基于工程教育專業(yè)認證的通信電子線路“金課”建設研究

諸一琦 諸燕平 薛 波 錢志文

(1.江蘇理工學院電氣信息工程學院 江蘇常州 213001； 2.常州大學微電子與控制工程學院 江蘇常州 213164)

0 引言

通信電子線路是電子信息工程、通信工程等專業(yè)的專業(yè)基礎必修課，集理論性、工程性和實踐性于一體。課程內容較枯燥、概念難理解、電路較復雜、數學公式推導繁瑣，因此教學效果不盡如人意。目前，江蘇理工學院電子信息工程、通信工程專業(yè)均已首次通過工程教育專業(yè)認證，后續(xù)將繼續(xù)接受認證評估，有必要進一步完善基于工程教育專業(yè)認證的通信電子線路課程“金課”建設?；诔晒麑蚪逃砟睿袑嵽D變教育觀念，進行教學內容、教學方法和教學評價的改革，建立質量保障閉環(huán)以實現持續(xù)改進，形成以“學生為主體、教師為主導”的教學氛圍，促進知識、能力、素質的有機融合，加強師生同頻共振，共同努力提升教育教學質量，打造“金課”,淘汰“水課”，實現“金課”建設目標。

1 “金課”的內涵與建設意義

2018年8月，教育部印發(fā)了《關于狠抓新時代全國高等學校本科教育工作會議精神落實的通知》，將“金課”的基本內涵概括為“兩性一度，即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度”[1]，要求高等學校采取切實可行的措施，努力培養(yǎng)學生的綜合能力和高級思維；實現課程內容、教學形式的創(chuàng)新性；并通過合理增加課程難度以提升學業(yè)挑戰(zhàn)度，最終實現打造“金課”、淘汰“水課”的目的。

課程既是人才培養(yǎng)的載體，也是人才培養(yǎng)的主渠道，學生最直接、最核心、最顯效的的教育獲得來自課程。在高等教育從規(guī)模擴張向內涵發(fā)展轉變之際，課程建設必須進行升華和改革。教育部提出的“金課”建設就是在高等學校進行的“質量革命”，其以課程為抓手，從微觀處進行改革，實現本科教育的轉型發(fā)展[2]，推動中國高等教育的內涵式發(fā)展，實現變軌超車。

2 工程教育專業(yè)認證

工程教育專業(yè)認證的內涵是“以成果為導向，以學生為中心，持續(xù)改進”，核心理念是成果導向教育(Outcome based education，簡稱OBE)理念，聚焦于學生真正學到了什么以及畢業(yè)生實際掌握的技能。教學體系遵循反向設計[3]原則，即從職業(yè)需求開始，到培養(yǎng)目標、畢業(yè)要求、課程體系、課程目標，再到教學內容，由前者依次決定后者。成果導向是指教學活動要保證學生能取得特定的效果，以達到畢業(yè)要求、實現培養(yǎng)目標。學生中心是指要關注全體學生的學習效果，因材施教，把畢業(yè)要求達成、培養(yǎng)目標實現作為教學活動的出發(fā)點和歸宿點。持續(xù)改進是指要建立質量保障閉環(huán)，形成持續(xù)改進機制。工程教育專業(yè)認證對工科專業(yè)學生提出了12項畢業(yè)要求，其中工程知識、問題分析、設計/開發(fā)解決方案等5項屬于技術類畢業(yè)要求，此外還包括了職業(yè)規(guī)范、個人和團隊、終身學習等7項對工科學生未來職業(yè)發(fā)展至關重要的非技術類畢業(yè)要求。

3 教育教學現狀

3.1 高等教育現狀

目前，我國高等教育已經實現了從精英教育向大眾化教育的轉變。隨著高等教育規(guī)模的擴張，一方面，高校數量的增加使各高校間的課程質量存在差異，部分教師教育教學觀念落后、教書育人責任心不強、教學基本功較差、專業(yè)理論與實踐素養(yǎng)不高，再加上重教書輕育人、重智育輕德育、重科研輕教學等因素，導致教師在教學上精力投入不足，對教學規(guī)律研究不夠，不能有效實現教書育人的目標。另一方面,招生規(guī)模的擴張使生源質量參差不齊，部分學生進入高校后學習動力不足，目標不明確、態(tài)度不端正、方法不科學，上課遲到甚至曠課，造成了高等教育資源的浪費。

