基于OBE理念的實(shí)踐教學(xué)改革與課程評(píng)價(jià)
——以《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》為例

張 欣

(長(zhǎng)春工程學(xué)院 電氣與信息工程學(xué)院，長(zhǎng)春 130012)

一、引言

成果導(dǎo)向教育(Outcome based education，OBE)也稱為能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育，這里所說(shuō)的成果是學(xué)生最終取得的學(xué)習(xí)成果，教育活動(dòng)的根本目的就是要使學(xué)生學(xué)習(xí)成果最大化[1，2]。《華盛頓協(xié)議》的簽約成員，其工程教育認(rèn)證組織都先后采取“成果導(dǎo)向”的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，在專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中都以學(xué)習(xí)成果為重要質(zhì)量準(zhǔn)則[3]。

OBE理念特別強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程的輸出和個(gè)性化教學(xué)，要按照不同的成果需求來(lái)制定不同的實(shí)踐教學(xué)改革方案，從而為不同的專業(yè)學(xué)生群體提供不同的學(xué)習(xí)和實(shí)踐機(jī)會(huì)。本文以長(zhǎng)春工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)正在參與工程教育認(rèn)證為背景，以該專業(yè)2014版培養(yǎng)方案中必修實(shí)踐教學(xué)課程《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》為例，對(duì)實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行研究與改革，并在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)2016級(jí)推廣實(shí)施，同時(shí)重點(diǎn)研究與設(shè)計(jì)基于OBE理念的實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系，從而不斷完善和持續(xù)發(fā)展實(shí)踐教學(xué)改革研究。

二、 基于OBE理念的實(shí)踐教學(xué)改革方案

《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》是長(zhǎng)春工程學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的集中實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，是《單片機(jī)原理及應(yīng)用》理論課堂教學(xué)的延伸和發(fā)展[4]，是訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)理論知識(shí)解決工程實(shí)際問題能力的重要環(huán)節(jié)。通過對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求的研究，對(duì)《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》提出新的課程目標(biāo)成果，并對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)主要教學(xué)內(nèi)容，如表1所示。

引入OBE理念，通過以成果為導(dǎo)向、以學(xué)生為主體、以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)，靈活地開展實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，可以增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)的實(shí)效性、激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(1)OBE理念強(qiáng)調(diào)學(xué)生個(gè)性化自主學(xué)習(xí)。每名學(xué)生可從指導(dǎo)教師指定的題目中選擇一題或者自擬一題。課程設(shè)計(jì)題目要求符合工程實(shí)際，要有一定難度和足夠的工作量；課程設(shè)計(jì)題目應(yīng)是一個(gè)復(fù)雜單片機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題，必須運(yùn)用深入的工程原理經(jīng)過分析才能得到解決；課程設(shè)計(jì)題目一般需要涉及多方面的技術(shù)，如單片機(jī)接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)等；鼓勵(lì)學(xué)生將所參與的大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目和大學(xué)生科技競(jìng)賽等項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為課程設(shè)計(jì)題目；設(shè)計(jì)內(nèi)容深度開放，結(jié)合學(xué)生能力，在完成基本設(shè)計(jì)任務(wù)的情況下，對(duì)某些設(shè)計(jì)內(nèi)容可進(jìn)一步深化。

表1 《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》課程目標(biāo)成果及對(duì)應(yīng)教學(xué)內(nèi)容

(2)實(shí)踐教學(xué)注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的培養(yǎng)，可以多名學(xué)生組隊(duì)完成一個(gè)課程設(shè)計(jì)題目，這不僅要訓(xùn)練學(xué)生解決純技術(shù)問題的能力，還要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)環(huán)境、與人交流、與人合作、協(xié)調(diào)各方面關(guān)系的綜合能力。

三、基于OBE理念的實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系的研究

基于OBE理念的實(shí)踐教學(xué)評(píng)價(jià)體系由教師考核和學(xué)生自我評(píng)價(jià)兩個(gè)主要部分組成。評(píng)價(jià)強(qiáng)調(diào)是達(dá)成性評(píng)價(jià)而不是比較性評(píng)價(jià)[2]。

(一)教師考核評(píng)價(jià)機(jī)制

《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》實(shí)踐課程教師考核以考核課程目標(biāo)的達(dá)成情況為主要目的，考核項(xiàng)目包括過程考核、成果考核和答辯考核三部分[5]，在總評(píng)成績(jī)中所占權(quán)重分別為0.2、0.4和0.4。各項(xiàng)考核目標(biāo)分值分配表及考核觀測(cè)點(diǎn)如表2所示。

表2 各項(xiàng)考核目標(biāo)分值分配表及考核觀測(cè)點(diǎn)

過程考核成績(jī)、成果考核成績(jī)、答辯考核成績(jī)均采用百分制，總評(píng)成績(jī)采用五級(jí)分制核定，其中：90分及以上為“優(yōu)秀”，80～89分為“良好”，70～79分為“中等”，60～69分為“及格”，60分以下為“不及格”。實(shí)踐課程目標(biāo)達(dá)成情況使用課程分目標(biāo)達(dá)成度和課程總目標(biāo)達(dá)成度來(lái)評(píng)價(jià)，如式1和式2所示。

(式1)

(式2)

