基于OBE模式的高職電子信息類專業(yè)課程優(yōu)化模型研究

趙陽，王立光

（吉林建筑大學，吉林 長春 130118）

0 引言

高職電子信息類專業(yè)是工程類職業(yè)教育的重要分支，隨著工程科學的發(fā)展，該教育過程不僅要適應培養(yǎng)掌握更高專業(yè)技術(shù)知識與技能的要求，也要與受教育者對系統(tǒng)分析、團隊協(xié)作及實踐能力的需求相匹配。眾所周知，人才培養(yǎng)是工程類職業(yè)教育的核心任務，而完善學校人才培養(yǎng)過程的關(guān)鍵因素之一是課程體系建設(shè)與優(yōu)化。隨著全新的工程教育模式、體系和方法不斷涌現(xiàn)，其對于課程體系優(yōu)化的指導作用得以突顯。OBE教育模式（Outcomes-based Education）是一種基于成果或產(chǎn)出為導向的教育模式，又稱為學習產(chǎn)出驅(qū)動整個課程活動和學生產(chǎn)出評價的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，該教育最初在美國和澳大利亞的基礎(chǔ)教育改革中被提出。與傳統(tǒng)教育模式所倡導的以教學內(nèi)容或教師經(jīng)驗優(yōu)化和驅(qū)動教學過程相比，OBE模式有著顯著的不同。

1 OBE教育模式及課程優(yōu)化概述

海鶯老師研究了OBE模式下工程教育課程體系生成機制的相關(guān)問題，指出該模式適應了工程應用型人才培養(yǎng)的要求，有利于提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量[1]。劉傳熙老師的文章-基于OBE教育模式和協(xié)同自評模式，提出了構(gòu)建高職院校專業(yè)教學質(zhì)量評價指標體系的原則與方法，為科學評價高職院校專業(yè)教學質(zhì)量提供理論指導與實踐參考[2]；劉衍聰和李軍的文章-基于OBE理念開展應用技術(shù)型人才培養(yǎng)方案的設(shè)計工作，構(gòu)建應用技術(shù)型人才培養(yǎng)方案的框架體系，有助于形成并提升應用技術(shù)型人才培養(yǎng)的特色與質(zhì)量，以真正滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的實際需求[3]。宋躍等研究人員開展基于OBE的嵌入式測控技術(shù)課程群建設(shè)與教學改革研究工作，在課程內(nèi)容、課程建設(shè)、課程資源特色等方面進行了研究與改革[4]。

本文以高職電子信息類專業(yè)基礎(chǔ)課程“數(shù)字電子技術(shù)”為例，基于OBE教育模式，提出培養(yǎng)需求分析-培養(yǎng)目標匹配-課程大綱反思與構(gòu)建-授課內(nèi)容優(yōu)化-效果檢驗的路線，探討課程的優(yōu)化設(shè)計方法，同時對高職電子信息類專業(yè)課程優(yōu)化以及人才培養(yǎng)質(zhì)量提升提出合理方案。

2 課程模型分析

數(shù)字電子技術(shù)是電子信息類專業(yè)一門重要基礎(chǔ)課程，該課程的任務是使學生具有高素質(zhì)勞動者和中高級專門人才所應具有的數(shù)字電子技術(shù)基本理論基本技能，并為后續(xù)課程學習儲備必要知識。以山東省某高職院校電子信息專業(yè)數(shù)字電子技術(shù)教學大綱為例，該課程總計為84學時，其中理論授課、課上實驗分別為76學時和8學時，授課內(nèi)容包括緒論、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、邏輯門電路、集成門電路、信號產(chǎn)生電路、組合邏輯電路、時序邏輯電路、模數(shù)數(shù)模轉(zhuǎn)換、半導體存儲器和可編程邏輯控制器等。

