OBE與任務驅動融合在導論課程的研究與實踐

摘 要：結合OBE理念及任務驅動教學模式，以培養學生解決問題的能力為中心，提出根據各章節知識點特色制訂任務的任務驅動式教學模式，將課堂上離散的知識點貫穿到當前熱門話題中，讓學生在獲取知識的同時增強素質教育，同時使學生在任務驅動下自主獲取知識，從而有效解決傳統教學模式中“單純傳授知識、忽視能力素質培養”的問題。本研究遵循“1-2-3”模式，將1個導向、2種結合、3級能力應用在物聯網工程導論課程教學中使用。目前已建立任務庫，線上有配套視頻、題庫等資源。從學生在課堂的互動中可以看出學生自主學習的動力和意識有較明顯提升，對于問題的分析和解決能力也有提高。由上可知，本教學方式具有一定的應用價值，對學生領悟大學學習之道，掌握大學學習之法有很大的幫助。

關鍵詞：物聯網工程導論；OBE理念；任務驅動；“1-2-3”模式；任務庫；自主學習

中圖分類號：TP391.4 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2025）02-0-04

0 引 言

物聯網技術作為目前應用最廣泛的技術之一，以及我國信息交換和通信最主要的技術之一，對于促進我國經濟、技術的發展具有十分重要的意義。其兼具理論性與實踐性，涉及電子科學與技術、智能科學與技術、通信工程、計算機科學與技術、計算機網絡技術等眾多領域[1]。物聯網工程導論課程，旨在幫助物聯網工程專業大學新生了解專業性質，把握專業全貌，掌握專業學習方法，增強學習熱情。通過對物聯網工程導論課程的學習，學生要掌握物聯網的含義，理解物聯網的相關技術及應用現狀，了解物聯網發展面臨的技術難題，把握物聯網的技術調整方向，充分了解物聯網工程專業，為后續專業知識的學習及就業打好基礎[2]。然而，對于大學新生，他們憑借以往知識結構很難全面透徹理解本課程的知識內容。因此，結合OBE與任務驅動，本文提出根據各章節知識點制訂特色任務的教學模式。

1 要解決的重點問題

各個學校目前在專業建設初期，均開設了導論課程，便于大一新生在剛入學時能盡快熟悉本專業的課程體系及就業前景，使他們能從高中的學習生活平穩過渡到大學的學習生活。在實際教學中，還面臨很多問題，具體如下：

（1）學生基礎薄弱，思維方式局限性較大

物聯網工程導論課程面授對象是大學一年級學生，在此之前他們沒有進行過任何專業學習，經過調查發現，班級里個別學生有電路知識及C語言的基礎，但大部分學生仍是高中知識基礎。學生雖然保持著高中生的好奇心與求知欲，但學習大學課程有難度，尤其是學習一些抽象理論的時候更是如此。大部分學生存在“不知從哪入手”的情況，同時隨著身邊物聯網技術應用產品的增多，學生不曾思考其原理，更不理解其工作方式，這些都不利于學生破除思維的局限性，用新的思路及方法進行學習[3]。

（2）學生自主學習能力差，缺乏過程性考核

大一學生還處在應試教育模式中，缺乏自主學習的能力，對于網絡資源的使用缺乏技巧。個別學生雖然使用計算機較為熟練，但是在學習方面不會有效搜集資料，即使內心想要參加各種比賽，但面對計算機和網絡時不知道在哪里查找資源，更別提主動學習。另外，為了督促學生自主學習，考核機制過于注重結果，過程性考核缺失，忽略了學生學習的過程。不僅如此，對于導論類的課程，其主要應拓寬學生的專業視野，而不應該以單一的方式考查[4]。

（3）教學方式單一，目的性不強

目前物聯網工程導論課程教學方式單一，主要以傳統的方式教學，對于大一新生而言枯燥乏味，使學生不能抓住重點，因此，在教學方面應當進行引導，讓學生明白課堂知識的重點，而不是將全部課堂知識一網打盡。

