鄧忠惠
(賀州學院 人工智能學院,廣西 賀州 542899)
1981年,斯帕蒂(Spady)提出Outcome-Based Education教育理念,簡稱OBE。OBE是基于成果的一種教育,是以學生為中心,關注學生知識的增長、專業技能的掌握以及獲得成果的過程[1-7]。OBE以學生最后到達的學習效果為起點進行課程體系的反向設計,進而開展教學活動,要求教師結合現實需求明確學生預期學習結果,注重學生學習的成效。圍繞OBE教育理念設計的培養方案具有個性化特征,其目的是努力創造可以給與每一位學生平等成功的機會,以期讓每一位學生都能在學習過程中自我實現[8]。
而對于“高頻電子技術”課程而言,是一門同時具備實踐性和工程性的課程。其涉及的理論較多且抽象、相關公式的推導過程復雜且計算量大、電路的分析方法繁多卻又非常近似。如何關注學生學習的成效并且有效提升“高頻電子技術”課程的教學質量以培養適應社會發展的應用型人才是一個值得思索的問題。OBE以成果為導向,在教學過程中以學生為中心,非常適合“高頻電子技術”兼備實踐性與工程性特點的教學。在具體實施的教學過程中多與產品設計開發相結合,從課程到產品的過程,可以充分檢驗學生對“高頻電子技術”相關知識的掌握程度及“課程到產品”的應用能力。
鑒于此,以賀州學院人工智能學院開設的“高頻電子技術”為例,探究基于OBE教學模式在通信課程中的具體應用。
近年來,隨著信息技術的發展,“高頻電子技術”所涉及的內容更新較快,但教材的更新比較慢,遠遠跟不上時代的步伐;教學模式和教學安排不是非常理想。在教學中,實際的現狀如下[9-10]:一是,在教學內容上,與時代發展不同步;二是,在教學模式上,比較單調,以傳統的PPT教學為主;三是,在教學時間安排上,有些實踐環節難以開展;四是,電路教學往往不結合現實需求,缺乏通信系統的整體布局。
課程教學內容的設置是提高“高頻電子技術”教學效果的關鍵。結合賀州學院應用型大學的背景,以企業需求和行業發展為參考,將教學內容鎖定以下幾個方面。
第一,關注通信系統的組成,主要是高頻信號的產生、發射、接收和處理的有關方法和電路。
第二,關注各種電路的使用,具體包括選頻電路與濾波電路,高頻小信號放大器,高頻功率放大器電路,數字調制與解調,調幅及解調電路,調角及解調電路,反饋控制電路與頻率合成電路。
第三,解決相關技術問題,包括無線電廣播、電視和通信中發射與接收電路等技術。構建課程體系時,以學生為中心,圍繞“成果導向”原則,深究理論內容,重構課程教學內容,將學生后期所需掌握實現“功能”的這個目標,課程關注“功能”這一主線,課程內容設計上突出電路“功能”的特征,以通信思維特點重點注重電路特點、工作狀態、分析方法等,這些方面恰恰學生在通信電路中所需必備的。
以功能電路“高頻功率放大器”為例,在實際運用中需要發射機將信號輻射出去并且傳播的距離要足夠遠。思考該如何達到這個目標呢,則需足夠大的輸出功率。從學生的角度,如何將“功能電路”與“實際應用”相互銜接?具體的課程內容安排見圖1。教學內容從淺到深,從“認知與基礎”出發,螺旋上升到“系統與創新”層次。學生根據學過的知識,不斷進步,最終能夠獨立完成“簡易模擬對講機的制作與調試”,主要包括方案設計、指標分析、主要性能指標測試、產品質量評價與交付、技術報告撰寫等方面的實施,每一部分任務都達到預期的最終效果。

圖1 基于OBE背景的教學內容探究
課程以“調研了解產品開發需求→明確產品功能→給出具體的設計方法和方案→電路模塊設計→模塊功能仿真→產品制作及裝配→產品調試及仿真→給出設計產品的性能優缺點”為主線形成課程教學模塊[11]。每一個模塊都根據圖2來完善課程設計,重點圍繞OBE理念所要達到的“教學目標”“成果導向”的效果評估,新穎適宜“教學活動”的開展等方面進行課程設計,突出成果導向、持續改進的特點。

圖2 基于OBE背景下的課程設計
《高頻電子技術》概念抽象、理論層次深,根據布魯姆認知目標,結合OBE教育理念,以學生最后到達的學習效果為起點進行課程體系的反向設計、從低往高層推進課程教學設計進程。在比較低的層次“記憶與理解”中,要求學生通過學習,能夠回憶各種電路的基本概念,并對電路進行解釋。在“應用與分析”層次,希望學生在實踐課中敢于動手實踐,理解高頻信號的產生、發射、接受、處理的有關方法。在高層次“評估與創新”階段,希望學生能夠評估各種電路與通信的關系,在電子設計中涉及有關高頻電子技術的環節可以做出正確的判斷,并爭取參加電子設計競賽。具體課程教學設計工作的指導原則見圖3。

圖3 課程教學設計工作的指導原則
本課程以學生真正掌握高頻電子產品設計為教學成果目標,建立一個OBE模式的課程評價標準,建構課程考核方式,從記憶、理解、應用、分析、評估和創新等方面,多個維度進行系統化的全面評價,注重各個環節中學生知識、能力、素質等方面成果培養目標,學生從每個學習任務獲得課程的成績。
課程考核方式在評價指標體系的評價維度設計上重點考慮學生的培養成效,學生獲得專業知識和獲取知識的能力。在課程考核的具體實施方案上,設置了過程考核和期末考核兩種方式。分解而言,過程考核注重學生專業技能與知識的掌握程度,主要由課堂的平時表現和實踐兩部分組合而成。過程考核成績=出勤+課堂筆記+課堂回答問題+作業完成情況。期末考核考試題型包含四大題型,涉及概念、設計、計算等課程內容方面,主要包括填空題、選擇題(單選、多選)、問答題、計算題等。
“高頻電子技術”是賀州學院電子信息工程和通信工程專業重要的專業基礎課,以OBE的教育理念,以學生為中心,圍繞“成果導向”原則,從“認知與基礎”到“系統與創新”安排教學內容;以學生最后到達的學習效果為起點進行課程體系的反向設計,確實做到“以學生的學習成效”為目的,達到學生真正的擁有知識、能力和素質的預期成果。這是一種成果導向的教學方法和模式,適合地方應用型大學。