3.2 通信電子線路課程教學現狀

1) 素質培養(yǎng)有待加強。傳統(tǒng)的通信電子線路課程教學，要求學生初步建立分布參數和無線通信的理論知識，具有電路分析與應用、方案理解與實現、初步設計等專業(yè)能力。教學過程更多強調知識目標和能力目標，而輕視素質目標，不能使學生在獲取知識、培養(yǎng)能力的同時得到素質的提升，影響了學生綜合能力的培養(yǎng)和高級思維的養(yǎng)成。

2) 課程內容有待整合。隨著科學技術的發(fā)展，學生獲得知識信息的渠道更加多元化，所以一些陳述性和事實性知識，已經無需占用更多的課堂時間；同時科學技術的進步和時代的發(fā)展，對課程內容提出了新的要求，有必要不斷更新教學內容，使教學內容更具前沿性和時代性。另外工程教育專業(yè)認證對工科學生提出的畢業(yè)要求，也要求對教學內容進行整合。

3) 教學手段有待更新。目前課堂教學的主要形式是教師講學生聽，學生沒有主動參與教學，只是被動地接受知識，因此對知識的理解不透徹，對問題的思考不深入。在這種情況下師生間的互動即使有但層次淺顯、效果不佳。教學手段倚重常規(guī)的多媒體教學，沒有充分運用現代信息技術，未能體現教學手段的先進性。

4) 評價方式有待完善。傳統(tǒng)的評價方式是以期末考試為主，學生不重視平時學習，只是在期末考試前突擊復習，忽略了學習過程中的思考、綜合和積累，對知識掌握不牢固，考完就忘；沒有充分發(fā)揮階段性評價、反饋等重要環(huán)節(jié)的作用，不能及時了解和掌握學生的學習狀態(tài)，不利于教學的持續(xù)改進、把問題解決在當下。

4 通信電子線路“金課”建設實踐探索

結合工程教育專業(yè)認證，基于OBE核心理念，轉變教育觀念，進行教學內容、教學方法和教學評價的改革，為課堂教學擠“水”添“金”。

4.1 教育觀念的更新

工程教育專業(yè)認證的內涵之一是以學生為中心，關注的是學生的學習成果(或效果)。教師應明確課程目標，以及通過課程學習學生應該取得的學習成果、如何幫助和保障學生取得這些學習成果。同時應確立學生在學習過程中的主體地位，而教師只是學生學習的協助者。因此在教學過程中，教師要切實轉變教育觀念，以學生為中心，基于學生個體已有的認知和經驗，因材施教。實現由教什么、怎樣教和教得怎么樣向學什么、怎樣學和學得怎么樣的轉變，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，幫助學生達成畢業(yè)要求、實現培養(yǎng)目標，使每個學生都能取得理想的學習成果。教師既要傳授知識，也要重視學生素質的培養(yǎng)，幫助學生樹立正確的“三觀”，提高學習能力，做到“樂學、會學、學會”。

4.2 教學內容的革新

基于OBE理念確定教學內容，以確保課程的創(chuàng)新性；適度提升教學內容的難度，以確保課程的挑戰(zhàn)度；將課程思政融入學科知識，使學生得到知識、能力、素質的綜合訓練，以確保課程的高階性。

4.2.1 確定教學內容的指導思想

要實現教學內容由教什么向學什么的轉變，就要基于OBE理念，對教學內容進行改革。OBE理念下教學內容由職業(yè)需求決定，包括國家、社會、行業(yè)、用人單位等外部需求和學校、學生、教師等內部需求。根據職業(yè)需求選定教學內容，可以確保教學內容的前沿性和時代性，以實現課程的創(chuàng)新性。另外，教學內容應具有一定的難度，在保證學生掌握基礎理論和基本技能的基礎上，增加一定比例具有挑戰(zhàn)度的教學內容，促使教師和學生共同投入更多的精力于教學活動之中，達到增“負”提“效”的目的。