2 融合OBE和項目驅動教學方法改革

在新工科模式下的教學，主要目標是提升學生的實踐能力[5]。本課程主要以任務驅動為主，同時采用OBE教學理念。本著以產為本、有效性、實施成果教學評價閉環模式原則，本課程提出“1-2-3”教學模式，即1個導向、2種結合、3級能力的模式。

（1）以產為本原則

堅持以產為本，是課程目標與企業崗位需求對接的重要依據。一門課程結束后，學生能否勝任崗位，主要取決于學生的技能、知識、素養的產出成果[3]。堅持“1個導向”，使學生課程結束后達到技能、知識、素養的產出成果標準，有利于新工科教育良性發展。

（2）有效性原則

在OBE理念下評價一種教學模式是否有成效，應該關注教師是否充分發揮了主導作用[6]。要確定好達成的目標，就必須確定任務細節以及完成任務的形式，同時還要確定任務的檢驗方案[7]，促進學生完成預期學習任務，重點關注學生的學習成果。在具體的任務設計與實施過程中遵循激發學生興趣、師生互動原則，讓每個學生都參與到教學活動中，進而對比任務目的與學生的教學表現，在教學過程中考核學生的任務完成度。

（3）成果、教學、評價閉環模式

OBE理念遵循反向設計原則，強調預期學習成果的確定、達成方式以及達成度的評價[8]。讓學生從中學到知識、提升能力是學習的本質，要讓學生學有所獲、學有所成是教學的目的，因此要有合理的考核方式才能形成閉環，檢驗學生的學習效果和能力。如圖1所示，注重教學過程的考核，讓每一個任務都強調學習成果，然后再制訂教學活動方案，并對學生的完成度進行評價，進而推動下次任務的實施。

（4）“1-2-3”教學模式

①1個導向，即以產出成果為導向。在新工科的大背景下培養應用型本科人才，需要在教學過程中注重以就業為結果的導向教學。OBE理念注重學生的結果輸出：每節課應根據人才培養大綱學習什么內容？為什么要篩選出課堂重點內容？使用什么教學方式可以讓學生更有效地學習？如何判斷學生是否已掌握教學內容？針對這些問題，以成果為導向，制訂符合OBE理念的任務。任務與OBE理念間的關系如圖2所示。

②2種結合，即線上資源輔助與線下教學結合、個人任務與團隊任務結合。為了能提高上課效率，教師利用多種教學工具，學生利用線上教學資源完成多個教學任務，課后作業及考核均采用線上模式，這樣既鍛煉了學生對于計算機的使用能力，同時從側面提升了學生的自主學習能力。教師在線下主要針對學生的疑問進行答疑，對重點內容進行重點講解，任務的驗收采用學生匯報的形式，讓學生能深刻理解課程的主要內容和需要掌握的重點內容。

③3級能力，即基本技能、團隊能力、應用能力。物聯網工程導論涉及的知識面廣，涵蓋物聯網工程專業的所有專業課程，教師在教學中不能講解太深，主要增加趣味性，讓學生能在歡樂的氣氛中了解本專業的知識。因此本次教學改革旨在將課程中的內容進行提煉，制訂合理的任務，以任務為導向，讓學生在完成任務的同時學到專業知識。學生在課堂中學習基本技能的同時，提升和別人交流、合作的能力，最終成功將知識應用在實際生活中。

3 任務驅動模式教學設計

（1）制訂以結果為導向的任務

物聯網專業旨在培養學生的德、智、體、美、勞全面發展[9]，能夠掌握物聯網嵌入式開發、物聯網系統集成與管理和物聯網應用開發等技術的基本原理和基本知識，并能在物聯網信息獲取、傳遞、處理及應用方面受到嚴格的科學實驗訓練，在物聯網架構、網絡協議、無線傳感器、物聯網應用等技術領域從事工程設計、測試、維護、管理和服務的高素質應用型人才。導論課程知識面廣，教師結合不同章節知識點，制訂任務，讓學生更多地參與到課堂中來，鍛煉其自主學習能力，提高其學習興趣，同時攝取思政元素，在理論教學的過程中注入德育教育。要精心打磨每一個任務，從“案例引入、任務內容、任務引導、任務要求、任務驗收”等環節入手，整體實現閉環，讓學生從每一個任務中明白自己的優勢和不足，并認真對待學生的反饋，使其下次會有更優秀的表現。以自動識別技術為例的任務驅動過程見表1。

