基于OBE 理念的“三結合”任務驅動式《模擬電子技術實驗》課程教學改革探索

柳 成，劉慧宣，陳 艷

（江西科技師范大學信息與機電工程學院，江西 南昌 330013）

1 前言

在黨和國家提出的“創新驅動發展戰略”引領下[1]，新材料、新能源以及物聯網、量子通信和人工智能等新技術的快速迭代對工程技術人才的創新能力和創新意識提出了更高的要求，也使得高等工程教育的深化改革勢在必行。成果導向（Outcomes-Based Education，OBE）的教學理念為高等工程教育的改革提供了借鑒[2]。如何以學生的學習成果為導向進行教學設計和教學評價成為了當前熱點問題[3-5]。

實驗實踐類課程是工程教育的重中之重，對于創新思維的訓練和創新能力的培養具有重要的作用。《模擬電子技術實驗》作為電子信息類專業的基礎實踐課程之一，其教學成效將直接影響到學生創新能力的養成。然而，傳統的教師主導型教學模式過分強調了教師的“教”，而忽略了學生的“學”。這種“教師講實驗、學生做實驗”的方式在教學內容設計、課堂教學方式以及考核評價方法等方面都存在諸多弊端，不利于培養學生的實踐和創新能力，與OBE 教學理念背道而馳。針對該教學現狀，國內各高校教學工作者提出了學科競賽與實驗教學融合、以考促賽、項目教學、分階評價、多元考核等改革措施[6-9]，取得了較好的教學成效。然而，現有這些舉措主要是針對實驗教學的特定環節提出的，其推廣與應用受到硬件平臺、培養定位以及生源質量等因素制約。本文將教學內容、教學方法以及評價反饋等三個教學要素進行整體設計，提出了利用理實結合、線上線下結合、課內與課外結合的“三結合”方法實施任務驅動式實驗教學改革的新思路（圖1），建立了“課程設計—課程評價—持續改進”的閉環教學模式。

圖1 本文所提出的課程改革整體設計與實施思路

2 產出導向的“三結合”任務驅動式教學改革探索

2.1 重構實驗教學內容

《模擬電子技術實驗》課程具有實踐性、工程性特征。傳統教學模式以認知目標為基礎，且教學內容中以驗證型實驗項目居多，相互聯系不緊密、沒有層次性，很難適應“教師主導、學生主體”的OBE教學模式。因此，教學內容重構是本文所述教學改革模式的首要問題。依據本校電子信息、工程專業畢業生能力要求，本模式確定了課程的教學目標：（1）具備利用常用電子儀器、儀表測試模擬電子系統的能力；（2）能夠根據特定需求設計基本的單元電路，并具備分析和性能評估的能力。然后，以該課程目標為邏輯起點，借鑒美國心理學家布魯姆提出的學習活動的六種能力模型[10]，將能力目標細化為認識理解、綜合應用和研究創新等三個層次，并相應設置基礎型、綜合設計和創新型等三個模塊和六個實驗項目（表1），進一步分解得到各實驗項目的具體任務與目標。這種遞進式、分層化的教學內容重構方式體現了學習活動由低階向高階發展的認知規律，能夠有效的支撐課程目標的達成。

表1 模塊化、層次化的實驗教學項目重構

2.2 轉變課堂教學方法

實驗教學課堂常規的組織形式是教師對實驗原理、內容與步驟進行講解，然后學生按照步驟連接電路和測試數據。由于受到課時、實驗場地的約束，學生往往沒有參與實驗方案、實驗內容以及實驗步驟的設計過程，且沒有足夠的時間觀察、分析和排除實驗中的電路故障，導致了學生的厭學、畏難等情緒。這對于他們實踐和創新能力的培養極為不利。本模式將實驗課堂以任務驅動的形式適當前置，并與理論教學有效融合，能打破課堂教學時間、空間的局限，克服傳統教學方式的弊端。具體是利用“任務主導、教師引導、學生主體”的設計原則，將教學過程分為課前、課中和課后三段（圖2），以任務驅動為主線，通過理論與實驗、課內與課外、線上與線下結合的“三結合”方法有效銜接課前和課中教學過程，而課后主要用于完成評價反饋過程。具體如下：

