tǒng)測試、項目管理）、專業(yè)能力（UML建模、原型系統(tǒng)開發(fā)、架構設計、軟件開發(fā)工具使用）、基礎能力（程序設計、編碼規(guī)范、版本控制）、職業(yè)能力（軟件工程項目管理、團隊協(xié)作）等[1]。該課程是旨在培養(yǎng)學生綜合運營軟件工程理論與工具，解決復雜工程問題的能力，該課程兼具理論性、應用性和工程性。因此，該課程的教學質量評價更是一項“系統(tǒng)性”工程，如何在課程設計和實際考察中，培養(yǎng)適應軟件行業(yè)發(fā)展需求、兼具軟件工程理論知識和實踐能力的學生，是軟件工程教學設計與考察的重難點內容。

在“新工科”和工程教育認證背景下，更是為軟件工程課程教學設計與教學質量的評價提出了更高的要求，進而構建基于軟件工程課程教育過程的評價框架，對提高軟件工程專業(yè)人才培養(yǎng)質量具有重要意義。本文旨在構建面向軟件工程課程教學過程、可支撐工程教育認證要求、系統(tǒng)、全面的軟件工程課程教學質量評價模型。

1 項目理論評價模型

項目理論（Program Theory， PT）評價模型，是評價領域中的經典理論模型[2]。項目評價理論模型不僅揭示了評價周期中的各種要素（情境因素、輸入因素和輸出因素），而且側重解釋評價過程中如何發(fā)生（how）以及為什么發(fā)生（why）的內在機制[2]。PT評價模型主要由四個評價階段要素構成：輸入（Inputs）、過程/活動（Processes/Activities）、結果（Results/Outputs）和影響（Outcomes/Impacts）。其中，輸入（Inputs）包括了評價程序（過程）中需要的資源、材料、人員和情境（Context）因素等，輸入為過程和評價活動提供所需材料;過程/活動是評價過程中的發(fā)生的服務與處理;輸出是由活動產生的一系列結果，比如教授的課程數、服務的人數等;影響是參與者接受服務（活動）后產生的變化，影響被進一步劃分為短期（Short-term outcomes）、中期（Intermediate outcomes）和長期（Long-term outcomes）影響。

從操作層面，PT模型可以通過一系列“如果-那么”邏輯對所捕獲和描述：

1）如果資源集可用，那么項目可以提供相應的活動（過程）給參與者;

2）如果參與者接受了這些活動（服務），那么參與者將經歷知識狀態(tài)、態(tài)度或技能的變化;

3）如果參與者個體的知識狀態(tài)、態(tài)度和技能發(fā)生變化，那么他們將改變自身的行為和日常實踐;

4）如果足夠多的個體都在行為和日常實踐發(fā)生了變化，那么該項目將對這個群體（團體、社群）或者更大范圍產生了影響。

PT評價模型不僅在操作層面為項目評價要素及其關系進行了規(guī)約，并且提供了評價的參考原則，如圖1所示，項目理論評價過程遵循以下邏輯順序：針對每項活動， 都需要考慮這個活動為參與者帶了什么結果？以及，為什么相信這個活動為導致如此的結果？哪些證據可以支撐某個活動導致的如何的結果？

2軟件工程課程教學評價體系存在的問題

在“新工科”和工程教育認證背景下，傳統(tǒng)軟件工程課程教學凸顯諸多不足，很難適應軟件行業(yè)對軟件工程課程的新要求，高校教學內容與行業(yè)現行實踐存在不平衡、不對稱、脫節(jié)等問題[3]。

2.1軟件工程課程教學評價體系不完善

在“目標導向”“以學生為中心”“持續(xù)改進”的工程認證教育理念驅動下[4]，研究者開展了軟件工程課程教學評價的改革和探索。如軟件工程專業(yè)課集群構建[5]、基于模糊綜合判斷法的軟件工程教學改革實證研究[6-7]、工程認證背景下的軟件工程課程體系探索等[3]。但是，尚未從軟件工程課程教學中的教學參與者、教學活動、教學結果與效果等方面對軟件工程課程進行課程質量的評價研究。傳統(tǒng)的面向結果的評價方法，評價指標單一、評價節(jié)點單一、過程評價不足，很難支撐工程教育認證下的軟件工程課程建設與質量評價。

2.2教學過程評價目標單一

傳統(tǒng)軟件工程課程教學評價以結果導向，注重學生階段性（如期中、期末測評）考核中的表現。根據布魯姆教學目標分類，教學目標分為認知、技能和情感三個維度，傳統(tǒng)軟件工程課程教學目標以知識（認知）為主體，缺乏課程教學中對學生認知、技能和情感三方面的融合培養(yǎng)。在新工科和課程思政建設背景下，軟件工程課程對學生的實踐能力（技能）和課程思政建設（體現情感維度一個面）與知識理解和識記能力的培養(yǎng)同樣重要[8]。

