新工科背景下OBE模式在課程教學中的探索與研究

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業變革，國際競爭日益激烈。“新工科”旨在培養具有創新能力和國際競爭力的工程技術人才，應對未來技術變革和產業發展的需求。而OBE（Outcomes-BasedEduca-tion）教育理念作為權威的國際工程教育模式，以學習產出為導向，強調持續改進教學質量，探索培養工程人才的新模式。[1]

面對新工科教育變革的時代需求，高校工科專業課程亟需引入OBE理念，優化課程體系和教學模式。“通信原理”作為信息類專業的核心課程，在培養學生工程實踐能力和創新能力方面肩負重任。然而目前該課程仍存在教學內容難度大、教學方法單一、實踐環節薄弱等問題，學生的學習興趣和工程能力難以得到有效提升。[2]

為探索“通信原理”課程教學改革的新路徑，本文基于OBE理念，從課程教學現狀人手，分析如何優化教學內容、創新教學方法，并通過教學實踐，探索OBE模式在提升學生工程實踐能力和創新能力方面的應用效果。

一、課程特色與存在問題

“通信原理”是電子信息工程、通信工程等相關專業必修的課程，也是一門重要的主干專業基礎理論課程和研究生人學考試課程，是在電路原理、模擬電路線路、高頻電子線路、數字電路、信號與系統等課程的基礎上，進一步研究通信系統的運行規律以及如何借助數學模型和工具描述通信中的概念、原理、關系、方法。目前，該課程的教學目標如表1所示。該課程特點明顯，理論學習與工程實踐結合緊密，一方面本課程涉及的學科門類非常多，要分別從系統角度、信號角度和隨機性角度學習，概念抽象、公式多、理論性極強；同時，當今科技發展迅猛，工程應用日益豐富，更要考慮工程實踐的成本和復雜度。

目前，該課程的課時量從80學時縮減到64學時，同時學生先導課程基礎薄弱，雙重因素導致課程教學難度加大，學生掌握情況較差，特別是培養學生工程實踐能力上面臨極大挑戰。在理論學習過程中，存在大量復雜難懂的數學公式和嚴密繁多的推導過程，高度依賴學生在之前學習的高等數學、概率論和數理統計、信號與系統等專業基礎課中對應內容的識記、掌握及應用情況。3]而通信技術作為當前信息時代的重要推動力量，工程技術應用發展極為迅速，涌現了豐富而新穎的工程實踐內容，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星星座系統等。［4]

二、OBE理念下課程教學設計的具體實施

本課程在進行教學設計和教學實施過程中，始終貫徹OBE理念，強調以學生為中心，圍繞學生應達到的課程目標進行教學活動的組織、實施以及考核評價。構建“通信原理”線上、線下課堂和實踐教學融于一體的教學模式。5］課堂教學采用雨課堂教學平臺，將各個章節的知識點之間的聯系繪制成整體架構圖，在第一節呈現給學生，并開展以學生為本的“課堂教學 + 網絡教學”混合模式教學。

（一）OBE理念的線上課程資源庫建設

為培養專業知識扎實的高素質新工科應用型技術人才，本課程采用多種形式的線上教學活動。線上教學主要應用內蒙古科技大學網絡教學平臺，以課前預習和課后延學為主要內容，以培養學生自主學習能力為目標。將本課程相關的教學大綱、課件、微視頻、章節知識點總結以及像慕課這類優質的網絡教學資源進行整合，建立完整的線上課程資源庫。按照“學基礎一探新知一解疑惑—創情境一練實操一夯基礎一拓本領”的邏輯鏈條展開。采用教師指導、學生主動參與為主要教學方法，讓學生隨時隨地開展學習，這是學生將知識轉化為能力、理論應用于實際的重要渠道。

1.課程概況

在網絡教學綜合平臺中，及時發布“通信原理”的教學大綱、授課PPT、講義和教案等資料，讓學生能夠提前了解課程目標、章節結構，從而在學生學習過程中有的放矢，明白哪些知識點只需要進行基本概念的理解，哪些知識點要求能夠深度挖掘、靈活應用，從而培養學生自主學習能力。