“金課”建設的高階性要求將知識、能力、素質有機融合，培養(yǎng)學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維。在強調對學生進行知識、能力培養(yǎng)的同時，也要加強對學生素質的培養(yǎng)。因此，“金課”建設要堅持學科知識和思政教育的同向同行，充分挖掘課程的思政元素，將其自然、巧妙地融入專業(yè)內容中，在課堂教學主渠道中[4]充分發(fā)揮教書育人功能，使學生在獲得專業(yè)知識的同時，道德素養(yǎng)、人文素養(yǎng)和社會價值觀得到熏陶和提升，樹立正確的“三觀”。

4.2.2 教學內容的優(yōu)化

通信電子線路課程結合課程思政和工程認證的新形勢，根據行業(yè)對人才的要求，確定課程核心能力，進一步明確教學目標，如表1所示。

表1 教學目標設計

在明確課程知識目標、能力目標和素質目標的基礎上，對教學內容進行了整合優(yōu)化。

通信電子線路課程的教學內容主要是：高頻小信號諧振放大器、高頻功率放大器、LC正弦波振蕩器、振幅調制與解調器、混頻器、角度調制與解調器、反饋控制電路等各種常用單元電路的基本概念、工作原理和分析方法，以及這些電路的設計要求和最新應用。在教學過程中，以調幅廣播系統(tǒng)為主線，將高頻小信號諧振放大器、高頻功率放大器、LC正弦波振蕩器、振幅調制與解調器、混頻器等常用單元電路串接起來，幫助學生建立系統(tǒng)的思想，并能利用所學知識對系統(tǒng)進行綜合分析。學習頻率調制與解調器后，要求學生根據調幅廣播系統(tǒng)的設計方法，自行設計調頻廣播系統(tǒng)，以鍛煉學生獨立設計系統(tǒng)的能力，提高了課程的挑戰(zhàn)度。

將思政元素與專業(yè)知識有機融合，進行教學內容重構。在專業(yè)教學內容中植入課程思政內容，使學生珍惜學習機會，主動學習，奮發(fā)圖強；個人才能只有和團隊精神共同作用才能取得理想的效果；在分析和解決問題時要結合實際需求，抓住主要矛盾，用辯證的方法，多角度、全方位思考和分析問題，找到解決問題最合適的方法；要具有創(chuàng)新思維，在學習、工作中能夠勤于思考、勇于探索。課程思政教學設計示例如表2所示。

表2 課程思政教學設計示例

4.3 教學方法的改革

教學內容與職業(yè)需求以及思政元素的融合，使課程具有了創(chuàng)新性和高階性的特點，加上難度提升增加的挑戰(zhàn)度，學生必須花更多的時間去學懂弄通課程內容。為了提高學習效率，必須對傳統(tǒng)的教學方法進行改革。

4.3.1 模式創(chuàng)新，優(yōu)勢互補

將信息技術融入傳統(tǒng)教學，可以使教學內容的呈現形式豐富多樣，實現由文本確定型向信息多元型的轉變，將較為枯燥的學習內容案例化、直觀化、形象化、細微化，圖文并茂，易于互動。信息技術提供了多元化的技術平臺，為各種教學方法的實施提供了有力的技術支撐。教師可靈活運用講授法、設問法、圖示法、啟發(fā)互動法、演示法、對比法、回顧法、總結法以及翻轉課堂法和任務驅動法等，促進學生自主學習，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，實現從傳統(tǒng)“教”向“引”的轉變，避免“授之以魚”，實現“授之以漁”，使學生的主觀能動性得以充分發(fā)揮。

在通信電子線路課程教學中，合理選取線上和線下的教學內容，各有側重，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，有利于師生互動，進行“有溫度有情感”的教學，提升學習效率，提高學習效果。

課前，通過教學平臺發(fā)布預習課件，學生可以觀看微課視頻進行自學，然后完成預習課件中的練習題。教師在課前查看學生預習課件的答題情況，初步了解學生對本章知識點的掌握程度，合理調整教學方法，使之更適合學情。第五章LC正弦波振蕩器、第六章振幅調制與解調器預習課件的學生答題情況如圖1所示。通過分析發(fā)現，大部分學生未能掌握振幅調制信號的性質和包絡檢波器的不失真條件，在上課時需要進行有針對性的講解。