式1和式2分母中的目標(biāo)額定分值由表2所示。將《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》分目標(biāo)達(dá)成度和總目標(biāo)達(dá)成度的目標(biāo)值均設(shè)為0.7。以長(zhǎng)春工程學(xué)院2018—2019(1)學(xué)期，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)1642班學(xué)生的該門實(shí)踐課程教師考核成績(jī)?yōu)槔?。?中的單個(gè)目標(biāo)學(xué)生實(shí)際平均分和式2中的該課程學(xué)生總平均分、該實(shí)踐課程分目標(biāo)達(dá)成度和總目標(biāo)達(dá)成度如表3所示。

表3 電氣1642班《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》教師考核目標(biāo)達(dá)成統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)表3中目標(biāo)達(dá)成度值可知，課程目標(biāo)1、2、3、4及課程總體目標(biāo)的達(dá)成度均遠(yuǎn)超過預(yù)期值0.7，完成情況較好。

(二)學(xué)生自我評(píng)價(jià)機(jī)制

在實(shí)踐課程結(jié)束之后，組織學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的自我評(píng)價(jià)，強(qiáng)調(diào)自我比較，是否達(dá)到了自我參照標(biāo)準(zhǔn)，從而不斷提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。表4以課程目標(biāo)1為例，給出學(xué)生自我評(píng)價(jià)表格樣例，包括課程目標(biāo)、對(duì)應(yīng)的主要教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生針對(duì)課程目標(biāo)的自我評(píng)價(jià)值。其中自我評(píng)價(jià)值采用5分制，學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，對(duì)自己做出評(píng)價(jià)，在相應(yīng)的分值處畫“√”。以長(zhǎng)春工程學(xué)院2018—2019(1)學(xué)期，電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)1642班學(xué)生自我評(píng)價(jià)為例，其學(xué)生學(xué)習(xí)效果自我評(píng)價(jià)目標(biāo)達(dá)成統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表5所示。

表4 學(xué)生自我評(píng)價(jià)表(部分樣例)

表5 學(xué)生自我評(píng)價(jià)目標(biāo)達(dá)成度統(tǒng)計(jì)

表5中，學(xué)生自我評(píng)價(jià)分目標(biāo)評(píng)價(jià)值由式3計(jì)算得到，

學(xué)生自我評(píng)價(jià)分評(píng)價(jià)值=

(式3)

學(xué)生自我評(píng)價(jià)目標(biāo)達(dá)成度總評(píng)值取前面四個(gè)目標(biāo)達(dá)成度的平均值。從表5可知，學(xué)生的自我評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果總體為優(yōu)秀，目標(biāo)評(píng)價(jià)值為0.91，這說(shuō)明學(xué)生認(rèn)為自己能夠較好地根據(jù)單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行軟硬件的設(shè)計(jì)；能夠較好地應(yīng)用Proteus軟件對(duì)復(fù)雜單片機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試和模擬；能夠較好地按規(guī)范撰寫符合要求的課程設(shè)計(jì)報(bào)告書；能夠就設(shè)計(jì)問題陳述發(fā)言，表達(dá)設(shè)計(jì)思路和方案，能與同學(xué)和教師進(jìn)行有效溝通和交流。

通過教師考核與學(xué)生自我評(píng)價(jià)機(jī)制的雙重分析，可知基于OBE理念的《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》實(shí)踐教學(xué)課程達(dá)成了教學(xué)目標(biāo)。

四、結(jié)束語(yǔ)

(1)在實(shí)踐教學(xué)中引入OBE理念，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)和創(chuàng)新思維為切入點(diǎn)，以學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)與目標(biāo)成果密切結(jié)合為著重點(diǎn)，展開實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容體系的研究與優(yōu)化，切實(shí)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望和學(xué)習(xí)動(dòng)力，增強(qiáng)了實(shí)踐教學(xué)的實(shí)效性、靈活性和科學(xué)性。

(2)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成果是OBE教育模式中的重要環(huán)節(jié)，由教師考核和學(xué)生自我評(píng)價(jià)相結(jié)合的雙重評(píng)價(jià)機(jī)制，注重平時(shí)評(píng)價(jià)與終極評(píng)價(jià)相結(jié)合，注重定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合，注重統(tǒng)一評(píng)價(jià)與個(gè)性化評(píng)價(jià)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)的定期化、多元化和合理化。

(3)目前，《單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)》仍使用Proteus軟件進(jìn)行仿真調(diào)試，學(xué)生普遍認(rèn)為在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)加入仿真調(diào)試后，對(duì)該門課程的軟硬件設(shè)計(jì)有很大的輔助作用，但是仿真調(diào)試還是存在很多局限性，對(duì)學(xué)生的單片機(jī)實(shí)踐應(yīng)用能力有一定的限制。因此我們將對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)2018級(jí)學(xué)生修訂培養(yǎng)方案，采用實(shí)物調(diào)試的形式來(lái)提高學(xué)生的單片機(jī)控制系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、調(diào)試和優(yōu)化的能力。

(4)根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，課程組將在課程設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)中加入教師與學(xué)生的“反思環(huán)節(jié)”[6]，積極引導(dǎo)教師與學(xué)生對(duì)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的批判性思考，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整，從而促進(jìn)教師完善教學(xué)過程及教學(xué)方法，提高學(xué)生對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)及相關(guān)理論知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，進(jìn)而更好地實(shí)現(xiàn)課程的培養(yǎng)目標(biāo)。