OBE-CDIO理念在“DSP技術(shù)”課程教學(xué)中的設(shè)計與實踐①

鄭曉東

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?針對當(dāng)前高職“DSP技術(shù)”課程教學(xué)特點和存在的問題，提出基于OBE-CDIO理念的課程教學(xué)改革。根據(jù)OBE理念對課程學(xué)習(xí)成果進行設(shè)定和項目設(shè)計，然后在CDIO大綱和標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，按照工程教育理念進行課程實施，最后結(jié)合CDIO和OBE多元評價和持續(xù)改進理念實現(xiàn)課程的閉環(huán)改進，持續(xù)提升教學(xué)效果。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?OBE;CDIO;DSP技術(shù);教學(xué)改革

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）14-0138-03

一、前言

DSP技術(shù)已廣泛地應(yīng)用在通信、電子信息、電力電子、自動控制、儀器儀表等領(lǐng)域，企業(yè)對DSP技術(shù)應(yīng)用型人才的需求也在逐年增加，對其要求也在不斷提高。目前有很多工科大專院校已將該門課程列入專業(yè)課程中，但由于此課程涵蓋知識面寬、理論知識要求高且實踐性強，再加上受課時限制，教與學(xué)都存在一定難度。因此，對DSP教學(xué)模式的改革尤為重要，近年來許多高校開始對其展開研究。目前對于DSP技術(shù)課程教學(xué)的改革也存在幾個難題：（1）教學(xué)內(nèi)容的選擇上，如何使其能滿足崗位知識、技能、素養(yǎng)的要求，避免將知識和技能從整個工程的流程中割裂出來;（2）教學(xué)實施上，如何使學(xué)生達(dá)到預(yù)期的知識、技能和職業(yè)素養(yǎng)上的學(xué)習(xí)成果，不僅關(guān)注能力培養(yǎng)，還需要將職業(yè)道德、溝通、團隊等職業(yè)素養(yǎng)融入教學(xué)實施中;（3）教學(xué)評價上，如何有效評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，并促進學(xué)生和課程的持續(xù)提高。為了解決“DSP技術(shù)”課程教學(xué)中遇到的問題，嘗試運用成果導(dǎo)向和CDIO工程教育理念在學(xué)習(xí)成果設(shè)定、課程實施、課程評價和改進等方面對該課程進行改革。

二、OBE與CDIO教學(xué)理念的融合

OBE（Outcome Based Education），即成果導(dǎo)向教育，起源于20世紀(jì)80年代的美國，是把教育系統(tǒng)中的一切都圍繞著學(xué)生在畢業(yè)時應(yīng)取得的成果去組織、實施和評價的一種教育模式。這里所說的成果，并不在于學(xué)生的期末分?jǐn)?shù)，而是學(xué)習(xí)完成后學(xué)生真正具備的能力[1]。包括對知識整體結(jié)構(gòu)的把握和理解，多角度解決開放性問題的能力，通過完成較為復(fù)雜的任務(wù)，獲得創(chuàng)造性思維的能力，分析和綜合信息的能力以及不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力[2]。

CDIO（Conceive Design Implement Operate），是從2000年起，由麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)，通過幾年的研究、探索和實踐建立的一種先進的工程教育模式。CDIO是“做中學(xué)”和“基于項目的教育和學(xué)習(xí)”的集中概括和抽象表達(dá)。它以工程項目從研發(fā)到運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。

在OBE教育模式中，教育者必須對學(xué)生畢業(yè)時應(yīng)達(dá)到的能力及其水平有清楚的構(gòu)想，然后尋求設(shè)計適宜的教學(xué)理念和方式來保證學(xué)生達(dá)到這些預(yù)期目標(biāo)。其對教學(xué)理念和方式?jīng)]有任何限定，只要助于實現(xiàn)學(xué)習(xí)成果的教學(xué)方式都可以采用。CDIO工程教育模式在產(chǎn)生和發(fā)展的過程中受到了以學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向的OBE思想的影響[3]，該模式是以CDIO能力大綱所代表的“能力指標(biāo)”來驅(qū)動課程內(nèi)容、教學(xué)方法等設(shè)計，所有的教育舉措都是為了培養(yǎng)CDIO能力，實際上CDIO的“能力指標(biāo)”可以理解成OBE教育模式下期待學(xué)生產(chǎn)出的“預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果”，由此可見，OBE和CDIO不管在形式上還是精神上都是融會貫通的[4]。以成果為導(dǎo)向的OBE理念和以能力培養(yǎng)為主線的CDIO理念的融合，與“DSP技術(shù)”課程改革方向不謀而合。因此，基于OBE-CDIO理念的課程改革，有利于培養(yǎng)滿足企業(yè)需要的DSP工程技術(shù)技能型人才。