圖2 “三結合”任務驅動式課堂教學形式

（1）課前任務驅動教學環節首先是在《模擬電子技術》 理論課程教學過程中預先布置實驗任務，使學生帶著目的和任務完成理論學習，實現“理論與實驗結合”。在此基礎上，學生自行擬定實驗方案、測試內容和步驟，并完成仿真設計。其次，建立開放實驗室制度，即學生可根據課前環節的需要自主預約實驗室，并安排高年級學生值班指導。從而學生能充分利用課外時間完成部分測試和分析任務，實現“課內與課外結合”。

（2）學生帶著課前環節的問題進入課堂，使得課中環節主要是通過“互動導學”的方式檢查驗收課前實驗結果，并引導學生解決課前遇到的問題，培養學生分析解決問題的能力，提升其實踐和創新能力。在具體教學實施過程中，本模式采用SPOC（Small Private Online Course 小規模限制性在線課程）形式[11]，將電子儀器、儀表使用規范、典型案例等制作成微視頻，并通過“學習通”線上平臺、QQ 群等進行發布，使得學生課前可根據實驗任務自主學習，從而實現“線上線下結合”。

（3）課后環節主要由學生對實驗數據進行整理、分析處理，完成實驗報告，而教師對學生的預習、實驗表現以及實驗結論進行評價分析，并將結果反饋給學生，最終實現從教師“教”到學生“學”的轉變，從而促成課程目標的達成，切實落實OBE 教學理念。

2.3 實施過程化的考核與評價

針對實驗實踐類課程，如何建立科學、合理的考核評價方法是教學改革面臨的另一個關鍵問題。目前，大多采用實驗抽測的方式進行考核，即教師以學生實驗數據的正確性與合理性為評價依據進行能力評價。這種終結性考核方法過分強調實驗數據和結果，忽略了學生的能力養成過程，不能有效支撐課程目標的達成。基于本文提出的“三結合”式課前、課中、課后三段教學法，設計了分段、分階的過程化考核評價方法，其特征與內容如下：

（1）由終結性評價轉變為形成性評價。改變以往從做過的實驗中抽取一個實驗，或者設計一個相關新實驗項目限時完成來考核的方式，將考核從期末的終結性考核轉移到平時每一個實驗項目，學生每完成一個實驗項目就會獲得一個考核成績。這樣有利于動態了解學生的學習情況，并通過連續反饋和持續改進提升教學質量。

（2）分段評價每個實驗項目，即分為課前、課中、課后三段。其中課前評價點主要涉及實驗設計、軟件仿真能力，課中評價點涉及學生的實驗操作、儀器使用、電路故障排查等測試分析能力，課后評價點涉及數據整理分析以及表達溝通能力。

（3）分層評價基礎、綜合設計和創新型實驗。根據不同層次實驗項目對課程目標能力的支撐關系，將成績構成中的課前、課中和課后設置不同的權重。其中基礎驗證性實驗項目重點突出課中驗收環節，而對于綜合設計性實驗，課前環節為考核重點。創新型實驗項目應該課前、課后“兩頭抓”，讓學生能發現問題，并找到解決問題的方法。

3 結論

《模擬電子技術實驗》是電子信息類專業的基礎實踐環節，對該專業學生創新思維的訓練和實踐能力的培養具有舉足輕重的作用。鑒于該課程傳統教學范式的諸多不足，本文基于OBE 理念進行了積極的教學改革和實踐，以任務驅動為主線，設計了“三結合”式課堂教學新模式，并建立了與之相適應的教學內容、考核評價體系。最終，通過充分利用課程理論教學、課外環節以及線上平臺等教學要素的協同作用，使學生充分參與到實驗方案設計過程，實現了由“教”到“學”的轉變。該教學改革方案對學生提出了更高的要求，但卻不受課時、實驗場地限制，因此未來有望推廣應用于同類實驗實踐課程的教學中去。