基于OBE理念的实践教学体系构建与实践

常建华　张秀再

摘 要：在实施创新驱动发展战略的时代背景下，为了提升电子信息工程专业学生实践创新能力，基于OBE理念，构建了“四维一核”的实践教学体系。该实践教学体系通过创新实践教学过程、革新实践教学方式、推进实践培养目标和实践教学体系的持续改进，达到培养具备较强实践创新能力的电子信息类高素质人才的目標，满足“创新驱动”发展对电子信息类专业人才培养的要求。

关键词：工程教育;OBE理念;电子信息工程专业;实践教学;四维一核;创新能力

2016年我国加入了《华盛顿协议》 成为该协议签约成员，这标志着具有国际实质等效的工程教育专业认证的帷幕在我国已经拉开。工程教育专业认证遵循三个基本理念：成果导向、以学生为中心、持续改进。这些理念对引导和促进专业建设与教学改革、保障和提高工程教育人才培养质量至关重要。工程教育的核心是培养满足社会经济发展需求的工程师，工程教育认证是职业工程师制度的前提和基础。国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础[1]。成果导向教育（Outcome Based Education，OBE）是工程教育专业认证的核心理念之一[2]，注重教育成效评价基于学生学习成果，强调人才培养目标是否明确和达成[3]。OBE理念强调教育在明确成果产出的基础上，遵循因材施教原则，灵活设计教学方案和实施方式，采用科学有效的评价手段[4]。在宏观上，OBE理念强调人才培养须满足社会经济发展新形势，符合教育发展主旋律;在微观上，OBE理念须遵照学生个体的内在需求，以学生为中心;本质上，OBE理念是革新教育理念和教学实施过程，培养创新人才[5]。

因此，在OBE理念下，加强电子信息工程专业建设，树立明确的应用型创新人才培养目标、建立合理的专业课程体系、提高学生的实践创新能力，有利于契合当前经济社会发展对电子信息工程专业人才的新需求，也有助于迎合当代大学生自身发展的内在需求，能进一步拓展电子信息工程专业口径，并以学生为中心和更开放的态度不断提升毕业生的竞争力。

一、OBE理念内涵与实践教学改革的契合点

OBE理念内涵强调解决如下四个问题：学生的学习成果是什么？学生为什么要这样的学习成果？如何帮助学生取得这样的学习成果？如何检验学生是否取得这样的学习成果？为契合OBE理念的四个内涵，南京信息工程大学电子信息工程专业实践教学改革围绕以下四个问题，寻找实践教学改革的契合点：第一，基于学习成果导向的本质内涵如何提升学生实践创新能力？第二，基于学习成果导向的时代价值如何理解“创新驱动”发展的时代要求？第三，基于学习成果的获得途径如何构建实践教学体系与并付诸实践？第四，基于学习成果导向的多维评价如何开展校内、校外的综合检验？由此形成OBE理念内涵与实践教改问题的契合框架结构（如图1所示）。

由图1可知，以学生实践创新能力提升为实践教学成果，以持续改进实践教学体系和实施过程为路径，全面提升电子信息工程专业实践教学水平。本专业实践教学改革内容与OBE理念的契合点具体如下。

（1）明确学习成果的本质内涵。通过校内外调研及学校电子信息工程专业培养目标合理性评价，确定本专业五个方面的培养目标。其中有关实践创新素质的描述为：能综合运用数理基础知识和电子信息工程领域的基础理论与专业知识对项目产品、过程和系统进行构思和设计、在实践中体现创新素质。而支撑该培养目标的毕业要求中涉及实践创新能力的描述