2.3教學評價過程主體錯位

傳統(tǒng)的軟件工程課程教學中，教師是課堂教學中的主體，教師以“灌輸式”講授教學方式為主，以完成教學計劃和安排為重點，一定程度上忽視了學生的主體地位。教學過程一定是學生學習導向的施教的過程，在教學過程中應該重點關注和考查學生對不同知識點學到了多少、多少會實際應用、學習成效如何、重難點理解和學習興趣狀態(tài)如何。只有充分地了解、掌握和引導學生持續(xù)需求的興趣和動力，學生才能發(fā)揮教學過程中的主體地位。

2.4教學評價缺乏有效反饋機制

教學評價是教與學雙向互動的過程。傳統(tǒng)軟件工程教學缺乏動態(tài)反饋機制的教學評價過程很難對接工程教育認證中的“持續(xù)改進”理念，一方面，教師課堂教學中只注重對學生知識接受程度的掌握，缺乏自我教學反思，如思考學生知識接受的程度、教學手段和方法是否需要改進或者改變等;另一方面，從學生的角度，學生的主體地位尚未體現，學生“習慣了”被動地接受知識教育，缺乏有效的反饋方式和渠道。

綜上，傳統(tǒng)軟件工程課程教學實踐與評價機制很難滿足工程教育認證的目標與要求，需面向軟件工程課程教學過程與工程教育認證理念，設計相應的軟件工程課程質量評價框架。

3基于PT評價模型的軟件工程課程教學評價模型探索設計

本研究引入項目理論（Program Theory， PT）評價模型（詳細討論見第1部分內容），結合軟件工程課程的課程定位與教學目標，如圖2所示，構建了軟件工程課程教學質量評價概念模型。根據PT評價模型，本研究中描述的項目即為軟件工程課程教學質量評價項目。如圖2所示，該概念模型主要表達了軟件工程課程教學質量評價過程中的基本要素、邏輯過程與評價問題。

3.1軟件工程課程質量評價基本要素

根據PT評價模型，如圖2所示，軟件工程課程質量評價過程包含了基本的PT評價要素：輸入、輸出和影響。其中，1）輸入要素包括情境因素和資源投入兩個方面。情境因素是開展軟件工程課程質量評價的外部環(huán)境輸入，包括了諸如培養(yǎng)目標、教學理念、政策支持等子要素。資源投入是軟件工程課程的直接輸入要素，包括教師團隊及其教學水平、教學與實驗設備以及相關經費的投入;2）輸出包括了活動和參與者兩類子要素。輸出是在現有輸入條件下，參與者如何利用現有輸入資源，完成相關活動的過程。在軟件工程課程質量控制與評價過程中，面向工程教育認證的目標，軟件工程課程質量評價活動包括了：施教主體通過課堂教學提升學生（受教主體）軟件工程課程專業(yè)知識能力的活動、施教主體通過實驗訓練提升學生軟件工程專業(yè)技能能力的活動、施教主體通過校企合作等方式提升學生實踐和服務軟件行業(yè)的能力;3）影響是輸出的預期產出，根據軟件工程課程教學的特點，將影響過程分為短期、中期和長期影響。與三類活動相對應，短期影響主要是對學生軟件工程知識水平以及認知狀態(tài)的影響（如對基本概念、基本技能與方法的掌握）、中期目標對應軟件工程課程的學期目標，主要是對學生應用軟件工程知識解決一般實際問題的工程應用能力的影響、長期目標對應于軟件工程課程對綜合型、應用型人才的培養(yǎng)。

3.2軟件工程課程質量評價邏輯過程

根據PT評價模型，項目質量評價的基本邏輯遵循“如果-那么”基本邏輯建構過程（詳細內容請參見第1部分內容），如圖2所示，圖中的箭頭始發(fā)端表示的是條件，箭頭指向表示結果，比如，如果課程資源集可用，那么軟件工程課程教學可以提供相應的活動給參與者、如果學生參與和接受了這些活動，那么他們的軟件工程課程知識狀態(tài)、軟件工程課程實踐能力、態(tài)度等將會發(fā)生變化（短期影響）、如果足夠多的學生個體軟件工程知識與應用技能發(fā)生了正向的變化，那么軟件工程行業(yè)乃至更大范圍（長期影響）將會產生影響。