該授課內(nèi)容方案制定采用傳統(tǒng)的以教學內(nèi)容或教師經(jīng)驗優(yōu)化和驅(qū)動教學過程的方式，該方式是以教師的認知角度并以傳授知識為核心，與高職或大學教育的目的和本質(zhì)不相適應。顯然大學教育的目的和本質(zhì)是培養(yǎng)人才，或者說是培養(yǎng)專門技術(shù)人才。作為教育過程中最常見且主要的形式-課堂教學，其目的也因該與培養(yǎng)人才這一目標相一致。課程的授課方案和內(nèi)容安排應該關(guān)注學生在日后找尋工作崗位或在工作崗位從事相關(guān)工作應當具備哪些知識技能，而專業(yè)培養(yǎng)人才的目標應該是如何讓學生在學校專業(yè)學習階段獲得這些知識技能，專業(yè)培養(yǎng)方案里各個教學環(huán)節(jié)如何承擔和分配這些知識技能培養(yǎng)任務。若現(xiàn)有課程教學、授課內(nèi)容及授課形式支撐不足，則需要進行優(yōu)化和改進，最終通過適當?shù)倪^程檢驗教學過程優(yōu)化和改進的有效性，關(guān)注課程教學是否支撐這些技能的培養(yǎng)。譬如培養(yǎng)目標除了讓學生獲得理論知識外，還注重培養(yǎng)或使學生獲得實踐能力或知識運用能力，考慮在課程考核的環(huán)節(jié)加入實踐考核或者課程設(shè)計，以此來考查學生實踐和知識運用能力的獲得情況，進而表征該門課程教學的有效性及目標達成情況。

3 優(yōu)化模型的設(shè)計與實施

2003年教育部針對國內(nèi)集成電路設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計的人才需求現(xiàn)狀設(shè)立集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)專業(yè)，該專業(yè)是現(xiàn)代電子信息技術(shù)的核心技術(shù)，以培養(yǎng)高層次、應用型和復合型芯片設(shè)計工程人才為目標。在教育部印發(fā)的新版《職業(yè)教育專業(yè)目錄（2021年）》文件中，設(shè)置了集成電路技術(shù)等專業(yè)，該專業(yè)的設(shè)置是為了適應我國新經(jīng)濟、新業(yè)態(tài)、新技術(shù)，更好的服務戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。集成電路相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域雖然是新興的交叉學科，但其核心是電子信息技術(shù)，必定是今后一段時間電子信息相關(guān)專業(yè)發(fā)展、科學研究、人才培養(yǎng)的巨大驅(qū)動力。電子信息專業(yè)職業(yè)教育和人才也迎來了自我發(fā)展和革新的機遇，如何讓有志愿從事相關(guān)專業(yè)的學生獲得集成電路設(shè)計與集成系統(tǒng)的知識技能則是培養(yǎng)方案和課程設(shè)計的改進目標。

3.1 培養(yǎng)需求與培養(yǎng)目標匹配

集成電路產(chǎn)業(yè)包括集成電路的科學研究、設(shè)計、制造、封裝測試、應用以及專業(yè)服務等相關(guān)技術(shù)行業(yè)，所需的集成電路技術(shù)專業(yè)人才應掌握微電子工藝和集成電路設(shè)計領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)理論知識，具備微電子工藝管理、集成電路設(shè)計及應用等能力。數(shù)字電子技術(shù)作為專業(yè)基礎(chǔ)課，要讓學生掌握數(shù)字電子技術(shù)的基本理論和基本知識，培養(yǎng)較強的數(shù)字電路應用技能，特別是要掌握集成電路研發(fā)、設(shè)計制造和封裝測試所需的基礎(chǔ)知識，為電子信息專業(yè)學生從事集成電路行業(yè)奠定必要的基礎(chǔ)[5]。