圖1 預習課件學生答題情況

課中，充分發(fā)揮教學平臺的作用。上課時學生掃碼進入教學平臺進行簽到，講解時可通過教學平臺隨機點名進行學生提問，知識點講解結束后利用教學平臺讓學生進行隨堂小測驗，由統(tǒng)計結果及時了解學生學習情況，進行有針對性的答疑解惑。此外，利用教學平臺的彈幕、投稿等功能，可以讓學生積極地參與課堂教學，提升課堂教學效率。

課后，圍繞課上所授知識點通過教學平臺發(fā)布綜合性練習題，學生需要在充分理解課上所授知識點的基礎上才能順利完成。這種方式既可以督促學生主動復習課上所授知識點，又可以使學生及時發(fā)現自己在學習過程中存在的問題。

4.3.2 精準施教，彰顯個性

利用教學平臺對學生在線學習時長、次數、測試成績及互動等情況進行統(tǒng)計分析，及時了解學生的學習情況以及對相關知識的掌握情況，利于教師有針對性地進行教學設計，及時調整教學方案，對學生開展個性化的精準施教，使每個學生都學有所獲。

教師充分利用各種教學平臺豐富的教學資源，為學生學習拓展渠道，使課堂教學得以外延。促使學生利用碎片化的時間實現泛在學習，即5A學習(Anyone，Anytime，Anywhere，Any Device，Anyway，5A)。信息技術為學生學習提供了便捷的條件，這要求學生具有較好的學習自覺性和學習能力，能夠主動學習；學生也可以根據自身特點，基于專業(yè)要求和個人興趣，自主選擇學習時間、內容和方法，統(tǒng)籌學習，實現個性化發(fā)展。

4.4 教學評價的改革

基于OBE理念的教學評價，是以產出為導向的評價，即以學生學得怎么樣來評價教師教得怎么樣，關注的重點在于學生的發(fā)展。通信電子線路課程的教學評價以畢業(yè)要求為基礎，根據課程目標定位，采用了形成性(或稱過程性)評價與總結性評價、定量評價與定性評價相結合的多元考核評價方式，檢查學生對各知識點的掌握程度，評價學生對課程目標的達成情況。

通信電子線路課程的形成性評價由平時作業(yè)成績(占總成績的30%)、單元測試成績(占總成績的10%)、期中測試成績(占總成績的10%)確定；總結性評價由期末考試成績(占總成績的50%)確定。

課程目標達成情況的定量評價由下列公式計算得出結果：

定性評價通過“課程學習學生自評滿意度調查問卷”得出結果，具體評價方法為：

根據課程目標達成情況的評價結果，發(fā)現教學內容、教學方法等方面存在的問題，提出切實可行的改進措施，并對實施效果進行跟蹤，實現課程教學的持續(xù)改進，形成質量保障閉環(huán)。

5 結束語

“金課”建設的目標，就是要實現課程的“兩性一度”，即高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，提高人才培養(yǎng)質量、實現學生更好發(fā)展[5]。因此，在通信電子線路課程的“金課”建設過程中，以提高教學質量為目標，建立了以學生為中心的教學理念。思政元素植入專業(yè)知識，培養(yǎng)了學生的綜合能力和高級思維。基于成果導向教育理念確定教學內容，使教學內容緊密結合職業(yè)(市場)需求、緊跟時代發(fā)展步伐，確保了課程內容的前沿性和時代性；而信息技術與傳統(tǒng)教學相結合的教學方式，使教學手段更加先進，師生互動更加便捷；泛在學習可培養(yǎng)學生的探究精神，利于學生個性化發(fā)展。適度提升教學內容的難度，可確保課程的挑戰(zhàn)度。采用形成性與總結性、定量與定性相結合的教學評價方式，評價學生對課程目標的達成情況，利用評價結果指導課程教學的持續(xù)改進，形成質量保障閉環(huán)。通過以上一系列措施，實現了通信電子線路課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，使學生得到知識、能力以及素養(yǎng)的綜合訓練，激發(fā)學生的學習主動性，強化學生的團隊協作意識，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，提高學生的工程實踐應用能力。