（2）豐富教學方式

①利用多種途徑展示物聯網技術。目前物聯網技術飛速發展，很多技術已經走進千家萬戶，針對部分還未普及的高新技術，可以通過視頻、實地參觀等方式讓學生從視覺上體會物聯網技術的發展。

②讓學生親身感受物聯網技術。在通信技術知識講述過程中，可以讓學生講述自己換手機的經歷，體驗移動通信的變遷；在進行傳感器技術講述時，采用小組形式，讓學生仔細查看一些學生比賽或者畢業設計的作品，讓學生親身體會元器件如何采集溫度、濕度、光照強度等參數，并控制其他設備的過程。

③注重師生間的交流，建立平等的師生關系，讓學生不畏懼教師，敢于在課堂發問。關于這門課的疑惑或現實中遇到的難題，學生都可以提出來，教師及時給予回答。

④鼓勵學生參加比賽，通過課外比賽的方式，提升學生對專業知識的應用，進而提升學生對專業知識學習的興趣。

4 完善任務考核機制

過程性考核不僅能增進學生的積極性，更能讓學生在學習中找到學習的方法。在考核中，總成績=平時考核50%+期末考核50%。

（1）平時成績分為3個部分，考勤占比30%，課堂表現占比20%，任務完成情況占比50%。課堂表現體現在課堂上對于教學活動的達成度。任務完成度考核，主要對于學生完成的任務進行考核，團隊任務必須列清楚團隊成員的工作量，不能有渾水摸魚的現象，團隊的每個成員在課堂上需對自己的任務成果進行匯報與展示，其他組員可現場提出疑問，教師進行總結與考核。

（2）期末考核中基礎知識考核占比30%，綜合性考核占比70%（圖3）。理論基礎知識考核主要以機試開卷的形式進行，旨在讓學生多方面了解物聯網知識。考試主要以單選題、多選題和判斷題為主，分值為30分。題目采取題庫抽題的方式，以隨機抽題、智能組卷的形式組卷，并且一場考試可隨機組多套試卷，保證學生在答題過程中抽到不同題目的試卷，杜絕作弊。另外，為了符合大綱考核要求，在組卷抽題時按照知識點的分類抽取，以保證題目符合大綱要求。綜合性考核采用小論文方式。小論文的主題有3個，學生可以根據自身喜好進行選擇，按照具體的內容要求和格式要求完成，小論文分值為70分（為嚴格要求學生的寫作規范，其中格式占10分）。為了能讓學生充分將所學知識寫入論文中，應該提前布置小論文任務。

5 實施成效

課程面向大一新生，主要引導學生掌握學習方法，即授之以魚不如授之以漁。該課程幾乎每一章都會根據知識內容安排一個任務，例如在“第5章 現代通信技術”中，先引導學生了解智能電網的含義，然后讓學生說出其中用到的網絡技術，緊接著發布任務，課堂上讓學生圍繞這個任務講述理論知識，從而引導學生完成任務，最后明確任務提交的要求。

學生課下要按照任務要求完成任務資料的搜集，并制作PPT或者Word匯報。任務形式不做要求，可課下完成或課上完成，例如學生要在課堂上完成對各種傳感器的識別與參數查找。任何一種任務都需要學生有所收獲，并由教師總結，讓學生衡量自己的任務完成度，爭取在下次任務中完成得更好。通過這些措施的實施，學生在知識、能力、素質3個方面均有提升。

（1）知識方面。學生對物聯網知識掌握良好。學習通線上物聯網2302班考試成績占比統計如圖4所示。學生對專業課程有了大概了解，初步掌握了基礎的識別技術、傳感器技術、數據處理技術、通信技術等專業知識，為自己后續的專業規劃奠定基礎。

