基于OBE理念的天線與電波傳播課程的教學改革探索

范藝 張琴

摘要：針對天線與電波傳播課程中傳統教學模式出現的問題，引進成果導向教育（OBE）理念，對應用性很強的天線與電波傳播課程進行教學改革與實踐。首先提出預期的學習成果，以此為目標反向設計教學內容、方法，然后指導課程的教學實踐、改革實施，最后構建考核評估體系。實踐表明改革后實施了該教學模式的課程教學效果得到了明顯改善。

關鍵詞：成果導向教育;教學改革;教學實踐;天線與電波傳播

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）43-0111-03

一、引言

信息通信技術領域和物聯網的發展，都涉及無線通信系統的信息傳播，從而天線技術的發展在其中具有非常重要的地位[1]。天線與電波傳播課程作為介紹天線理論與技術以及電磁波傳播原理的課程，是通信工程本科專業的一門重要的專業課。通過對本門課程的學習，使學生能系統地掌握天線、電磁波的基本知識和原理，具備天線的分析與設計能力、掌握電波傳播在電子系統工程中應用的能力，從而滿足社會對通信行業天線領域的應用型人才需求。

但天線與電波傳播課程在傳統的教學模式上存在一些問題[2，3]，首先，傳統教學是以教學內容為基礎，注重理論專業知識的傳授，實驗實踐環節教學理念沒有與時俱進，主要是簡單的驗證性實驗或者Matlab軟件仿真[4]，注重創新能力培養的設計性與開放綜合性的天線實驗基本沒有開設，從而與應用脫節;其次，教學方式沒有及時更新，主要以教師、教材為中心;最后，教學評價以單一的方式評定學生的學習成果。在這樣的情況下，很難培養出滿足社會需求的高素質應用型人才。基于以上原因，我們從培養通信行業天線領域的應用型人才角度出發，引入成果導向教育理念，探索基于此理念下的天線和電波傳播課程的教學改革與實踐。

二、基于成果導向教育理念的課程改革思路

OBE成果導向教育理念又稱為基于學習成果的教育理念，是一種先進的教育教學理念，代表了工程專業教育改革的主流方向，重視學生能力的達成而不是知識的傳輸。在基于OBE以成果為本的教育系統中，教育者對學生的學習結果有清晰的構想，即學生在學習完后能夠干什么，并通過設計合適的教育結構來促進和保證學生達到這些教育目的[5]。貫徹成果導向教育實施要點，主要有以下幾個步驟：

（一）制定預期學習成果

OBE教育模式的核心理念是以學生學習成果為導向進行的教育，從而確定學生預期學習成果是OBE教育模式實施的首要步驟。教師以內容為劃分對象，將學習成果分為知識性成果、技能成果、價值成果等[6，7]。

（二）以學習成果為指導，反向設計教學課程內容、教學材料和教學方法

基于OBE的成果導向教育理念以成果為本，強調的是能力的獲得，遴選達到預期成果的授課內容，有針對性地優化課程內容，精心選擇理論教材和實驗教材，針對不同內容知識傳授可采用項目教學法、案例教學法、比較教學法等不同方法進行教學，強化研究型教學模式，鼓勵學生進行自我探索和自我開發[8]。

（三）跟進成果的評估認證

OBE成果導向教育理念的教學考核體系注重的是學習成果，而不是教學內容，考核評價體系以實現預期學習成果為目的設計出一種立體化產出考核體系，以跟進預期成果[9]。

三、課程改革實施

我校是首批廣東省普通本科轉型試點高校，通信工程專業是廣東省應用型人才培養示范專業，主要面向地方培養應用型高級專門人才。為響應學校培養高層次人才以服務地方社會的宗旨，對通信工程專業的專業教育平臺下的《天線與電波傳播》這門課程實行了基于成果導向教育理念的教學改革探索與實踐，以實現課程目標與專業目標的一致性。對該課程的成果導向教育的改革實踐，主要實施了如下的課程改革：

（一）設定課程學習成果

該教改項目的首要與關鍵之處就是預先設定課程的學習成果目標，我們從社會與用人單位對該專業的需求出發，結合學生的實際情況，制定了與天線與電波傳播課程的預期學習成果所對應的知識、技能、素養三個具體的預期學習成果目標，見表1。