2.課前預習

將各個章節即將用到的先導知識，特別是將信號與系統相關的公式定理等學習資料發布到網絡教學平臺。

采用提出問題的形式給出各個章節的知識要

點，并要求學生查閱資料學習新內容，促使學生帶著問題學知識，從而激發學生發現問題、總結問題的能力。

3.視頻資料

本課程還在網絡教學平臺的資源庫中設置微視頻模塊，將自己錄制的微課視頻發布到該模塊，從而幫助學生快速掌握各知識點之間的聯系以及邏輯脈絡。

4.測驗討論

本課程在雨課堂平臺對每一章節設置了選擇題、填空題以及討論題等題目，檢驗學生對本章知識點的掌握情況。線上教學強調培養學生的自學能力、歸納總結能力，讓學生帶著問題學習，激發學生的學習積極性，明確老師的教學思路，強化學生的問題印象，增強學生的理解能力，凝聚學生的關注度，從而實現OBE教育理念強調的能力本位。

（二）OBE理念的課堂教學具體實施

在新工科背景下，基于OBE理念的教學模式進一步被重視和推廣，特別是在“通信原理”等核心課程的教學中，這一模式被視為激發學生潛能、改革課程體系的有效途徑。為全面提升教學質量，本研究以“通信原理”課程為例，采取一系列教學改革措施，將OBE模式實實在在地整合到課程教學過程。教學過程被策略性地分為理論講授、實踐活動和課堂互動三個部分進行同步推進。嵌入理論教學中的實踐和互動環節，顯著提高了學生的學習積極性，并有助于學生在實時的反饋中掌握并鞏固知識點。

在具體實施上，首先針對課程難度大、知識點繁多的問題，在課堂教學方法中采用學生易于接受的思維導圖來歸納各章知識點，形成枝繁葉茂的知識樹；采用關聯知識點類比法，靈活運用概念性類比、過程性類比、橫向和縱向類比等將知識點概況提煉，激發學生學習興趣。

1.梳理知識點，將知識樹狀圖引入課堂教學

教師在課堂教學中，將各個章節知識點形成樹狀圖，一方面能將學生的主要精力集中在關鍵知識點上，并使其思維清晰化，另一方面為解決課時不足的問題，利用雨課堂教學平臺引入微課，將知識樹狀圖中的重要知識點制作成微課，讓學生利用課余時間觀看和學習。例如，在第一節課介紹緒論中，將圖1所示的通信原理總綱形成的知識樹呈現給學生，并對各個章節知識點之間的聯系進行詳細說明，讓學生把握總體概況且有個心理預期，將學生的思維帶入教學軌道，以便師生共同思考和解讀課堂教學

內容，詳見圖1。

2.引人關聯知識點類比法

針對本課程特點，基于OBE教育理念，采用關聯知識點類比法教學。在課堂講授過程中，將特性相似的知識點進行類比，提取其中相同的特點，相同知識點越多，則這兩個概念之間存在的聯系越緊密。通過知識樹架構的類比，舊的知識點能夠帶出新的知識點，這種由此及彼、推舊出新的方式，學生易學易記的特點，可以提高學生概括、歸納的能力，拓展學生的思維。

針對理論教學與實際應用脫節問題，采用案例教學法，引入仿真實驗，通過Matlab、Simulink等仿真軟件，讓學生直觀地觀察調制解調過程中信號波形的變化，加深對通信系統工作原理的理解。通過實際案例報告的方式進行評價，預期成果是讓學生能夠更好地將理論知識運用到實際工程問題當中。

在新工科背景下，課堂教學必須實現從傳統的以教師講授為主型向OBE教育理念以學生為中心型轉變，本課程還同時進行翻轉課堂。

在翻轉課堂教學方式中，教學過程被策略性地分為理論講授、實踐活動和課堂互動三個部分同步推進。教師利用雨課堂發投稿、彈幕等形式，讓學生在課堂教學中進行深度參與，力求學生在翻轉課堂的過程中理解和掌握各章節知識點的來龍去脈，弄清各知識分支的關聯性，掌握各章節的重點和難點；并通過各種主、客觀形式的隨堂測試檢驗學生對各章節知識內容的掌握和應用情況，隨時調整課堂教學的側重點和關鍵點。