为：能够设计电子信息工程领域复杂工程问题的解决方案，以满足信息获取、传输、处理和应用，并能够在设计中体现创新能力。

培养目标中强调了学生应具备实践创新素质，毕业要求中强调了学生应具备实践创新能力。因此，实践创新能力提升必然是本专业学生学习成果之一。

（2）理解学习成果的时代价值。目前，我国正在实施创新驱动发展战略，需要大量实践创新能力强且具备较强竞争能力的复合型人才。作为人才培养的重要基地，高校应针对传统的现有工科专业进行改造升级、更新成新型工科专业，培养的毕业生应该具有完备的基础知识体系，具备更强的工程实践能力和创新能力[6-7]。而创新能力的培养主要来自实践性教学环节。

因此，本专业以推进工程教育专业认证为契机，实施实践教学改革，完善提升学生创新能力培养的新工科实践课程体系建设，提高人才培养质量，提升专业影响力、社会认可度与知名度。

（3）学习成果的获得路径。通过分析以往实践教学体系，对学生实践能力的培养主要建立在公共基础课、专业基础课和专业课学习的基础上，通过校内实验室实验、社会实习实践、学科竞赛、毕业设计等活动进行提升。而实践类课程大多相对分散、孤立，关联性、系统性较差，主要表现为：第一，公共基础课的课内实验均为验证的内容;第二，专业基础课的课内实验有验证性实验和设计性实验，但设计性实验不具备开放性和自主创新性;第三，专业课中的集中实践课程虽然具有设计性、综合性和一定的创新性，但实验科目和实验手段滞后于产业技术的发展，与电子信息产业存在较严重的脱节现象，难以激起学生的学习兴趣;第四，所有实验课的实验目的及内容注重知识学习，而不是实践创新能力培养。

因此，实践教学改革要根据学生实践创新能力提升的要求，重构实践教学体系和制定实践教学质量保障机制，坚持持续改进，不断提高本专业的实践教学水平。

（4）学习成果的多维评价。在实践教学实施后，本专业检验学生实践创新能力是否提升的方式为：校内过程性评价和校外定性评价相结合。校内过程性评价的核心是教师实施“因材施教”，一般以实践教学的实验目标为子项评价点，以课程目标为评价点。以子项评价结果及时反馈并根据学生个体的差异进行有针对性的矫正。主要目的不是为了选拔少数优秀学生，而是为了发现每个学生的潜质。对未达到要求的学生予以矫正，对已经达标的学生进行强化和鼓励，从而实现全体学生的实践创新能力提升。课程目标评价是教师根据学生实践过程中在各项评价点的得分进行统计，计算出课程目标达成情况并撰写实践课程教学质量报告。将该报告作为该课程实践教学的持续改进依据，对整个教学设计、教学方案进行完善和优化。

校外定性评价是通过问卷调查的方式，获取用人单位对毕业满一年的学生的实践创新能力评价。以校外定性评价结果作为本专业毕业生实践创新能力达成情况分析的部分依据。

二、基于OBE理念的电子信息工程专业实践教学体系构建

传统教学体系遵循设计“学习条件范式”原則，注重教学经费投入、教学条件和师资队伍建设，强调教学管理和教学实施过程，忽视了学生的学习成果[4]。因此，针对传统课程导向下电子信息工程专业实践教学体系存在缺乏互动性、缺乏创新能力培养、尚未真正建立校企合作的有效机制等弊端，构建了基于OBE理念的实践教学体系。

1.OBE理念下电子信息工程专业实践教学体系的构建流程

OBE理念下，电子信息工程专业的实践教学成果产出为提升学生实践创新能力，这决定了OBE实践教学体系设计须遵循“学习成果”导向。实践教学体系设计流程如图2所示。

由图2可知，电子信息工程专业的实践教学体系以“学习成果”为导向，根据行业对毕业生的要求确定专业教学培养目标，并根据培养目标确定对应的教学成果要求，进而确定能支撑成果要求达成的实践课程体系。同时明确实践教学内容，合理设计实践教学方式，科学实施实践教学管理，最后通过校内和校外综合成果检验成效，以学生为中心持续改进培养目标，形成流程闭环。

