通信工程專業綜合實驗課程OMO教學模式探索

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2025）26-0059-04

Abstract：Inresponsetothedisconnectbetween therapidadvancementofcommunicationtechnologyandtraditional pedagogicalapproaches，thisstudyproposesaninovativeonline-merge-ofline（OMO）-basedteachingmodeforthecourseof \"communicationengineering comprehensiveexperiment\".Theimplementationframeworkcomprisesthreekeycomponents： constructinganonlineteachingresourcerepositoryfeaturingmicro-lecturesandknowledgegraphstofacilitatestudentssystematic knowledgeframeworkdevelopmentfromdiscreteconceptstocomprehensiveunderstanding;implementingOMOteachingmode integratingproject-drivenpedagogywithflippedclasroommethodologiestoenhancelearningengagementandclassroom paricipationrates；establisingathr-dimesionalevaluationmodelencompassng\"process-inovation-practice\"dimesiosto propelstudents‘transitionfromknowledgeapplicationtoengineringinovation.Thispedagogicsystemachievesdeepintegation ofrestructuredteachingresources，hybridizedinstructionalscenarios，andmultidimensionalassessmentmechanisms.Themode demonstratessignificantefectivenessinculivatingstudentspracticalinnovationcapabilitiesandcomplexengineeringproblemsolvingcompetencies，whilesupportingthedevelopmentoffist-classcoursesincommunicationengineringdomainswithinhigher education institutions and cultivating talent for strategic emerging industries.

Keywords：Communication Enginering Comprehensive Experiment；OMO teaching mode;currculumreform；first-clas course; teaching effect

在全球數字化轉型與空天信息技術迅猛發展的雙重驅動下，涵蓋毫米波通信、太赫茲通信、衛星激光通信等內容的通信工程教育正面臨前所未有的機遇與挑戰。一方面，當前毫米波通信、太赫茲通信、衛星激光通信等技術的迭代速度已遠超傳統教學體系的更新周期，北斗三號全球組網、低軌衛星互聯網等重大工程的應用場景，對人才培養提出了跨學科整合、強實踐創新、快技術適應的核心訴求。另一方面，現行通信工程實驗類課程仍普遍沿用“理論講授 + 驗證性實驗”的傳統模式，難以滿足國家信息戰略對復合型創新人才的需求。在此背景下，線上線下深度融合的OMO（Online-Merge-Offline）教學模式，以其突破時空限制、整合多維資源、強化虛實交互的特性，為破解通信工程實驗課程教育困境提供了創新路徑[]。

本文系統闡述OMO模式在通信工程專業綜合實驗課程的創新實踐：通過構建集成在線微課與知識圖譜的數字資源庫，助力學生由點至面系統建立知識結構;通過實施項目驅動與翻轉課堂融合的OMO教學模式，提升學生學習主動性與課堂參與度；通過建立“過程-創新-實踐\"三維評價體系，推動學生實現從知識應用到工程創新的跨越。所提課程教學新模式為解決現有通信工程實驗類課程“理論滯后于技術、教學脫離于產業\"的痛點提供實證方案，為戰略新興產業人才培養提供參考。

OMO教學模式發展與現狀

（1） 翻轉課堂的啟蒙階段（2000—2011年）

2000年，美國科羅拉多州的高中教師為解決學生缺課問題，首次嘗試錄制教學視頻并上傳至網絡供學生自學，課堂時間則用于實驗操作與答疑，這一實踐被公認為翻轉課堂的起點。翻轉課堂的核心在于重構教學流程：在知識傳遞階段，通過線上視頻完成基礎概念學習；在知識內化階段，通過線下課堂聚焦高階能力培養。此階段的教育技術以流媒體和在線論壇為主，雖未形成系統化平臺，卻為OMO模式奠定了“時空分離-功能重組\"的基礎。

（二） M00C驅動的在線教育（2012—2016年）

2012年，斯坦福大學SebastianThrun教授開設的人工智能導論吸引全球16萬學習者，直接催生Coursera平臺，標志著大規模開放在線課程（MOOC）元年的到來]。同年，MIT與哈佛大學聯合創立edX，我國亦于2013年推出“學堂在線”。這一時期的在線教育呈現資源開放、模式創新、數據驅動三大特征。但MOOC也暴露出平均課程完成率低、缺乏師生深度互動等缺陷，這一矛盾推動教育者思考線上線下融合的必要性[4]。

（三）OMO模式正式成型期（2017年至今）

2017年，創新工場創始人李開復首次提出OMO概念，強調數字與物理世界通過數據與算法無縫連接；同時我國信息基礎設施快速發展，5G網絡、云計算、虛擬現實等技術推陳出新。教育領域借此開啟“互聯網 + 教育”新時期，開始探索線上學習理論知識，線下實踐應用知識的OMO教學新模式。例如，湖南科技大學將中國古代文學與高德地圖結合，學生可通過掃描校園地標觸發AR詩詞鑒賞[5-。正在建立集技術技能培養、教學資源優化、創新能力激發于一體的綜合性教學平臺。