（二）改革教學實踐活動

為取得該課程基于成果導向教育理念指導下的預期學習成果，實施如下的教學理論與實踐改革。

1.優化課程內容。天線與電波傳播課程理論知識的課堂學習教材主要采用《天線與電波傳播》（第二版）（宋錚，西安電子科技大學出版社，2011），輔助教材是《天線與電波傳播》（曹翔玉，電子工業出版社，2015），這些教材理論知識深厚，內容與時俱進，可以滿足當前對天線新技術的需求。實驗教材采用《HFSS天線設計》（李明洋，電子工業出版社，2011），主要讓學生掌握和能夠應用天線工程設計仿真軟件設計出滿足實際需求的天線。課程內容改革的重點在于：以預期學習成果精簡、界定課程知識內容，弱化數學推導，著重于常見的天線技術應用。通過對天線工程實用軟件的學習與使用，學生對抽象和深奧的各種天線原理與現象這些理論知識有了深刻的理解與掌握，提高了實踐動手能力，獲得初步的實際工作能力，最終提高了對課程學習的滿意度。

2.課堂教學改革。課程理論教學活動的改革實施表現在以下方面：首先教學之前先由教師向學生展示天線與電波傳播課程的預期學習成果目標、課程實施方案和考核評價結構;其次在課堂教學實施過程中采用以學生為中心的自主思考和學習為主的各種新型教學模式，可以采用問題導入式，案例式的啟發、引導等的教學方式，從而提高學生對知識的理解與掌握，例如在講授天線的電參數內容時，以實際生活中使用的手機天線為例，不斷地引導學生思考天線在實際工作中需要具有哪些性能，從而得到天線的方向圖、天線效率、增益和帶寬的基本參數;同時，采用任務驅動、翻轉課堂的教學方式開設研討課，事先劃定教學內容，學生分小組協作，查閱資料和預習，課堂上使用ppt呈現課堂交流學習材料，教師進行答疑解惑與歸納總結，提高學生參與度;最后為了擴展知識面，邀請企業專家或學者教授開設天線講座課，讓同學們了解現代天線發展的前沿領域，激發學生學習興趣，增進對行業的了解。

3.實驗實踐教學改革。天線與電波傳播課程的實踐訓練非常重要，學生不僅要學會應用矢量網絡分析儀、無線電綜合測試儀和頻譜分析儀等進行天線工程測量的基本原理方法，還要引入天線工程仿真分析軟件，學習天線設計。在這個方面，此次改革實驗教學中引入射頻微波工程仿真軟件HFSS，一方面從工程軟件的仿真設計結果可以驗證理論知識，另一方面開設綜合性的設計實驗，在學生進行天線設計的自主實驗過程中，鼓勵學生組隊通過各種方式自行查閱文獻，再通過整理出來的文獻設計實驗方案。通過這種方法，不但能讓學生學習到新的理論知識，而且可以增強學生的團隊合作與實踐動手能力，同時開闊了學生視野，讓學生做到活學活用。對于一些在天線工程領域特別感興趣的同學，可以讓他們在學習了本門課程的基礎上，積極參加大學生創新創業大賽和電子設計大賽，參與教師的科研項目，在導師指導下申請專利和發表科研論文，將所學到的知識和自身能力用于更高層次的學習上，促進自己將來在職業上的發展。

（三）考核評價體系

由于預期學習成果是完成學習后學生應該具備的知識、技能和素養，為了客觀地評定學生取得的成果，與課程設置的預期學習成果的目標相對應，制定了天線與電波傳播課程的考核評價結構，用過程式考核、知識考核、技能考核及素質考核等方式加以替代[10]。以評估學生的個人成就與總體表現，有助于學生改進學習成效。

我們從學生自身的水平和興趣程度出發，將課程的考核內容分為必選內容和可選內容兩部分，考核評價結構主要分為評價策略、評價項目和評分量值三部分。具體見表2。

（四）教學改革效果

通過在通信工程專業本科班實施OBE成果導向教育理念下的天線與電波傳播課程的教學改革與實踐，學生們對該門課程的學習積極性和認可度有所提高，總體評價該門課程定位清晰，學習成果目標明確，教學方式生動靈活，考核評價結構合理，從而收到了良好的教學效果。

四、結論

成果導向教育理念以學生為中心、突出產出導向和強調教學評估與改進體系，其教育模式對提高教育教學質量有重大的指導作用。

天線與電波傳播是通信工程行業中一門重要的專業課程，也是一門實踐性非常強的課程，與工程行業領域密切相關。本文探討了該門課程基于OBE理念的應用與實踐，以制定的課程預期的學習成果為目標，建立與實施了理論教學內容和實驗教學內容的改革措施，最后到跟進成果的考核評估認證。通過在該課程實施了基于成果導向教育理念的教學改革的探索與實踐，很大程度激發了學生的學習興趣與潛能，提高了該課程的教育教學質量。

參考文獻：

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