三、課程學(xué)習(xí)成果的設(shè)定

課程學(xué)習(xí)成果的設(shè)定是OBE-CDIO理念下課程改革成敗的關(guān)鍵，成果設(shè)計是否準(zhǔn)確，是否確切，直接影響后續(xù)教學(xué)活動各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量。對課程學(xué)習(xí)成果的設(shè)定采用“由上向下”的原則，即先根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)推出畢業(yè)要求，然后依據(jù)畢業(yè)要求確定能力指標(biāo)，最后由能力指標(biāo)確定課程的學(xué)習(xí)成果。學(xué)習(xí)成果的確定與專業(yè)能力的指標(biāo)密切相關(guān)，CDIO能力大綱是CDIO組織經(jīng)過需求評估，提煉形成文件，經(jīng)過同行專家審查后而制定的，能夠反映工程領(lǐng)域內(nèi)外對學(xué)生能力的要求，因而在制定課程學(xué)習(xí)成果時，我們可以依據(jù)CDIO能力大綱中的相關(guān)條款結(jié)合專業(yè)現(xiàn)實特點進行確定。在CDIO大綱中將工程畢業(yè)生的能力分為技術(shù)知識和推理;個人能力、職業(yè)能力和態(tài)度;人際交往能力，包括團隊工作和交流;在企業(yè)和社會環(huán)境下構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行系統(tǒng)四個層面，在每個層面內(nèi)容基礎(chǔ)上又?jǐn)U展細(xì)化了更為具體的第二、第三級乃至第四級[5]。在OBE模式中對于成果的設(shè)定要求：內(nèi)容清晰得當(dāng)、具體可行，數(shù)量上要可控，避免冗雜，成果之間具有層次性等。為了將CDIO大綱的要求轉(zhuǎn)換為可衡量的成果，可以通過對利益相關(guān)者進行調(diào)研而確定相關(guān)項要求的掌握程度。在表1中，根據(jù)本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，在CDIO大綱的指引下，根據(jù)課程的目標(biāo)和特點，總結(jié)出了“DSP技術(shù)”課程的學(xué)習(xí)成果。

四、以項目為載體采用CDIO理念的課程實施

在OBE教育理念和CDIO工程理念中，都要回答如何確保學(xué)生達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)成果。因此，在課程教學(xué)實施策略上以學(xué)生為中心，將學(xué)生的學(xué)科知識、職業(yè)素養(yǎng)、工程能力融合提升尤為重要，在CDIO教育理念中，采取一體化課程計劃來解決這個問題。因此，針對課程的學(xué)習(xí)成果，教學(xué)計劃和教學(xué)內(nèi)容采用了回溯式設(shè)計，設(shè)計了與真實產(chǎn)品有關(guān)的一個二級和多個三級項目，然后在“DSP技術(shù)”課程中采取以項目為載體，并針對產(chǎn)品生命周期的“構(gòu)思—設(shè)計—實施—運行”四個環(huán)節(jié)進行教學(xué)設(shè)計與實施。并在教學(xué)實施過程中，根據(jù)課程預(yù)期成果和課程特點對教學(xué)方法進行改革，體現(xiàn)CDIO工程背景下“做中學(xué)”的實踐理念。

DSP技術(shù)是一門實踐性和理論性都很強的課程。在之前的教學(xué)中，理論教學(xué)與實踐環(huán)節(jié)完全分開，不利于學(xué)生實現(xiàn)預(yù)期成果。根據(jù)CDIO理念下的一體化教學(xué)方式，我們將知識、工程能力和素養(yǎng)都融入項目實施過程中。在教學(xué)過程中，以項目實施的四個環(huán)節(jié)作為教學(xué)主線，教學(xué)組織則以小組協(xié)作學(xué)習(xí)為主。課程以相關(guān)案例展示與討論開始，之后由教師扮演公司決策層對學(xué)生分組，組內(nèi)根據(jù)實際工程項目人員的組成與分工設(shè)置模擬角色（如項目經(jīng)理、軟件工程師、硬件工程師、測試工程師等），然后教師提供的設(shè)計來自于真實產(chǎn)品的三級項目，組內(nèi)成員協(xié)調(diào)合作，在教師的引導(dǎo)下，按照實際產(chǎn)品的運作流程、借助各種資源自主完成任務(wù)，如上圖所示。在項目“設(shè)計和實施”環(huán)節(jié)中通常會遇到與課程知識相關(guān)的問題而無法解決，此時，引導(dǎo)學(xué)生對問題進行分析、討論、探究、講解和總結(jié)，最后掌握相關(guān)基礎(chǔ)知識。在引導(dǎo)過程中，對與已學(xué)課程相關(guān)概念可以采用比較教學(xué)法，例如單片機與DSP芯片有很多相通的概念，既有相似之處也存在區(qū)別，通過對比學(xué)習(xí)可以加深學(xué)生的理解。在講授理論知識的時候還應(yīng)注意聯(lián)系實際，有利于提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的目的性和主動性。為了提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)、溝通交流等能力，還在項目實施過程中的不同環(huán)節(jié)設(shè)計了技術(shù)交流、項目匯報、總結(jié)分享等，讓學(xué)生在寫、說、做、思、德等方面都有機會得到鍛煉。同時為了提高教學(xué)效果，建設(shè)了課程的慕課資源，進行線上線下的混合式教學(xué)，利用慕課平臺，為課程的高效實施提供了便利。