（1）培养目标的制订。对毕业生、用人单

位、行业企业专家的调研结果进行分析总结和评估，建立了电子信息工程专业培养目标合理性评估机制，评价本专业培养目标的合理性。根据调研和评估结果对培养目标进行修订，所制定的培养目标应能够反映电子信息产业、工程与专业的发展变化与需求。

（2）成果要求的制订。实践教学成果要求是本专业培养方案中毕业要求的一部分。通过对电子信息行业就业的校友和用人单位的调研，结合校友对多年后自身职业生涯中的具体经历，用人单位对电子信息工程专业毕业生在工作中的表现，进行调研、分析、评估，建立毕业要求制定及评估机制，本专业的毕业要求应能够支撑专业毕业生在工作5年后达到预定的培养目标。

（3）课程体系的构建。实践课程体系是本专业培养方案中课程体系的重要组成部分。本专业课程体系是围绕毕业要求而研究制定，设置的课程需要明确课程目标，各个课程目标要能够支撑毕业要求的达成。不同类型的课程之间在逻辑上要层次清楚，在内容上要连接紧密，在培养学生能力上要呈递进性。

2.OBE理念下电子信息工程专业“四维一核”实践教学体系

基于OBE理念，我校电子信息工程专业实践教学以学生为中心，按照“需求导向+精准实施+持续改进”的路线，积极探索满足电子信息行业发展需求和符合新时代实践教学规律的实践教学体系和培养方法。研究构建了以“提升实践创新能力”为核心目标，“实验教学”“项目驱动”“竞赛引导”和“企业实习”四个维度相互融合的“四维一核”的实践教学体系。“四维一核”的实践教学体系如图3所示。

在实践教学体系中，课外实践环节包括学科竞赛和创新活动，课内实践环节包括校内、校外环节。课外实践环节牵引课内实践环节的优质实施，课内实践环节支撑课外实践环节的顺利完成。课内实践环节包括校内课程实践和企业实践。校内课程实践环节明确了各类课程在学生“解决复杂工程问题”能力培养过程中的实践课程目标，即工程基础类课程和专业基础类课程加强识别、表达和分析复杂工程问题的能力培养，专业课加强分析、设计、研究复杂工程问题的能力培养，综合性实践类课程体现综合运用知识解决实际问题的能力培养。

“四维一核”实践教学体系是一种以学生为中心，可为学生提供知识融合、技术交叉和开放共享的平台，能为学生提供能力扩展、深挖潜力和自主创新的条件。这有利于实践教学和理论教学紧密衔接，以实践教学为基础，以工程项目实践和科技竞赛研发相互促进，以企业实习为提升，实现学生知识培养、能力强化和素质提升的逐层深化。“四维一核”实践教学体系具备如下特点。

（1）夯实基础，强化实践。基于实践教学活动平台，除基础实践教学外，设置包括课程设计、专题工程实践等环节，培养学生强化工程应用能力和实践创新能力。本专业的“电路分析基础”“模拟电子线路”“数字电子线路”和“微机原理与单片机技术”课程的实验均单独作为一门实践课程设立，实验项目设置有验证性、综合性、设计性和创新性实验内容，均有明确的实践课程教学目标并注重学生实践能力和创新能力的提升。

（2）立足自主，鼓励创新。注重对电子信息工程专业学生的创新思维训练，激发学生自主创新意识，引导学生自主开展科技实践和探索。本专业的“工程创造学”课程实验以学生自主选题、自定方案、独立实践、开放实践的方式开展;“科创训练”课程主要以学生自主选择参加教师科研项目、自主申报实验室开放项目和自由参加学科竞赛等形式开展。

（3）产教融合，校企合作。提供社会实践环境，落实学校与企业联合培养，以行业需求为标准，培养学生行业岗位适应能力和行业岗位的工作能力，实现校企联合培养的有机结合。本专业的“工程认识实习”“毕业实习”均由合作企业选拔技术骨干承担教学任务，并对照课程目标开展实习项目和内容;“毕业设计（论文）”也会设置源于企业的一部分课题，采取由企业选拔技术骨干作为指导教师或和校内导师联合指导等形式进行，课题及指导过程也应对照毕业设计的教学目标实施。

