新工科背景下OBE模式在課程教學(xué)中的探索與研究

Abstract：Thisresearch is grounded inthecorecourseofCommunicationandElectronic Information Engineering—Principlesof Communication.Centering on theOBEteaching model，itconducts profoundreformsonthecurriculum structure from training objectives，teaching methods，andteachingevaluation.Inresponse toteachingobjectives，thecuriculumsystem should bereconstructedtoensure thatthecurriculumobjectivesarecloselycombinedwith professionaldevelopmentandare more inline with industrydevelopmentand enterprise needs.Atthe same time，modernteaching methods should be introduced suchas the blendedonlineandofline teaching model，mind mapping，andtheanalogy methodofrelated knowledge points.Ideologicalandpoliticaleducationalsoshouldbeaddedintothecuriculum，imingtoenhancestudents’practicalabilitiesand innovativethinking.Statisticallycomparingtheteachingqualityevaluationdataof MyCos，theresultsshowthat students’satisfactionhave been significantly improved.The research results provthat the application of theOBE model in thePrinciplesofCommunicationunder thebackgroundofnewengineering providesafeasibledirectionandparadigmforimproving teaching quality.

Key words ： new engineering;OBE teaching reform; Principles of Communication

伴隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈?！靶鹿た啤敝荚谂囵B(yǎng)具有創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的工程技術(shù)人才，應(yīng)對(duì)未來(lái)技術(shù)變革和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。而OBE（Outcomes-BasedEduca-tion）教育理念作為權(quán)威的國(guó)際工程教育模式，以學(xué)習(xí)產(chǎn)出為導(dǎo)向，強(qiáng)調(diào)持續(xù)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，探索培養(yǎng)工程人才的新模式。[1]

面對(duì)新工科教育變革的時(shí)代需求，高校工科專業(yè)課程亟需引入OBE理念，優(yōu)化課程體系和教學(xué)模式。“通信原理”作為信息類專業(yè)的核心課程，在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面肩負(fù)重任。然而目前該課程仍存在教學(xué)內(nèi)容難度大、教學(xué)方法單一、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱等問(wèn)題，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和工程能力難以得到有效提升。[2]

為探索“通信原理”課程教學(xué)改革的新路徑，本文基于OBE理念，從課程教學(xué)現(xiàn)狀人手，分析如何優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新教學(xué)方法，并通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，探索OBE模式在提升學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力方面的應(yīng)用效果。

一、課程特色與存在問(wèn)題

“通信原理”是電子信息工程、通信工程等相關(guān)專業(yè)必修的課程，也是一門重要的主干專業(yè)基礎(chǔ)理論課程和研究生人學(xué)考試課程，是在電路原理、模擬電路線路、高頻電子線路、數(shù)字電路、信號(hào)與系統(tǒng)等課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究通信系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律以及如何借助數(shù)學(xué)模型和工具描述通信中的概念、原理、關(guān)系、方法。目前，該課程的教學(xué)目標(biāo)如表1所示。該課程特點(diǎn)明顯，理論學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐結(jié)合緊密，一方面本課程涉及的學(xué)科門類非常多，要分別從系統(tǒng)角度、信號(hào)角度和隨機(jī)性角度學(xué)習(xí)，概念抽象、公式多、理論性極強(qiáng)；同時(shí)，當(dāng)今科技發(fā)展迅猛，工程應(yīng)用日益豐富，更要考慮工程實(shí)踐的成本和復(fù)雜度。

目前，該課程的課時(shí)量從80學(xué)時(shí)縮減到64學(xué)時(shí)，同時(shí)學(xué)生先導(dǎo)課程基礎(chǔ)薄弱，雙重因素導(dǎo)致課程教學(xué)難度加大，學(xué)生掌握情況較差，特別是培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力上面臨極大挑戰(zhàn)。在理論學(xué)習(xí)過(guò)程中，存在大量復(fù)雜難懂的數(shù)學(xué)公式和嚴(yán)密繁多的推導(dǎo)過(guò)程，高度依賴學(xué)生在之前學(xué)習(xí)的高等數(shù)學(xué)、概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)、信號(hào)與系統(tǒng)等專業(yè)基礎(chǔ)課中對(duì)應(yīng)內(nèi)容的識(shí)記、掌握及應(yīng)用情況。3]而通信技術(shù)作為當(dāng)前信息時(shí)代的重要推動(dòng)力量，工程技術(shù)應(yīng)用發(fā)展極為迅速，涌現(xiàn)了豐富而新穎的工程實(shí)踐內(nèi)容，是課程的“源頭活水”，比如5G、Wi-Fi6、NB-loT、Stralink為代表的全球地軌衛(wèi)星星座系統(tǒng)等。［4]