3.2 課程大綱反思與構(gòu)建

教學大綱中，邏輯門電路相關(guān)授課內(nèi)容安排在第三章，理論和實驗分別授予6學時和2學時，在授課學時分配上僅僅是多于緒論、邏輯代數(shù)基礎(chǔ)和半導體存儲電路等章節(jié)，主要授課內(nèi)容包括第一節(jié)二極管與三級管的開關(guān)特性、第二節(jié)基本門電路、第三節(jié)集成邏輯門電路、第四節(jié)TTL邏輯門電路、第五節(jié)CMOS門電路等。前三節(jié)內(nèi)容由于比較基礎(chǔ)，是授課的重點。第四節(jié)和第五節(jié)知識掌握的難度比較大，是本章的難點。通常情況下，考慮到授課對象為高職電子信息類專業(yè)大二學生，第四節(jié)和第五節(jié)的授課要求為理解和掌握CMOS和TTL反相器的工作原理與分析方法，其它形式的邏輯門電路則要求了解和掌握。而概括該章節(jié)的總體授課要求為：通過學習和復習二極管與三極管的開關(guān)特性（該內(nèi)容主要部分在前一學期模擬電子技術(shù)課程中已學過），理解和掌握基本門電路、集成邏輯門電路、TTL反相器、CMOS反相器工作原理、工作特性的分析方法，了解和掌握其它TTL和CMOS邏輯門電路的工作原理分析方法。

在集成電路技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng)過程中，第一章緒論、第二章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)和第三章邏輯門電路是集成電路行業(yè)技術(shù)人員的專業(yè)知識基礎(chǔ)。特別是第三章邏輯門電路，是對構(gòu)成集成電路的基本單元-基本邏輯門電路的知識介紹，也是后續(xù)集成電路分析、設(shè)計與封裝測試課程的基礎(chǔ)。前兩節(jié)的內(nèi)容在先前學習的計算機基礎(chǔ)、程序編程基礎(chǔ)以及模擬電子技術(shù)等課程中已經(jīng)講授，在授課中不宜占用過多的課時；CMOS邏輯門電路與TTL邏輯門電路相比，具有控制更易實現(xiàn)、功耗低等優(yōu)點，在實際應用特別是集成電路領(lǐng)域應用中更為廣泛，也是專業(yè)學生從事相關(guān)技術(shù)工作更應掌握的技術(shù)，因此CMOS邏輯門電路應該增加適當?shù)氖谡n學時，TTL邏輯門電路應該減少相應的授課學時，課程考核重點也應當是CMOS邏輯門電路的分析與設(shè)計[6]。

3.3 授課內(nèi)容優(yōu)化

按照培養(yǎng)方案的優(yōu)化調(diào)整目標，在數(shù)字電子技術(shù)課程總學時不變的基礎(chǔ)上，第二章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)減少2個學時，第三章邏輯門電路增加2學時最終達到10學時，增加的學時重點講授CMOS邏輯門電路一節(jié)中MOS工作原理，CMOS反相器的工作原理、工作特性、輸入特性與輸出特性分析，CMOS與非門、或非門、OD門、傳輸門的工作原理、分析方法，TTL邏輯門電路仍然只講授反向器電路的工作原理與分析方法。

3.4 效果檢驗

課程的檢驗采用考試與課程設(shè)計的方式。第三章除考查基本門電路的分析與設(shè)計，CMOS反相器、與非門、OD門和傳輸門的工作原理與分析方法作為理論考試的重點考查內(nèi)容；與此同時，在課程設(shè)計環(huán)節(jié)，增加CMOS基本邏輯門電路（反相器、與非門和傳輸門）構(gòu)成的基礎(chǔ)邏輯功能電路的設(shè)計，以此考查學生對于相關(guān)知識的掌握能力。通過評價授課的方式和方法存在的不足，分析改進策略，更好達成培養(yǎng)目標

4 結(jié)語

課程優(yōu)化與體系建設(shè)是促進和完善學校教育與人才培養(yǎng)的重要動力，本文以優(yōu)化高職電子信息專業(yè)人才培養(yǎng)為目標，探討基于OBE模式的專業(yè)基礎(chǔ)課程優(yōu)化方法，并以數(shù)字電子技術(shù)課程及集成電路專業(yè)領(lǐng)域人才培養(yǎng)為例，提出了培養(yǎng)需求分析-培養(yǎng)目標匹配-課程大綱反思與構(gòu)建-授課內(nèi)容優(yōu)化-效果檢驗的方法，為高職電子信息專業(yè)課程優(yōu)化與人才培養(yǎng)提供有價值的參考。