เราจะประเมินประสิทธิภาพของนักเรียนในหลักสูตรวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ได้อย่างไร


10

ในฐานะคนที่ต้องสอนหลักสูตรวิทยาศาสตร์การคำนวณฉันต้องเผชิญกับคำถามอายุ: ฉันจะประเมินความสามารถของนักเรียนในการเรียนรู้วิชาที่ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชันที่ยากต่อการทดสอบด้วยวิธีการทดสอบ "มาตรฐาน" อย่างไร ( การสอบข้อเขียนหรือสอบปากคำ)? ส่วนหนึ่งของหลักสูตรขึ้นอยู่กับการทำความเข้าใจทฤษฎีและวิธีการในระดับนามธรรมและสำหรับสิ่งนั้นฉันต้องการใช้แบบทดสอบข้อเขียนสำหรับแนวคิดเหล่านั้นต่อไป อย่างไรก็ตามการทดสอบความเข้าใจในการใช้งานจริงของวิธีการเหล่านี้ต้องใช้วิธีการที่แตกต่าง

ด้วยความท้าทายตามธรรมชาติที่เกี่ยวข้องไม่เพียง แต่กับการเพิ่มจำนวนแพลตฟอร์มที่แตกต่างกัน (สำหรับ MATLAB, Modelica, Mathematica และภาษาอื่น ๆ ) แต่ด้วยการเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตและการทดสอบความปลอดภัยฉันจะสนใจวิธีการใหม่หรือดั้งเดิมสำหรับการประเมินความเข้าใจของนักเรียน วิธีการเชิงตัวเลข (ฟีเจอร์ที่ส่งเสริมการทดสอบความปลอดภัยเป็นที่ต้องการอย่างยิ่ง)

แก้ไข: ฉันควรพูดถึงว่าชั้นเรียนที่ฉันสอนเป็นหลักสูตรระดับเบื้องต้นเพื่อให้นักเรียนมีฐานความรู้ที่ค่อนข้างเล็กในการทำงาน


1
อนุญาตให้พวกเขาทำงานในโครงการ (ขนาดเล็ก) ของตัวเลือกของพวกเขาแก้ไข / วิจารณ์ช่วงรหัสโอเพนซอร์สเช่น PLASMA / MAGMA / LAPACK / ScaLAPACK หรือไม่ ฉันกำลังพูดจากมุมมองของนักเรียน
สอบถาม

ขอบคุณสำหรับความคิดเห็น - มันทำให้ฉันนึกว่าฉันลืมที่จะพูดถึงว่านี่เป็นหลักสูตรเบื้องต้นดังนั้นฉันจึงไม่ควรที่จะนำเสนอแนวคิดเช่นการเขียนโปรแกรมแบบขนานและการเพิ่มประสิทธิภาพการปฏิบัติงาน - เพียงแค่มุ่งเน้นวิธีการเชิงตัวเลข
aeismail

คำตอบ:


5

นี่คือสิ่งที่ฉันเห็นในฐานะนักเรียนและผู้ช่วยสอน:

  • โครงงานในการเขียนโปรแกรมและวิธีการเชิงตัวเลขนั้นดีในแง่ของการนำแนวคิดจำนวนมากมารวมกันและบังคับให้ฉันและนักเรียนคนอื่น ๆ มีความคิดสร้างสรรค์ อย่างไรก็ตามด้วยโครงการการคำนวณมันอาจคุ้มค่าที่จะอุทิศเวลาให้กับช่างไม้ซอฟต์แวร์เล็กน้อยทักษะเพื่อให้นักเรียนเขียนรหัสที่เป็นระเบียบมากขึ้น ตอนที่ฉันเรียนจบปริญญาตรีและไม่รู้อะไรดีกว่านี้ฉันมีสปาเก็ตตี้ที่ถูกตัดและวางซึ่งอาจเป็นนรกสำหรับนักเรียนระดับประถม คุณอาจต้องการหลีกเลี่ยงชะตากรรมนั้นโดยสอนให้พวกเขามีแนวทางปฏิบัติที่ดี นอกจากนี้ถ้าคุณให้โครงการที่คล้ายกันมากพอกับทุกคน (เช่นคำนวณคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์ทั้งหมดในรายการชุดสารประกอบเป็นหนึ่งโครงการระยะยาวในชั้นเรียนอุณหพลศาสตร์ระดับปริญญาตรีในภายหลังมันเป็นการมอบหมายการบ้านเป็นเวลาหนึ่งสัปดาห์ ในอุณหพลศาสตร์ระดับบัณฑิตศึกษา) โดยทั่วไปคาดว่าพวกเขาจะลอกเลียนแบบจากกันและแก้จุดบกพร่องของรหัสของกันและกัน
  • การบ้านรายสัปดาห์หรือรายปักษ์เป็นวิธีการระยะสั้นที่ดีที่สุดสำหรับการเรียนรู้วิธีการและแนวคิดใหม่ ๆ การเขียนโปรแกรมบางอย่างง่ายขึ้นใช้เวลาหนึ่งสัปดาห์ในการทำ คาดหวังอีกครั้งว่าพวกเขาจะคัดลอกซึ่งกันและกันมากหรือน้อยและทำการดีบั๊กของรหัส
  • แบบทดสอบไม่ได้ดีสำหรับสิ่งอื่นนอกจากวิธีสั้น ๆ สองสามข้อหรือคำถามวิเคราะห์ คุณไม่สามารถเขียนโปรแกรมเกี่ยวกับคำถาม แต่ควรมีการโกงน้อยลงฉันหมายถึงการทำงานร่วมกัน คุณสามารถทดสอบการเขียนโค้ดด้วยดินสอและกระดาษในแบบทดสอบซึ่งดีสำหรับแนวคิดพื้นฐาน แต่อาจไม่ยุติธรรมสำหรับแนวคิดขั้นสูงหรือสิ่งใดก็ตามที่ต้องใช้คำสั่งพิเศษมากเพราะนักเรียนจะสามารถเข้าถึงเอกสารหากพวกเขาเขียนโค้ดบนคอมพิวเตอร์
  • การสอบนั้นมากหรือน้อยกว่าการสอบย่อยหากได้รับในชั้นเรียน แต่นานกว่าและยากกว่า ฉันมีชั้นเรียนให้สอบกลับบ้านในงานคำนวณซึ่งในกรณีนี้คุณสามารถถามคำถามเชิงคำนวณได้มากกว่าและคาดหวังให้พวกเขาเขียนโปรแกรมเพื่อแก้ปัญหา อย่างไรก็ตามการสอบกลับบ้านมีปัญหาแบบเดียวกับการบ้านและโครงการระดับปริญญาตรีซึ่งในกรณีนี้อาจเป็นการดีกว่าถ้าคุณกำหนดนโยบายการทำงานร่วมกันที่เข้มงวดยิ่งขึ้นสำหรับการสอบกลับบ้าน ฉันมีการสอบกลับบ้านที่ดีจริง ๆ ดังนั้นฉันคิดว่าสิ่งเหล่านี้สามารถทำงานได้ดีหากผู้สอนมีความคิดสร้างสรรค์เพียงพอ
  • ห้องปฏิบัติการคำนวณมีประสิทธิภาพน้อยกว่าห้องแล็บเปียกแบบอะนาล็อกในชั้นเรียนวิทยาศาสตร์เนื่องจากมีคอมพิวเตอร์อยู่ตรงหน้าคุณจึงง่ายที่จะออกไป มีบางคนในชั้นเรียนของฉันที่มักจะใช้เวลาในห้องปฏิบัติการคำนวณที่เล่นโป๊กเกอร์ออนไลน์ ห้องปฏิบัติการเหล่านี้อาจมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการสาธิตหรือเป็นบทเรียนการฝึกทักษะการปฏิบัติด้านวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์หากคุณมีผู้ช่วยสอนเพียงพอที่จะเดินเตร่ในห้องแล็บและตรวจสอบให้แน่ใจว่าผู้คนได้รับความช่วยเหลือ

5

ฉันมีการสอนการสอนหรือการช่วยเหลือในหลากหลายหลักสูตรที่เกี่ยวข้องกับวิธีการเชิงตัวเลขและการคำนวณตั้งแต่ระดับปริญญาตรีไปจนถึงระดับบัณฑิตศึกษาขั้นสูง นี่คือองค์ประกอบที่ฉันพบว่ามีประโยชน์ในฐานะผู้สอน:

โครงการวิจัย

สำหรับชั้นเรียนขั้นสูงโครงการวิจัย (ผสมผสานการวิจัยเชิงตัวเลขโดยปกติแล้วจะเป็นการพัฒนาซอฟต์แวร์และการเขียนบทความ) เป็นวิธีที่ดีมากสำหรับนักเรียนที่จะผูกงานวิจัยกับหลักสูตรการเรียนของพวกเขา ฉันคิดว่าโครงการควรมีผลบังคับใช้ในหลักสูตรระดับบัณฑิตศึกษา แต่สำหรับนักศึกษาระดับปริญญาตรีพวกเขาจะถูกแทนที่ด้วยงานที่ตรงกว่ามากขึ้น