綜上，OMO教學模式通過整合線上與線下教育資源實現教學創新，形成優勢互補的教學體系。線下實體課堂強化師生互動，教師可依據學生差異提供個性化指導；線上平臺依托“互聯網 + ”技術整合海量資源，結合人工智能實現即時答疑、隨堂測試及學習狀態動態評估，形成教學閉環。該模式已在國內高校的工程教育領域取得顯著實踐成果[7-10]。這種線上線下融合教育形態不僅突破時空限制，更通過數據驅動實現精準教學，標志著教育信息化進入智能融合新階段。

二通信工程專業綜合實驗課程結合OMO教學模式的必要性

通信工程專業綜合實驗課程涵蓋毫米波通信、太赫茲通信、衛星激光通信等內容，相關技術具有應用場景動態變化、基礎技術交叉融合等特征。通信工程專業綜合實驗傳統課程教學模式受限于物理空間與靜態資源，難以構建復雜系統認知所需的立體化學習環境，無法適應當前通信工程前沿動態高速發展特征。具體而言，當前通信工程專業綜合實驗課程教學主要面臨如下問題。

（1） 理論教學與實踐前沿脫軌

在理論教學方面，當前通信原理類教材仍以傳統4G通信技術為主要內容，難以適應當前通信波段往毫米波、太赫茲與光波段等更高頻率演進的趨勢；當前衛星通信類教材以射瀕波段通信為主，難以適應星間鏈路正往激光通信技術演進的新趨勢。可見，當前課程理論教學與實踐前沿存在較大差距，難以適應通信工程領域技術高速演進的特點。

（二） 創新能力培養機制缺失

在實踐教學方面，當前課程存在實驗設計程式化、自主選題空間狹窄等問題。具體而言，現有實驗過程包括教師指定實驗題目和步驟，學生按部就班進行操作，難以激發和培養學生的自主創新能力。此外，當前教學的實驗題自常年不更新，難以適應空間信息技術發展新趨勢，且實驗題目選題范圍窄，學生自主探索空間小，導致學習積極性低，課程參與率低。

（三）評價體系與能力目標錯位

在課程考核方面，當前課程存在考核指標偏離實踐需求、過程性評價工具缺失等問題。具體而言，課程考核對實驗硬件和軟件操作熟練度要求占比高，而對解決實際問題的創新性占比過低；對最終的成果達成度占比高，對實驗過程中的探索內容占比過低。因此，考核方式難免偏離培養學生解決實際工程問題能力的目標。

綜上，亟需探索基于OMO理念的通信工程專業綜合實驗教學新模式，將理論教學內容與時俱進，注重培養學生創新能力，設計以能力為目標導向的評價體系，提高學生的學習興趣與自主學習能力，培養學生創新意識和解決實際工程問題的能力，最終為通信工程領域新興產業培育人才。

三通信工程專業綜合實驗課程OMO教學模式探索

通信工程專業綜合實驗課程OMO教學新模式建設主要包含三方面，如圖1所示：建設線上資源庫、融合OMO教學實踐、打造考核新體系，下面對每部分進行詳細闡述。

（1） 建設線上資源庫

課程分別從理論、工具和可視化層面建設線上資源庫，如圖2所示，具體如下。

1在理論層面

將毫米波通信、太赫茲通信、衛星激光通信等核心知識點拆解為數十個8～10分鐘的微課，知識點按照難度和重要性標注，同時按照循序漸進邏輯從點及面排序。幫助學生在線上以最高效率學會所有核心知識點。在每個知識點后面補充擴展資料，幫助有深入探索需求的學生快速定位關鍵文獻。

圖1通信工程專業綜合實驗OMO教學模式實現方式

2在工具層面

線上資源包含課程所需的各類仿真工具，包括衛星網絡STK仿真平臺、鏈路預算Matlab工具箱、USRP開發工具包等。將理論知識點與對應工具包關聯，基于仿真平臺工具設計線上作業集，幫助學生快速理解課程相關知識點。

3在可視化層面

基于“郵譜”工具，創建課程知識圖譜。利用知識圖譜形象地展示課程知識點核心架構，將復雜的知識結構通過數據挖掘、信息處理和圖形繪制顯示出來，幫助學生快速理解各知識點之間的主次、關聯、拓展等關系，幫助學生快速把握課程核心知識點。

圖2通信工程專業綜合實驗線上資源庫建設

（二） 融合OMO教學實踐

為實現OMO教學理念與通信工程專業綜合實驗課程融合，主要從教學流程重構與教學場景創新兩方面進行課程改進，如圖3所示。

圖3通信工程專業綜合實驗融合OMO教學實踐

1教學流程重構

教學流程重構是OMO教學模式的核心實施路徑，貫穿線上線下全環節。在具體實施層面，教師依托教學云平臺構建分階段任務體系。在線上階段，通過線上平臺發布任務清單，包含微課視頻學習、預習測試及開放式問題等功能。其中微課重點呈現基礎概念與知識框架；預習測試用于快速評估學生預習效果，即時生成錯題分析，并根據測試結果向學生推送個性化補充資料；開放式問題功能用于收集學生高頻疑問，為線下教學提供參考。