二、OBE理念下課程教學(xué)設(shè)計(jì)的具體實(shí)施

本課程在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，始終貫徹OBE理念，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，圍繞學(xué)生應(yīng)達(dá)到的課程目標(biāo)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的組織、實(shí)施以及考核評(píng)價(jià)。構(gòu)建“通信原理”線上、線下課堂和實(shí)踐教學(xué)融于一體的教學(xué)模式。5］課堂教學(xué)采用雨課堂教學(xué)平臺(tái)，將各個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系繪制成整體架構(gòu)圖，在第一節(jié)呈現(xiàn)給學(xué)生，并開(kāi)展以學(xué)生為本的“課堂教學(xué) + 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)”混合模式教學(xué)。

（一）OBE理念的線上課程資源庫(kù)建設(shè)

為培養(yǎng)專業(yè)知識(shí)扎實(shí)的高素質(zhì)新工科應(yīng)用型技術(shù)人才，本課程采用多種形式的線上教學(xué)活動(dòng)。線上教學(xué)主要應(yīng)用內(nèi)蒙古科技大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，以課前預(yù)習(xí)和課后延學(xué)為主要內(nèi)容，以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力為目標(biāo)。將本課程相關(guān)的教學(xué)大綱、課件、微視頻、章節(jié)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)以及像慕課這類優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源進(jìn)行整合，建立完整的線上課程資源庫(kù)。按照“學(xué)基礎(chǔ)一探新知一解疑惑—?jiǎng)?chuàng)情境一練實(shí)操一夯基礎(chǔ)一拓本領(lǐng)”的邏輯鏈條展開(kāi)。采用教師指導(dǎo)、學(xué)生主動(dòng)參與為主要教學(xué)方法，讓學(xué)生隨時(shí)隨地開(kāi)展學(xué)習(xí)，這是學(xué)生將知識(shí)轉(zhuǎn)化為能力、理論應(yīng)用于實(shí)際的重要渠道。

1.課程概況

在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺(tái)中，及時(shí)發(fā)布“通信原理”的教學(xué)大綱、授課PPT、講義和教案等資料，讓學(xué)生能夠提前了解課程目標(biāo)、章節(jié)結(jié)構(gòu)，從而在學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中有的放矢，明白哪些知識(shí)點(diǎn)只需要進(jìn)行基本概念的理解，哪些知識(shí)點(diǎn)要求能夠深度挖掘、靈活應(yīng)用，從而培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。

2.課前預(yù)習(xí)

將各個(gè)章節(jié)即將用到的先導(dǎo)知識(shí)，特別是將信號(hào)與系統(tǒng)相關(guān)的公式定理等學(xué)習(xí)資料發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)。

采用提出問(wèn)題的形式給出各個(gè)章節(jié)的知識(shí)要

點(diǎn)，并要求學(xué)生查閱資料學(xué)習(xí)新內(nèi)容，促使學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)知識(shí)，從而激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、總結(jié)問(wèn)題的能力。

3.視頻資料

本課程還在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的資源庫(kù)中設(shè)置微視頻模塊，將自己錄制的微課視頻發(fā)布到該模塊，從而幫助學(xué)生快速掌握各知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系以及邏輯脈絡(luò)。

4.測(cè)驗(yàn)討論

本課程在雨課堂平臺(tái)對(duì)每一章節(jié)設(shè)置了選擇題、填空題以及討論題等題目，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)本章知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。線上教學(xué)強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、歸納總結(jié)能力，讓學(xué)生帶著問(wèn)題學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，明確老師的教學(xué)思路，強(qiáng)化學(xué)生的問(wèn)題印象，增強(qiáng)學(xué)生的理解能力，凝聚學(xué)生的關(guān)注度，從而實(shí)現(xiàn)OBE教育理念強(qiáng)調(diào)的能力本位。

（二）OBE理念的課堂教學(xué)具體實(shí)施

在新工科背景下，基于OBE理念的教學(xué)模式進(jìn)一步被重視和推廣，特別是在“通信原理”等核心課程的教學(xué)中，這一模式被視為激發(fā)學(xué)生潛能、改革課程體系的有效途徑。為全面提升教學(xué)質(zhì)量，本研究以“通信原理”課程為例，采取一系列教學(xué)改革措施，將OBE模式實(shí)實(shí)在在地整合到課程教學(xué)過(guò)程。教學(xué)過(guò)程被策略性地分為理論講授、實(shí)踐活動(dòng)和課堂互動(dòng)三個(gè)部分進(jìn)行同步推進(jìn)。嵌入理論教學(xué)中的實(shí)踐和互動(dòng)環(huán)節(jié)，顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并有助于學(xué)生在實(shí)時(shí)的反饋中掌握并鞏固知識(shí)點(diǎn)。