การเขียนโปรแกรมการบ้าน

แกนหลักของคลาสวิทยาศาสตร์การคำนวณใด ๆ คือการมอบหมายการเขียนโปรแกรมที่เข้าถึงได้ สำหรับนักเรียนที่ไม่มีประสบการณ์การเขียนโปรแกรมคุณจะต้องสำรองข้อมูลการมอบหมายของคุณด้วยช่วงแนะนำช่วงแรกให้เข้ากับสภาพแวดล้อมในการเขียนโปรแกรมและ "ห้องช่วยเหลือ" ที่เสนอโดยแผนกของคุณหรือองค์กรนักศึกษาเช่น SIAM การอนุญาตให้ใช้หลายเฟรมเวิร์กและภาษาการเขียนโปรแกรมอาจเป็นเรื่องยากฉันยอมรับโปรแกรมที่เขียนในภาษาใดก็ได้ แต่รองรับเพียงหนึ่งสภาพแวดล้อมเท่านั้นโดยปกติจะมีอยู่ในห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ของมหาวิทยาลัย (ระบบปฏิบัติการตัวแก้ไขเชลล์ตัวแปลภาษาเป็นต้น)

แบบทดสอบ

ฉันชอบแบบฝึกหัดสั้น ๆ 10-15 นาทีในชั้นเรียนทุกสัปดาห์หรือทุกสัปดาห์ มันเป็นข้อเสนอแนะแบบสองทางที่ดี: นักเรียนเห็นว่าพวกเขาทำอย่างไรกับความคาดหวังของฉันและต่อซึ่งกันและกันและฉันเห็นว่าแนวคิดใดที่พวกเขาตีและหายไป การประเมินแบบนี้ไม่ได้ใช้กันทั่วไปในยุโรปและฉันคิดว่านี่เป็นความอัปยศ

สอบ

การตรวจสอบคือดินสอและกระดาษพร้อมการวิเคราะห์อัลกอริทึมเศษรหัสและเทคนิคทางคณิตศาสตร์ ฉันไม่เคยเข้าร่วมในการตรวจทางห้องปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ไม่ว่าจะเป็นนักเรียนหรือผู้สอน / ผู้ประเมิน ฉันคิดว่าสิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดที่ฉันเห็นคือต้องการให้นักเรียนสาธิตการบ้านหรือโครงงานรวมทั้งตอบคำถามเกี่ยวกับการออกแบบหรือการนำไปใช้

ข้อจำกัดความไม่ซื่อสัตย์

ทั้งในฐานะนักเรียนและในฐานะผู้สอนฉันเห็นความไม่ซื่อสัตย์ในระบบการศึกษามากพอที่จะหลีกเลี่ยงการให้เกียรติมากกว่า 50% ของคะแนนนักเรียน ซึ่งหมายความว่าการประเมินเช่นโครงการและการบ้านซึ่งการเข้าถึงทรัพยากรจากภายนอกอาจนำไปสู่ความไม่ซื่อสัตย์ทางวิชาการไม่ได้มีส่วนร่วมในหลักสูตรมากกว่า 50%


ฉันคิดว่าจุดสุดท้ายนั้นสำคัญอย่างยิ่ง - ฉันจะยังคงมีการสอบข้อเขียนในชั้นเรียนเพื่อปกปิดประเด็นที่สามารถทดสอบได้ในรูปแบบนั้น ฉันคิดว่าอย่างน้อยสองในสามของคะแนน ฉันจะตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีบทความที่มาพร้อมกับโครงงานนอกห้องเรียนเพื่อให้นักเรียนต้องใช้เวลาอย่างน้อยในการมีส่วนร่วมกับเนื้อหา ฉันอาจทำการสุ่มอินพุตและเปลี่ยนปัญหาเพื่อลดการล่อลวงและความสามารถในการโกง
aeismail

@AronAhmadia: แบบทดสอบรายสัปดาห์เป็นมาตรฐานในมหาวิทยาลัยของเยอรมันในทุกแผนกแม้จะมีความเป็นอิสระอย่างสมบูรณ์
Deathbreath

