基于OBE理念的实践教学改革与课程评价——以《单片机原理及应用课程设计》为例

张 欣

(长春工程学院 电气与信息工程学院，长春 130012)

一、引言

成果导向教育(Outcome based education，OBE)也称为能力导向教育、目标导向教育或需求导向教育，这里所说的成果是学生最终取得的学习成果，教育活动的根本目的就是要使学生学习成果最大化[1，2]。《华盛顿协议》的签约成员，其工程教育认证组织都先后采取“成果导向”的认证标准，在专业培养计划中都以学习成果为重要质量准则[3]。

OBE理念特别强调学习过程的输出和个性化教学，要按照不同的成果需求来制定不同的实践教学改革方案，从而为不同的专业学生群体提供不同的学习和实践机会。本文以长春工程学院电气工程及其自动化专业正在参与工程教育认证为背景，以该专业2014版培养方案中必修实践教学课程《单片机原理及应用课程设计》为例，对实践教学进行研究与改革，并在电气工程及其自动化专业2016级推广实施，同时重点研究与设计基于OBE理念的实践教学评价体系，从而不断完善和持续发展实践教学改革研究。

二、 基于OBE理念的实践教学改革方案

《单片机原理及应用课程设计》是长春工程学院电气工程及其自动化专业的集中实践教学活动，是《单片机原理及应用》理论课堂教学的延伸和发展[4]，是训练学生运用所学专业理论知识解决工程实际问题能力的重要环节。通过对电气工程及其自动化专业学生培养目标和毕业要求的研究，对《单片机原理及应用课程设计》提出新的课程目标成果，并对应设计主要教学内容，如表1所示。

引入OBE理念，通过以成果为导向、以学生为主体、以任务为驱动，灵活地开展实践教学活动，可以增强实践教学的实效性、激发学生的学习兴趣。

(1)OBE理念强调学生个性化自主学习。每名学生可从指导教师指定的题目中选择一题或者自拟一题。课程设计题目要求符合工程实际，要有一定难度和足够的工作量；课程设计题目应是一个复杂单片机控制系统的设计问题，必须运用深入的工程原理经过分析才能得到解决；课程设计题目一般需要涉及多方面的技术，如单片机接口技术、传感器技术、模拟电子技术、数字电子技术等；鼓励学生将所参与的大学生创新创业训练项目和大学生科技竞赛等项目转化为课程设计题目；设计内容深度开放，结合学生能力，在完成基本设计任务的情况下，对某些设计内容可进一步深化。

表1 《单片机原理及应用课程设计》课程目标成果及对应教学内容

(2)实践教学注重团队协作精神的培养，可以多名学生组队完成一个课程设计题目，这不仅要训练学生解决纯技术问题的能力，还要培养学生适应环境、与人交流、与人合作、协调各方面关系的综合能力。

三、基于OBE理念的实践教学评价体系的研究

基于OBE理念的实践教学评价体系由教师考核和学生自我评价两个主要部分组成。评价强调是达成性评价而不是比较性评价[2]。

(一)教师考核评价机制

《单片机原理及应用课程设计》实践课程教师考核以考核课程目标的达成情况为主要目的，考核项目包括过程考核、成果考核和答辩考核三部分[5]，在总评成绩中所占权重分别为0.2、0.4和0.4。各项考核目标分值分配表及考核观测点如表2所示。

表2 各项考核目标分值分配表及考核观测点

过程考核成绩、成果考核成绩、答辩考核成绩均采用百分制，总评成绩采用五级分制核定，其中：90分及以上为“优秀”，80～89分为“良好”，70～79分为“中等”，60～69分为“及格”，60分以下为“不及格”。实践课程目标达成情况使用课程分目标达成度和课程总目标达成度来评价，如式1和式2所示。

(式1)

(式2)

式1和式2分母中的目标额定分值由表2所示。将《单片机原理及应用课程设计》分目标达成度和总目标达成度的目标值均设为0.7。以长春工程学院2018—2019(1)学期，电气工程及其自动化专业1642班学生的该门实践课程教师考核成绩为例。式1中的单个目标学生实际平均分和式2中的该课程学生总平均分、该实践课程分目标达成度和总目标达成度如表3所示。

表3 电气1642班《单片机原理及应用课程设计》教师考核目标达成统计表

根据表3中目标达成度值可知，课程目标1、2、3、4及课程总体目标的达成度均远超过预期值0.7，完成情况较好。

(二)学生自我评价机制

在实践课程结束之后，组织学生进行学习效果的自我评价，强调自我比较，是否达到了自我参照标准，从而不断提升学生学习的主动性。表4以课程目标1为例，给出学生自我评价表格样例，包括课程目标、对应的主要教学内容以及学生针对课程目标的自我评价值。其中自我评价值采用5分制，学生根据自己的实际学习情况，对自己做出评价，在相应的分值处画“√”。以长春工程学院2018—2019(1)学期，电气工程及其自动化专业1642班学生自我评价为例，其学生学习效果自我评价目标达成统计结果如表5所示。

表4 学生自我评价表(部分样例)

表5 学生自我评价目标达成度统计

表5中，学生自我评价分目标评价值由式3计算得到，

学生自我评价分评价值=

(式3)

学生自我评价目标达成度总评值取前面四个目标达成度的平均值。从表5可知，学生的自我评价学习效果总体为优秀，目标评价值为0.91，这说明学生认为自己能够较好地根据单片机控制系统设计要求进行软硬件的设计；能够较好地应用Proteus软件对复杂单片机控制系统进行仿真调试和模拟；能够较好地按规范撰写符合要求的课程设计报告书；能够就设计问题陈述发言，表达设计思路和方案，能与同学和教师进行有效沟通和交流。

通过教师考核与学生自我评价机制的双重分析，可知基于OBE理念的《单片机原理及应用课程设计》实践教学课程达成了教学目标。

四、结束语

(1)在实践教学中引入OBE理念，以培养学生的实践意识和创新思维为切入点，以学生的实践能力培养与目标成果密切结合为着重点，展开实践教学内容体系的研究与优化，切实提高了学生的学习欲望和学习动力，增强了实践教学的实效性、灵活性和科学性。

(2)评价学习成果是OBE教育模式中的重要环节，由教师考核和学生自我评价相结合的双重评价机制，注重平时评价与终极评价相结合，注重定性评价与定量评价相结合，注重统一评价与个性化评价相结合，实现了评价的定期化、多元化和合理化。

(3)目前，《单片机原理及应用课程设计》仍使用Proteus软件进行仿真调试，学生普遍认为在课程设计环节加入仿真调试后，对该门课程的软硬件设计有很大的辅助作用，但是仿真调试还是存在很多局限性，对学生的单片机实践应用能力有一定的限制。因此我们将对电气工程及其自动化专业2018级学生修订培养方案，采用实物调试的形式来提高学生的单片机控制系统分析、设计、调试和优化的能力。

(4)根据学生学习情况，课程组将在课程设计的各个环节中加入教师与学生的“反思环节”[6]，积极引导教师与学生对课程设计项目的批判性思考，发现问题及时调整，从而促进教师完善教学过程及教学方法，提高学生对实践环节及相关理论知识的理解和认识，进而更好地实现课程的培养目标。