在具體實(shí)施上，首先針對(duì)課程難度大、知識(shí)點(diǎn)繁多的問(wèn)題，在課堂教學(xué)方法中采用學(xué)生易于接受的思維導(dǎo)圖來(lái)歸納各章知識(shí)點(diǎn)，形成枝繁葉茂的知識(shí)樹(shù)；采用關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)類比法，靈活運(yùn)用概念性類比、過(guò)程性類比、橫向和縱向類比等將知識(shí)點(diǎn)概況提煉，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

1.梳理知識(shí)點(diǎn)，將知識(shí)樹(shù)狀圖引入課堂教學(xué)

教師在課堂教學(xué)中，將各個(gè)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)形成樹(shù)狀圖，一方面能將學(xué)生的主要精力集中在關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)上，并使其思維清晰化，另一方面為解決課時(shí)不足的問(wèn)題，利用雨課堂教學(xué)平臺(tái)引入微課，將知識(shí)樹(shù)狀圖中的重要知識(shí)點(diǎn)制作成微課，讓學(xué)生利用課余時(shí)間觀看和學(xué)習(xí)。例如，在第一節(jié)課介紹緒論中，將圖1所示的通信原理總綱形成的知識(shí)樹(shù)呈現(xiàn)給學(xué)生，并對(duì)各個(gè)章節(jié)知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，讓學(xué)生把握總體概況且有個(gè)心理預(yù)期，將學(xué)生的思維帶入教學(xué)軌道，以便師生共同思考和解讀課堂教學(xué)

內(nèi)容，詳見(jiàn)圖1。

2.引人關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)類比法

針對(duì)本課程特點(diǎn)，基于OBE教育理念，采用關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)類比法教學(xué)。在課堂講授過(guò)程中，將特性相似的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行類比，提取其中相同的特點(diǎn)，相同知識(shí)點(diǎn)越多，則這兩個(gè)概念之間存在的聯(lián)系越緊密。通過(guò)知識(shí)樹(shù)架構(gòu)的類比，舊的知識(shí)點(diǎn)能夠帶出新的知識(shí)點(diǎn)，這種由此及彼、推舊出新的方式，學(xué)生易學(xué)易記的特點(diǎn)，可以提高學(xué)生概括、歸納的能力，拓展學(xué)生的思維。

針對(duì)理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)問(wèn)題，采用案例教學(xué)法，引入仿真實(shí)驗(yàn)，通過(guò)Matlab、Simulink等仿真軟件，讓學(xué)生直觀地觀察調(diào)制解調(diào)過(guò)程中信號(hào)波形的變化，加深對(duì)通信系統(tǒng)工作原理的理解。通過(guò)實(shí)際案例報(bào)告的方式進(jìn)行評(píng)價(jià)，預(yù)期成果是讓學(xué)生能夠更好地將理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際工程問(wèn)題當(dāng)中。

在新工科背景下，課堂教學(xué)必須實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)的以教師講授為主型向OBE教育理念以學(xué)生為中心型轉(zhuǎn)變，本課程還同時(shí)進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂。

在翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式中，教學(xué)過(guò)程被策略性地分為理論講授、實(shí)踐活動(dòng)和課堂互動(dòng)三個(gè)部分同步推進(jìn)。教師利用雨課堂發(fā)投稿、彈幕等形式，讓學(xué)生在課堂教學(xué)中進(jìn)行深度參與，力求學(xué)生在翻轉(zhuǎn)課堂的過(guò)程中理解和掌握各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的來(lái)龍去脈，弄清各知識(shí)分支的關(guān)聯(lián)性，掌握各章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)；并通過(guò)各種主、客觀形式的隨堂測(cè)試檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)各章節(jié)知識(shí)內(nèi)容的掌握和應(yīng)用情況，隨時(shí)調(diào)整課堂教學(xué)的側(cè)重點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)。

（三）充分挖掘課程內(nèi)容中蘊(yùn)含的思政元素

挖掘課程思政教育元素使學(xué)生逐步成為一名能夠履行工程師責(zé)任和擔(dān)當(dāng)?shù)暮细裥聲r(shí)代建設(shè)者?？傮w思路：采用案例教學(xué)、逐步滲透、關(guān)聯(lián)教學(xué)等方法，把專業(yè)課知識(shí)與思政知識(shí)有機(jī)融合。

