基于OBE教育理念的電子信息工程專業(yè)課程改革與實踐

黃卉 左梅 徐玉菁

摘 要 本文基于OBE教育理念，以電子信息工程的專業(yè)課程《通信電子線路》為例，以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，對課程的理論教學(xué)和實驗教學(xué)兩方面進(jìn)行了詳細(xì)的探討，對課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法手段、實踐環(huán)節(jié)以及教學(xué)評價等進(jìn)行了改革和實踐，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)實踐應(yīng)用能力。

關(guān)鍵詞 OBE 通信電子線路 課程改革

中圖分類號：G640文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

《華盛頓協(xié)議》是一項工程教育本科專業(yè)認(rèn)證的國際互認(rèn)協(xié)議。2016年6月，在馬來西亞吉隆坡舉行的國際工程聯(lián)盟2016年會議（IEAM2016）上，中國科協(xié)（CAST）代表中國成為該協(xié)議第18個正式成員。《華盛頓協(xié)議》各成員國有各自的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，但都有一個共性，以“預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果”（Intended Learning Outcomes）作為共同的最低要求。因此在教學(xué)改革中引入OBE（Outcomes-based Education）教育理念，以預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出為中心對教學(xué)活動進(jìn)行組織、實施和評價，對培養(yǎng)可服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、行業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的應(yīng)用型本科人才，具有實際意義。本文以《通信電子線路》為例，在教學(xué)活動中開展OBE理念的改革與實踐，以期達(dá)到提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和實踐應(yīng)用能力。

1教學(xué)現(xiàn)狀分析

《通信電子線路》是電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)現(xiàn)代電子通信系統(tǒng)所涉及的各種通信電路（高頻電路）分析與設(shè)計能力的專業(yè)基礎(chǔ)重點(diǎn)課程，課程非線性電路的理論分析為主，知識點(diǎn)繁多且枯燥、理論與實踐相結(jié)合等問題，一直是電子信息類較難教、難學(xué)的課程之一。在以往的教學(xué)中存在著缺乏導(dǎo)向性，導(dǎo)致各單元知識內(nèi)容分散獨(dú)立、理論概念抽象、數(shù)學(xué)推導(dǎo)繁瑣等問題，學(xué)生容易產(chǎn)生困惑和畏難情緒，影響教學(xué)質(zhì)量。另外ICT產(chǎn)業(yè)新技術(shù)層出不窮，理論教學(xué)以及實踐教學(xué)內(nèi)容陳舊過時，與電子通信產(chǎn)業(yè)對技術(shù)人才的需求脫節(jié)，影響應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。

2課程改革與實踐

（1）確定課程目標(biāo)。OBE教育理念是以學(xué)生為主體，以學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向的教育模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，因此在OBE教育理念中，教學(xué)目標(biāo)應(yīng)是最基礎(chǔ)、最核心的部分。根據(jù)專業(yè)的培養(yǎng)方案，結(jié)合實地走訪相關(guān)企業(yè)、畢業(yè)生的需求以及相關(guān)院校同類課程的調(diào)研結(jié)果，《通信電子線路》課程的教學(xué)目標(biāo)定位為熟悉通信系統(tǒng)架構(gòu)，熟悉現(xiàn)代通信系統(tǒng)各功能電路的基本原理、各參數(shù)分析和典型電路組成，掌握單元電路的基本設(shè)計方法，培養(yǎng)學(xué)生在通信電路方面的實踐知識和動手能力，能熟練地使用各種常用的電子測量儀器對高頻實驗電路進(jìn)行調(diào)試、測量，并會對簡單的故障進(jìn)行判斷及檢修設(shè)計。