（三）充分挖掘課程內容中蘊含的思政元素

挖掘課程思政教育元素使學生逐步成為一名能夠履行工程師責任和擔當的合格新時代建設者。總體思路：采用案例教學、逐步滲透、關聯教學等方法，把專業課知識與思政知識有機融合。

一是案例教學。如，在關于通信的基本概念講授過程中，引入通信技術發展歷程，展示我國在通信領域所取得的巨大成就;介紹信道特性知識過程中，引入光纖之父一華裔諾貝爾獎獲得者科學家高錕從事光導纖維在通信領域的研究等。

二是逐步滲透。例如，在講調制技術、差分脈沖編碼調制等知識點時，使學生明確做任何事都不是一蹴而就，在自己所從事的領域中，要不斷追求技藝的進步，日復一日，年復一年，始終專注一件事，達到精益求精地步。

三是關聯教學。對知識點和技能點的簡明提示，在講課中講到多徑效應、碼間串擾、模擬信號數字化（A/D轉化）時，進行辯證法、理想和現實尋找平衡、量變引起質變的關聯教學。

三、實施多元評價考核方式

本課程評價準則的制定緊跟教學內容與方法的步伐，采用混合評價模式，既能確保形成性評價（如課堂表現、實驗報告）的連續性，也能保障終結性評價（如期末考試）的權威性。評價權重分配在實驗20% ，章節小測 15% ，課堂互動、作業 15% 及期末考試 50% 之間，確保學生全方位展現其學習成果。

當課程實施進入閉環反饋階段時，筆者收集了學生反饋、教師觀察以及成績分析的多維數據，這是基于OBE模式的課程教學設計的重要一環。在確定收集有效反饋后，對教學方法執行持續改進，對教學內容進行適時調整，更新評價標準以反映最新的教學目標。若反饋表示當前方法有效，則保持教學狀態穩定；否則，利用反饋數據進行優化，以追求更高效的教學成果。

為探索“通信原理”課程中OBE教學模式的實施效果，本研究采取定量與定性相結合的多元評價機制，首先分析近三年的麥克斯教學質量評教數據，如表2所示。可以看出評分均在90分以上，且逐年上升，改革成效明顯；并且在課程結束后，安排關于本門課程教學的問卷調查。通過分析學生反饋，驗證OBE教學模式在提高學習效果方面的有效性。

綜上所述，OBE教學模式在“通信原理\"課程中的應用提高了教育教學質量，對學生的知識掌握、技能發展和態度塑造產生了積極的影響，不僅對本省或地區高等教育的改進具有一定的貢獻，還可為類似課程改革提供參考和借鑒。

四、結語

面向新工科人才培養需求，將OBE理念引入“通信原理”課程教學改革是一次有益的嘗試。通過不斷實踐探索和完善，OBE教學模式必將在通信類專業人才培養中發揮更大作用。研究者建議，高校應重視OBE教育理念，鼓勵更多課程積極開展教學模式改革，促進工程教育質量的整體提升。同時，加強校企合作，引入行業專家參與教學和評估，使課程教學更加貼近通信行業的發展需求。未來，還可探索將OBE與信息化教學深度融合，充分利用在線開放課程、虛擬仿真等新技術新手段，為學生提供個性化、多樣化的學習體驗，培養適應未來發展的高素質通信工程人才。

參考文獻：

[1]陸國棟，李拓宇.新工科建設與發展的路徑思考[J].高等工程教育研究，2017（3）：20-26.

[2]王艷嬌，王飛娟.OBE模式在《無機與分析化學》課程教學中的應用研究[J].科教導刊一電子版（中旬），2018：115-116.

[3]馬小青，侯亞玲.通信原理課程的混合式教學改革與實踐[J].物聯網技術，2020，10（9）：113-114.

[4]紀德紅.基于OBE教學模式下的《線性代數》課程改革研究[J].文理導航（中旬），2020，24（4）：1.

[5]魏武華，羅雅過，侯敏，等.線上線下混合式教學模式的探索與實踐[J].計算機時代，2020（3）：87-89.

（責任編輯 朱夢琳）