一是案例教學(xué)。如，在關(guān)于通信的基本概念講授過(guò)程中，引入通信技術(shù)發(fā)展歷程，展示我國(guó)在通信領(lǐng)域所取得的巨大成就;介紹信道特性知識(shí)過(guò)程中，引入光纖之父一華裔諾貝爾獎(jiǎng)獲得者科學(xué)家高錕從事光導(dǎo)纖維在通信領(lǐng)域的研究等。

二是逐步滲透。例如，在講調(diào)制技術(shù)、差分脈沖編碼調(diào)制等知識(shí)點(diǎn)時(shí)，使學(xué)生明確做任何事都不是一蹴而就，在自己所從事的領(lǐng)域中，要不斷追求技藝的進(jìn)步，日復(fù)一日，年復(fù)一年，始終專注一件事，達(dá)到精益求精地步。

三是關(guān)聯(lián)教學(xué)。對(duì)知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)的簡(jiǎn)明提示，在講課中講到多徑效應(yīng)、碼間串?dāng)_、模擬信號(hào)數(shù)字化（A/D轉(zhuǎn)化）時(shí)，進(jìn)行辯證法、理想和現(xiàn)實(shí)尋找平衡、量變引起質(zhì)變的關(guān)聯(lián)教學(xué)。

三、實(shí)施多元評(píng)價(jià)考核方式

本課程評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的制定緊跟教學(xué)內(nèi)容與方法的步伐，采用混合評(píng)價(jià)模式，既能確保形成性評(píng)價(jià)（如課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告）的連續(xù)性，也能保障終結(jié)性評(píng)價(jià)（如期末考試）的權(quán)威性。評(píng)價(jià)權(quán)重分配在實(shí)驗(yàn)20% ，章節(jié)小測(cè) 15% ，課堂互動(dòng)、作業(yè) 15% 及期末考試 50% 之間，確保學(xué)生全方位展現(xiàn)其學(xué)習(xí)成果。

當(dāng)課程實(shí)施進(jìn)入閉環(huán)反饋階段時(shí)，筆者收集了學(xué)生反饋、教師觀察以及成績(jī)分析的多維數(shù)據(jù)，這是基于OBE模式的課程教學(xué)設(shè)計(jì)的重要一環(huán)。在確定收集有效反饋后，對(duì)教學(xué)方法執(zhí)行持續(xù)改進(jìn)，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，更新評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)以反映最新的教學(xué)目標(biāo)。若反饋表示當(dāng)前方法有效，則保持教學(xué)狀態(tài)穩(wěn)定；否則，利用反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化，以追求更高效的教學(xué)成果。

為探索“通信原理”課程中OBE教學(xué)模式的實(shí)施效果，本研究采取定量與定性相結(jié)合的多元評(píng)價(jià)機(jī)制，首先分析近三年的麥克斯教學(xué)質(zhì)量評(píng)教數(shù)據(jù)，如表2所示?？梢钥闯鲈u(píng)分均在90分以上，且逐年上升，改革成效明顯；并且在課程結(jié)束后，安排關(guān)于本門課程教學(xué)的問(wèn)卷調(diào)查。通過(guò)分析學(xué)生反饋，驗(yàn)證OBE教學(xué)模式在提高學(xué)習(xí)效果方面的有效性。

綜上所述，OBE教學(xué)模式在“通信原理\"課程中的應(yīng)用提高了教育教學(xué)質(zhì)量，對(duì)學(xué)生的知識(shí)掌握、技能發(fā)展和態(tài)度塑造產(chǎn)生了積極的影響，不僅對(duì)本省或地區(qū)高等教育的改進(jìn)具有一定的貢獻(xiàn)，還可為類似課程改革提供參考和借鑒。

四、結(jié)語(yǔ)

面向新工科人才培養(yǎng)需求，將OBE理念引入“通信原理”課程教學(xué)改革是一次有益的嘗試。通過(guò)不斷實(shí)踐探索和完善，OBE教學(xué)模式必將在通信類專業(yè)人才培養(yǎng)中發(fā)揮更大作用。研究者建議，高校應(yīng)重視OBE教育理念，鼓勵(lì)更多課程積極開(kāi)展教學(xué)模式改革，促進(jìn)工程教育質(zhì)量的整體提升。同時(shí)，加強(qiáng)校企合作，引入行業(yè)專家參與教學(xué)和評(píng)估，使課程教學(xué)更加貼近通信行業(yè)的發(fā)展需求。未來(lái)，還可探索將OBE與信息化教學(xué)深度融合，充分利用在線開(kāi)放課程、虛擬仿真等新技術(shù)新手段，為學(xué)生提供個(gè)性化、多樣化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，培養(yǎng)適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的高素質(zhì)通信工程人才。

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（責(zé)任編輯 朱夢(mèng)琳）