五、課程評量與改進

課程實施評量是考核學(xué)生學(xué)習(xí)成效的主要途徑，教學(xué)評量應(yīng)該結(jié)合課程的預(yù)期成果，一旦明確了課程的預(yù)期學(xué)習(xí)成果，就可以將預(yù)期學(xué)習(xí)成果分為不同的類別，以便選擇合適的評量方法。在OBE教育模式中實施多元評量，評量結(jié)果由達(dá)成最高績效成就的水平和內(nèi)涵反映，并不強調(diào)學(xué)生間的成果比較。多元評量不僅包括知識、技能和素養(yǎng)，還兼顧學(xué)生的學(xué)習(xí)歷程、生活世界與社會服務(wù)。多元評量包括標(biāo)準(zhǔn)多元、人員多元、過程多元、時機多元、情境多元、方式多元、計分多元[6]。

在課程的評量改革中，結(jié)合OBE的多元評量內(nèi)涵和CDIO提供的評量方法，改變原來以教師考核為主的單一主體形式，研究以學(xué)生、教師、專家等多方面為主體的人員多元考核;改變原來考核方式和標(biāo)準(zhǔn)單一的缺陷，采用以筆試與口試、技術(shù)報告、現(xiàn)場操作、產(chǎn)品審查、學(xué)習(xí)記錄和總結(jié)等方式根據(jù)不同的考核內(nèi)容進行評量;改變教學(xué)活動之后的結(jié)果性考核，采用伴隨和貫穿于學(xué)習(xí)成果形成的過程性時機多元評量方法。

首先將課程的學(xué)習(xí)成果分成如表2所示的類型，然后針對每類成果的特點采取不同的評量方式和評量主體。對知識性成果，除了常規(guī)的筆試外，還可以采取口試，口試要求學(xué)生獨立思考與合理論述，在評量中更容易發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題。作品審查考核在項目作品完成后進行，通過作品審查來評量學(xué)生在項目運作的構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行環(huán)節(jié)中所展示的能力，并且在這過程中教師通過不同時間點和任務(wù)點細(xì)化評量，形成較為全面的過程性評量結(jié)果。在對不同成果類型進行評量時，還應(yīng)該細(xì)化評分規(guī)則，從而有利于發(fā)揮評量的導(dǎo)向性作用，在知識學(xué)習(xí)和項目操作時，先將考核內(nèi)容、要求和標(biāo)準(zhǔn)告知學(xué)生，使學(xué)生明確在學(xué)習(xí)和項目的進行中應(yīng)該重點掌握哪些內(nèi)容和技能，如表3是針對每個學(xué)習(xí)成果給出的部分考核細(xì)則。此外，可以利用慕課平臺數(shù)字化、過程化、自動化的優(yōu)點提高評量效率，減少評量對教學(xué)時間的擠占，減少教師評量的勞動量。

提高教學(xué)質(zhì)量完成教學(xué)目標(biāo)僅依靠對教學(xué)活動進行評價是不夠的，還要對教學(xué)成果持續(xù)改進，其中課程層面的持續(xù)改進包括對學(xué)習(xí)成果和教學(xué)活動的改進。每個學(xué)期結(jié)束，課程組教師和學(xué)生依據(jù)預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，通過對評量數(shù)據(jù)的分析，集中討論發(fā)現(xiàn)課程教學(xué)或者成果設(shè)定存在的問題，然后對找出的問題進行分析，確定原因，再制定一個改進或提升的計劃，在下一輪教學(xué)中先進行單個因素修正，如果效果良好則推廣到其他班級，如果無效則及時重新修正，直至找到有效方法，將全部問題解決。這樣一個完整的閉循環(huán)過程結(jié)束后，又會進入下一次循環(huán)，不斷持續(xù)改進最終使教學(xué)質(zhì)量趨于完善。

六、小結(jié)

本文針對高職院校DSP技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，在OBE教學(xué)理念的指引下，結(jié)合CDIO教學(xué)模式，從培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)設(shè)定學(xué)習(xí)成果，設(shè)計基于項目作品構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)實施方法，采取多元評量和細(xì)化評價準(zhǔn)則，引入MOOC平臺輔助實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)等改革措施。通過課程改革，課程教學(xué)由以書本為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨こ添椖繛橹行?，由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫嶋H工程經(jīng)驗為中心，由以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，提升了學(xué)生解決問題、獨立思考的能力，加強了學(xué)生實踐、交流溝通和團隊合作等職業(yè)能力。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 李 靜