在線下階段，教師基于前期采集的學情數據，對預習階段出現的高頻錯誤點進行深度解析，運用案例教學法將抽象理論具象化為實際應用場景。同時實施翻轉課堂模式，遴選預習成效顯著的學生擔任“知識講解員”，通過復述關鍵概念、繪制思維導圖等方式強化知識內化過程。為提升參與度，課堂可設置分層討論機制，基礎組側重知識點的理解性對話，進階組則圍繞延伸議題展開項目式探究。

2教學場景創新

重點開發一系列緊貼技術前沿的創新實驗項目。例如，在衛星通信領域，設計了基于捕獲跟蹤與對準（ATP）技術的星間激光通信實驗，學生通過搭建激光鏈路仿真平臺驗證通信性能指標。在通信導航方向，開發衛星導航四點定位算法仿真實驗，學生在復雜電磁干擾條件下優化定位精度與響應速度。針對5G演進技術，設置基于USRP軟件無線電平臺的5GNR通信系統仿真實驗。

在實驗教學實施過程中，注重培養學生的自主創新能力，引導學生結合6G太赫茲通信、低軌衛星組網等前沿方向自主申報實驗課題。將實驗周期拆解為需求分析、算法設計、硬件調試和系統聯調等階段，在每階段及時檢查實驗推進情況，優秀成果可推薦至全國大學生電子設計競賽等平臺。這種以學生為主體的項自制教學模式，使實驗課堂從技能訓練場轉變為創新工坊，可顯著提升學生解決復雜工程問題的能力。

（三） 打造考核新體系

構建通信工程專業綜合實驗課程“過程-創新-實踐”三維評估模型考核體系，如圖4所示，對學生進行全面、精確的課程考核評估，以激發學生自主學習，提升學生的獲得感和成就感。具體而言，課程考核分三部分進行。

過程性評價（ 40% ）：分為線上線下兩部分，在線上考察學生微課視頻觀看完成度、作業完成度、作業質量等，占比 20% ；在線下考察學生到課率、動手能力、協作交流能力等，占比 20% 。最后生成雷達圖顯示自主學習、作業質量、團隊協作等維度得分情況，幫助學生實時根據得分積極主動做出改變。

創新性評價（ 30% ）：對學生的創新性進行評價，主要包括實驗題目的創新性和技術路線的新穎性。課程鼓勵學生觀察現實生活中與通信工程相關的具體需求，總結創新課題；同時考察技術方案的新穎性，鼓勵學生開拓思路，突破傳統技術方案。

圖4“過程-創新-實踐\"三維評估模型考核體系

實踐性評價（ 30% ）：實驗項目的驗收以“小組匯報 + 現場演示”的方式進行，同時采用各小組交叉互評方式作為評價參考。在小組匯報中重點考察學生的總結能力；在現場演示中重點考察實驗技術指標的完成情況；在小組互評中參考學生視角的評價方法，避免單一教師視角導致的評價偏差。

四OMO實踐的綜合教學效果評價

筆者對通信工程專業綜合實驗課程探索實施了OMO教學模式。課前采用任務驅動式預習機制，通過微課視頻與引導性問題幫助學生完成自主學習，配合實時在線研討功能形成動態反饋。教學云平臺數據顯示，預習任務完成率達到 95% 以上，測試正確率達到 90% 以上。線下教學聚焦知識內化與能力轉化，針對線上高頻疑問進行拆解，結合通信工程典型案例開展專題精講，隨后通過教學云平臺發起實時測試完成教學效果診斷，通過該模式，學生課堂參與度達 100% 。

所有實驗的驗收采用“小組匯報 + 現場演示 + 交叉互評\"機制，各團隊進行技術方案講解和實驗效果演示，同時參考各小組交叉互評結果，綜合評價實驗項自實施效果。學生綜合成績相比傳統教學模式顯著提升，部分創新實驗項自進一步推送至全國大學生電子設計競賽等學生競賽項項目。最終通過OMO教學模式顯著提高知識傳遞效率，形成了可復制的通信工程專業實踐教學范式。

五結束語

OMO教學模式能夠較好地將網絡平臺和傳統教學方式相結合，有效解決傳統教學模式中存在的問題，同時能夠對學生進行真正的因材施教。本文以通信工程專業綜合實驗課程為例，通過建設課程線上教學資源庫，幫助學生從點到面建立知識架構；通過引人項自驅動與翻轉課堂相結合的OMO教學實踐，提高學生學習興趣與課堂參與率；通過建立“過程-創新-實踐”三維評估模型，全方位評價學生能力。最終建立了通信工程專業綜合實驗課程的OMO教學模式，提升學生實踐創新能力與復雜工程問題解決能力，助力高校培養通信領域新興產業人才。

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