3.3軟件工程課程質量評價原則

根據PT評價模型，衡量一個PT模型的構建是否合理與成功的標準就是該模型是否堅持了相應的評價原則。如圖2所示，每個軟件工程課程評價要素都對應者若干評價問題，即衡量該要素設定是否合理的原則。如在輸入要素中，輸入要素的設定需堅持充分性、目標滿足性、情境依賴性等原則（對應問題設定如圖2所示）、活動要素的設定需堅持目標滿足性、可執(zhí)行性等、參與者要素的設定需堅持與活動內容的對稱性、知識狀態(tài)正向變化等原則、影響要素的設定堅持影響結果的可測量性、目標可滿足性、工程認證目標達成度可計算性等。

4結論與展望

4.1研究結論

面向工程教育認證要求，基于PT評價模型，本研究探索性構建了軟件工程課程教學質量評價概念模型。該模型面向軟件工程課程教學全生命周期，綜合考慮了軟件工程課程教學的情境與資源輸入，目標導向的課程教學活動，以學生為主體的參與者群體，細分為短期、中期和長期的影響。同時，基于此，提出了軟件工程課程教學質量評價過程的基本邏輯過程和相關評價原則。該概念模型可對接工程認證中的“目標導向”“以學生為中心”“持續(xù)改進”的工程認證教育理念。

以學生為中心：本研究提出的概念模型堅持以學生為中心的教學理念，將對學生產生的影響分為短期、中期和長期三個層次，并通過目標滿足性、軟件工程知識狀態(tài)正向變化等原則衡量學生在整個課程中知識狀態(tài)動態(tài)變化過程，并保證每個環(huán)節(jié)的目標對應和可測量性。

目標（成果）導向：本研究提出的概念模型遵循工程教育認證目標導向的原則。從軟件工程行業(yè)和社會需求角度出發(fā)（如圖2所示，長期影響），逆推中期影響和短期影響，進而設計相應的教學活動，提供可支持相應活動的情境輸入、資源輸入和參與者。同時，正向過程采用“如果-那么”基本邏輯演繹過程，保證條件的充分性和結果的可測量性。

持續(xù)改進：本研究提出的概念模型遵循“持續(xù)改進”的工程教育認證理念。如圖2所示，該模型正向采用“如果-那么”基本邏輯保證條件的充分性，同時，增加反饋環(huán)，保證結果的合理性，如圖2所示，圖中有兩類反饋路徑：反饋環(huán)A反饋環(huán)B。反饋環(huán)A保證了短期和中期影響對長期影響的持續(xù)正向影響，同時，根據長期影響的達成效果，調整和修改短期和中期影響;反饋環(huán)B根據教學活動和參與者的狀態(tài)，反饋給輸入端，確定需要調整和提升的方面，保證了輸入資源的充分性。

4.2展望

綜上，本研究通過分析目前軟件工程課程教育中面臨的問題，對標工程教育認證的“以學生為中心”“目標導向”“持續(xù)改進”教育理念，引入PT評價模型，構建了軟件工程課程教學質量評價概念模型，該模型分析了軟件軟件工程課程質量評價基本要素、軟件工程課程質量評價邏輯過程和軟件工程課程質量評價原則。該概念模型對提升軟件工程教學質量具有一定的指導意義。未來，本研究將在該概念模型的基礎上，構建指標體系并進行實證驗證。

參考文獻：

[1] 林為偉，張棟，葉福玲.工程教育認證驅動下的軟件工程實踐課程改革[J].計算機教育，2019（4）：159-162.

[2] Weiss C H.Which links in which theories shall we evaluate？[J].New Directions for Evaluation，2000，2000（87）：35-45.

[3] 韓娜，何鳴，劉文強.工程教育專業(yè)認證背景下的軟件工程專業(yè)課程體系建設探索[J].中國現代教育裝備，2020（13）：85-87.

[4] 中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會.工程教育認證通用標準解讀及使用指南[Z].2020.

[5] 蔡婷，吳雨芯.工程教育認證驅動下的軟件工程專業(yè)課程集群構建研究[J].中國教育信息化，2020（4）：46-49.

[6] 劉爽，代啟國，趙丹丹，等.基于工程認證教育理念的“軟件工程”課程教學改革研究——以大連民族大學為例[J].大連民族大學學報，2020，22（3）：272-276.

[7] 楊德仁，王曉峰，韓強，等.一種雙論域層次化軟件建?？蚣芘c實踐[J].軟件導刊，2021，20（3）：238-241.

[8] 王穎.面向工程教育認證的“軟件工程”課程思政建設[J].科教文匯（中旬刊），2021（4）：107-108.

【通聯編輯：王力】