（2）優(yōu)化課程內(nèi)容。根據(jù)課程目標(biāo)，以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，優(yōu)化課程內(nèi)容，弱化繁瑣數(shù)學(xué)推導(dǎo)，強(qiáng)化實際電路分析以及應(yīng)用、設(shè)計。本課程內(nèi)容整合為諧調(diào)與匹配網(wǎng)絡(luò)、功率放大器、振蕩器、鎖相環(huán)與控制網(wǎng)絡(luò)、振幅調(diào)制解調(diào)/混頻器、角度調(diào)制與解調(diào)六個部分，科學(xué)確定每單元的知識點(diǎn)、能力點(diǎn)和素質(zhì)點(diǎn)。在授課時結(jié)合整個無線系統(tǒng)的框架，不斷強(qiáng)調(diào)每種電路在系統(tǒng)中的位置與作用，幫助學(xué)生梳理清楚每個部分單元電路之間的關(guān)系和聯(lián)系。比如講振蕩電路時，首先介紹振蕩電路在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，在發(fā)送設(shè)備中，主要是產(chǎn)生調(diào)制中的載波信號，而在接收設(shè)備中，主要是產(chǎn)生混頻的本地振蕩信號。另外還需處理好《通信電子線路》課程與先修課程、后續(xù)課程的銜接與配合，按照繼承、摒棄、創(chuàng)新相結(jié)合的原則對課程內(nèi)容進(jìn)行增、刪、改式的整合。教學(xué)與科研相結(jié)合，教師會將自己的科研內(nèi)容或者科研學(xué)術(shù)論文內(nèi)容融入課堂教學(xué)中，作為課堂教學(xué)內(nèi)容的一部分，彌補(bǔ)了原有課程知識與新技術(shù)之間的“斷層”，也幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)的興趣以及理論知識升華。

（3）線上+線下多樣化的教學(xué)手段。在課堂上，充分利用多媒體軟件，借助動畫/仿真軟件模擬演示，使枯燥的理論知識更直觀、更生動，同時也讓學(xué)生學(xué)會利用相關(guān)仿真軟件解決通信領(lǐng)域問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;采用多樣化的教學(xué)方式實現(xiàn)“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”，如啟發(fā)式、引導(dǎo)式的教學(xué)方法將抽象理論融入到生活實際問題中，以置問的方式引導(dǎo)學(xué)生思考和逐步掌握各個知識點(diǎn)，提高課堂教學(xué)效果;采用以賽促學(xué)法，融“賽”入“課”，將全國電子競賽等相關(guān)競賽題目引入到教學(xué)內(nèi)容中或者作為課程設(shè)計課題，組織同學(xué)們討論，課賽結(jié)合激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，鼓勵學(xué)生積極參加各類電賽，促進(jìn)學(xué)生對專業(yè)知識的學(xué)習(xí)興趣和主動性。但傳統(tǒng)的以教師講授為主單一教學(xué)模式已不能滿足教學(xué)要求，為了更好突出學(xué)生的主體地位，將“互聯(lián)網(wǎng)+”與“翻轉(zhuǎn)課堂”結(jié)合，應(yīng)用課堂教學(xué)中，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和學(xué)習(xí)積極性，幫助學(xué)生更好建構(gòu)知識。采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)形式，以實際問題為案例，安排小組自行學(xué)習(xí)，并以PPT形式進(jìn)行展示，老師和同學(xué)們共同探討。同時利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，加強(qiáng)線上線下相結(jié)合，將雨課堂等信息化教學(xué)工具引入課堂，線上學(xué)習(xí)與線下學(xué)習(xí)、課堂學(xué)習(xí)與課外學(xué)習(xí)的融合，可實現(xiàn)課前測試、課堂測試、線上討論、老師線上答疑等功能，促進(jìn)師生交流，實現(xiàn)資源共享最大化。同時老師可實時了解學(xué)生的“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”情況，對課堂內(nèi)容及時做相（下轉(zhuǎn)第145頁）（上接第139頁）應(yīng)的調(diào)整，對重點(diǎn)問題可做翻轉(zhuǎn)課堂與學(xué)生線下共同討論，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。