@aeismail: คนอเมริกันมีความเข้าใจแคบมาก (มีพรมแดนติดกับเรื่องน่าหัวเราะในบางกรณี) ปีแรกที่คุณสามารถป้องกันไม่ให้นักเรียนทำงานร่วมกัน แต่ปีต่อ ๆ มา Fachschaft จะจัดทำรายการงานมอบหมายของคุณและมันจะยากขึ้นเรื่อย ๆ ที่จะก่อปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขในระดับที่สำคัญในปีที่ผ่านมา
Deathbreath

@Deathbreath: (to Aron) แบบทดสอบรายสัปดาห์ไม่ได้มาตรฐานที่ Aachen - อย่างน้อยก็ไม่ใช่ในสาขาวิศวกรรมเครื่องกล ฉันไม่รู้ด้วยซ้ำว่าฉันอนุญาตให้พวกเขาหรือไม่ (ไม่ใช่ว่าฉันต้องการ)
aeismail

@Deathbreath: (สำหรับฉัน) หากนักเรียนใช้การสอบที่ผ่านมาเพื่อเรียนรู้วิธีการฉันยินดีที่จะให้พวกเขาใช้พวกเขา ฉันกังวลมากขึ้นว่าพวกเขาเรียนรู้วิธีใช้เครื่องมือ ที่กล่าวว่าฉันเปลี่ยนเนื้อหาหลักสูตรจากปีที่ปีดังนั้นใครที่ได้รับคะแนนที่สมบูรณ์แบบในสิ่งเก่าและไข่ห่านในสิ่งใหม่ ๆ น่าจะเป็นผู้ต้องสงสัยบ้างอาศัยหนักเกินไปในFachschaft
aeismail

5

คำตอบอื่น ๆ บางข้อเสนอโครงการเป็นรายบุคคล ฉันกำลังทำสิ่งนั้นในชั้นเรียนซอฟต์แวร์องค์ประกอบ จำกัด และมันสนุกมาก ฉันเชื่อว่ามันเป็นคำแนะนำสำหรับนักเรียนเช่นกัน ในเวลาเดียวกันก็มีเวลามากอย่างเข้มข้น: ครั้งสุดท้ายที่ฉันมีนักเรียน 18 คนและเป็นงานเต็มเวลาสำหรับภาคการศึกษาทั้งหมดในการดูแลโครงการเหล่านี้ ดังนั้นต้องมีชั้นเรียนขนาดเล็กพอที่จะทำให้งานสำเร็จ


สำหรับบันทึกนี้ฉันได้เขียนประสบการณ์ของฉันเกี่ยวกับเรื่องนี้ในสิ่งพิมพ์ # 39 ที่math.tamu.edu/~bangerth/publications.html#x-reviewed
Wolfgang Bangerth

2

ในความเห็นของฉันฉันคิดว่าการทดสอบขั้นสุดท้ายคือการใช้ความรู้ของคุณในดินแดนที่ไม่คุ้นเคย ฉันจะเสนอโครงงานที่ประยุกต์ใช้ออกแบบมาเพื่อทดสอบความสามารถของนักเรียนในการเลือกแบบจำลองที่มีประสิทธิภาพการแยกส่วนวิธีการประมาณ / แก้ปัญหาการขนานขนานที่หาประโยชน์ได้การประมาณข้อผิดพลาดและการวิเคราะห์เชิงตัวเลข ฉันจะไปให้ไกลขึ้นเพื่อขอให้นักเรียนพิสูจน์เหตุผลแต่ละทางเลือกตามขนาดของปัญหา / ความถูกต้องที่คาดหวัง กุญแจสำคัญคือการรู้ว่าวิธีการใดที่เหมาะสมภายใต้ข้อ จำกัด ของปรากฏการณ์ภายใต้การสอบสวน นักเรียนอาจเลือกที่จะเลือกปรากฏการณ์ที่พวกเขาเลือก แต่ถ้าคุณต้องการทำให้มันมีความท้าทายมากยิ่งขึ้นให้มอบหมายโครงการคำนวณในนักเรียนแต่ละคนในสาขาที่ไม่เกี่ยวข้องกับการวิจัยวิทยานิพนธ์ของพวกเขา


นักเรียนของฉันเป็นนักศึกษาระดับปริญญาตรีปีที่สองดังนั้นพวกเขาจึงอยู่ไกลจากการทำวิจัยวิทยานิพนธ์ :-) แต่ความคิดนั้นได้รับการชื่นชมอย่างแน่นอน
aeismail
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.