（2）能力方面。學生逐漸適應了大學學習的思維方式，會自主查找資料進行學習。

①自主學習能力。例如“剖析傳感器”中需要學生對往屆的畢業設計實物進行解讀，查看其中用到哪些傳感器及參數，這就需要學生利用所學的理論知識及網上搜索的知識，其中有的學生通過拍照搜索資料，這是一種很有效的方式。

②問題解決能力。由于多個任務需要學生課下完成，學生要具備查找資料、匯總資料的能力，課堂上教師也會告訴學生在知網、萬方等網站獲取有用資料。

③團隊合作能力。一部分任務需要團隊合作完成，因此要求學生團隊明確分工，讓每一個學生都貢獻自己的力量。有學生通過這種任務找到了日后比賽的“搭檔”。

④在考核小論文時，不乏有很多比較優秀的觀點。學生對于一些小系統的設計有自己獨到的看法。例如有學生做的核輻射檢測系統，緊跟時事政治，具有前瞻性，這是很大的進步；還有學生通過學習對自己的學業和職業進行了有效規劃。學生能進行自主思考，這就是本次創新的最大收獲。

（3）素質方面。學生能清楚自己的定位，制訂學習規劃，積極參加比賽。

①專業規劃。學生可以對自己的大學4年做出規劃，提升對專業的認知，盡早規劃專業課的學習。

②找準目標。有的學生積極參加和專業相關的比賽，提升了自己的能力，也有部分學生打算考研，繼續深造。

課后對學生進行調研，學生對于課程的反饋可作為下次課程創新的數據。從收到的調研結果來看，學生對于本次創新的改革比較肯定。經過綜合比較，學生對于能接觸到實物、可以參與其中的課程比較感興趣，這也是未來改革的方向。經過調研可以看出，本課程達到了最初的教學目的，讓學生對專業有了比較客觀的認識[10]。

6 結 語

本文在物聯網工程導論課程教學的過程中始終貫徹OBE理念，以學生為中心，結合知識點制定合理的任務，使學生在完成任務的過程中掌握知識。學生在學習導論課程時領悟了大學學習之道，掌握了大學學習之法，從學生提交的任務結果可以看出學生在實踐和理論兩方面均有提升。該教學方式可延伸至其他課程中，具有較高的應用價值。

參考文獻

[1]李琳芳，賈曉劍.“物聯網工程導論”課程教學思考與探討[J].考試周刊，2014（71）：162-163.

[2]靳晟，柯春艷，王磊.物聯網工程學科導論課程教學模式研究[J].電腦知識與技術，2022，18（15）：153-154.

[3]余福源，李榮青，王宜結.基于OBE理念的“嵌入式系統設計”課程教學改革研究[J].工業控制計算機，2022，35（9）：155-156.

[4]陳開政.地方高校專業導論課教學實踐的思考[J].中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2018（12）：93-94.

[5]申天恩，夏重鑫.成果導向教育理念概念內涵理論溯源與發展態勢[J].教育文化論壇，2021，13（4）：49-54.

[6]扈國棟，栗軍，劉漢平.基于成果導向教育的嵌入式系統課程教學設計[J].教育教學論壇，2018（52）：229-231.

[7]劉玉芹，佘道明.“新工科”背景下應用型課程教學方法改革初探—以“單片機原理及應用”課程為例[J].輕工科技，2022，38（5）：153-155.

[8]姚雷博，郭超，任亞飛.面向工程實踐能力培養的嵌入式課程教學改革[J].辦公自動化，2021，26（6）：46-47.

[9]張立娟，岳湘安，趙仁保.“雨課堂+探究學習”教學模式在“提高采收率原理與方法”課程教學中的應用實踐[J].大學，2021（43）：49-51.

[10]胡純意，李建輝，胡純蓉，等.基于OBE理念的翻轉課堂教學模式的構建—以“微機原理與接口技術”課程為例[J].物聯網技術，2023，13（8）：159-162.

作者簡介：楊沙沙（1990—），女，碩士，講師，研究方向為計算機網絡技術及物聯網工程。

收稿日期：2024-03-09 修回日期：2024-04-11

基金項目：2023年西安交通工程學院教育教學改革研究項目：基于OBE的任務驅動教學模式在物聯網工程導論課程的研究與實踐（XJY232027）