（4）改善實踐教學(xué)。原本課程的實驗多依賴實驗平臺以驗證為主，不利于學(xué)生的實踐能力的培養(yǎng)，為此對實踐教學(xué)改革，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)內(nèi)容有針對的布置實踐任務(wù)。實踐環(huán)節(jié)分為驗證實驗、軟件設(shè)計仿真實驗、項目設(shè)計實踐。驗證性實驗利用通信電子線路實驗平臺現(xiàn)有模塊對電路原理學(xué)習(xí)及驗證，加深對理論知識的理解，熟悉示波器、萬用表等儀器的操作，學(xué)會通過測量數(shù)據(jù)對電路原理以及特性分析。軟件設(shè)計仿真實驗主要由教師在課堂根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的六大模塊以及對應(yīng)教學(xué)目標(biāo)，布置相應(yīng)電路仿真設(shè)計任務(wù)，學(xué)生課后通過再學(xué)習(xí)，確定設(shè)計方案并在仿真軟件上完成設(shè)計、仿真以及分析，深化對各單元電路的電路原理的理解，掌握單元電路基本設(shè)計方法，同時加強(qiáng)了實踐能力。項目設(shè)計實踐目的將每個單元的電路整合為一個完整系統(tǒng)，幫助學(xué)生加深通信系統(tǒng)框架了解，對信號的產(chǎn)生、變換、處理等方面有更深刻的認(rèn)識，掌握小型通信系統(tǒng)設(shè)計方法和過程。

（5）構(gòu)建科學(xué)的考核機(jī)制。通過多元化、多層次的考核辦法，體現(xiàn)在對學(xué)生進(jìn)行多方位的綜合客觀評價，使“過程式”評價與“結(jié)果式”評價相結(jié)合，既關(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果，又關(guān)注學(xué)習(xí)過程，評價的重點(diǎn)在學(xué)生對目標(biāo)知識點(diǎn)的掌握程度以及應(yīng)用能力、實踐能力、解決問題能力，各教學(xué)環(huán)節(jié)占考核總分的比例為：平時（課堂點(diǎn)名及提問、課堂參與程度、課內(nèi)外作業(yè)）：10%;翻轉(zhuǎn)課堂表現(xiàn)（積極參與、準(zhǔn)備充分、表述清楚）：10%;實驗成績：30%;期末考試成績（筆試）：50%。其中實驗成績根據(jù)實驗環(huán)節(jié)再細(xì)化為三項，基礎(chǔ)驗證實驗（操作過程正確規(guī)范、實驗數(shù)據(jù)詳實、實驗報告文檔規(guī)范）：8%;軟件仿真設(shè)計實驗（軟件設(shè)計方案及具有創(chuàng)造性，軟件編程完成度高，仿真結(jié)果正確滿足指標(biāo)、實驗報告文檔規(guī)范）：12%;項目設(shè)計實驗（電路設(shè)計方案合理，制作、調(diào)試過程合理正確，實驗結(jié)果正確滿足指標(biāo)，實驗報告文檔規(guī)范、并且具備一定的工程思維、成員職責(zé)分工明確、成員間溝通良好、有團(tuán)隊意識）：10%。為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，考核方式也應(yīng)多元化，如實驗環(huán)節(jié)的考核多以答辯形式考核學(xué)生以檢查是否獨(dú)立完成，通過充分交流，了解學(xué)生設(shè)計思路以及對參數(shù)特性的理解程度，實際掌握學(xué)生的“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”效果。

3結(jié)論

將OBE教育理念融入到課程改革，以“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”為導(dǎo)向，逆向設(shè)計和實施教學(xué)全過程。在《通信電子線路》課程改革中，獲得較好的教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的實踐動手能力和工程應(yīng)用能力。

參考文獻(xiàn)

[1] Chandrama Acharya. Outcome-Based Education （OBE）： A New Paradigm for Learning[J].CDTLink，2003，7（03）.

[2] 姜波.OBE：以結(jié)果為基礎(chǔ)的教育[J].外國教育研究，2003（03）：35- 37.

[3] 顧佩華，胡文龍等.基于“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學(xué)的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（01）27-37.