三、基于OBE理念的电子信息工程专业实践教学创新

1.实践教学创新的精准实施过程

（1）搭建多层次创新实践教学结构。开设

“电路分析”“模拟电子技术”“数字电子技术”

“信号与系统”等专业基础课程实验，程序设计类“计算机程序设计（C语言）”“CPLD/FPGA设计”等，以及创新教育类“工程创造学”“创新创业基础”“科创训练”等。开展“CPLD/FPGA综合设计实践”在线实验课程建设，并编写相应教材，将电子信息行业新技术、新工艺和新技能等内容融入实践教学过程。与南京卫星通信、中兴通信、软件产业园等单位深入合作，创新校企联合实践教学模式，开发符合行业技术应用的实践教学平台。

（2）开展多类别学科竞赛培训教学。针对大学生数学建模、大学生电子设计竞赛、大学生程序设计竞赛等不同类型的学科竞赛，开展技能培训。培训过程实现了分散培训与集中培训、综合实训与专题集训的结合。

通过竞赛培训宣讲，引导学生积极参与学科竞赛;通过选拔考试及面试，筛选出基础好、能力强、技术突出的学生进行组班培训教学;通过科技专题集中训练，培养竞赛团队的技术开发能力、团队协作能力和创新动力。

竞赛团队的组建，注重高低年级学生的合理搭配。通过“帮、带、协”机制，即团队成员相互帮助、高年级学生带领低年级学生、低年级学生协助高年级学生，共同完成训练和竞赛，实现稳定、可持续的实践创新教学过程。

（3）设置多形式实践创新训练平台。教师设定适合学生的科研课题作为实验室开放项目，选拔学生组建科研团队，通过教师指导、学生主持、共同完成科研课题，实现教师学生科研互动，提升学生科研能力和工程实践能力。

鼓励学生自主组建团队积极参与大学生创新训练计划项目，培养学生发现问题和解决问题的能力，引导学生形成科学思维方式和创新意识，强化学生工程实践创新能力训练。

通过工程创造培训，激发学生自主创新意识，强化创新思维训练，引导学生自行提出科研兴趣课题，自行组建实践创新团队。学生自主课题，按照“教师指导，学生实施”的原则，由学生提创意，教师指导方案设计，学生具体实施，培养学生勇敢探索的意识和严谨实施工程创造的素质。

（4）推行多方位校企联合培养模式。通过

“校企联合”，根据行业需求制定企业实践培养目标和实习方案。学校培养阶段为企业实践打下坚实的基础，为学生适应企业实习做好充分的技术积累和知识储备;企业实践阶段要充分发挥学生技能，提供创造性实践的机会和平台。

通过“产教融合”，让教师到企业参与产品研发、工艺生产、系统调试等环节，提高教师的行业技能和工程实践能力;邀请企业的高级工程技术人员到学校参与部分独立实践教学，把行业产业技能方法和产品技术创新理论直接传授给学生。通过学校和企业融合的实践教学可以提高学生工程实践能力和行业适应能力。

通过“全职岗位”，让学生切实到产业一线参与技术研发、项目管理、生产操作、产品维护等环节，培养学生的产业综合素质，提升学生的工程应用能力和实践创新能力。

2.革新实践教学方式

（1）师生共同实践。通过鼓励教师吸收优秀学生参与个人科研项目，引导学生积极融入教师科研项目，探索“教师主导、学生协助”的工程实践模式，以具体的科研课题激发学生的实践创新意识和兴趣，由教师设计工程实现方案，学生协助教师完成技术设计。通过师生互动开展工程实践过程，提升学生实践创新能力。

本专业有关研究的毕业要求描述为：能够利用电子信息专业知识构建实验系统，安全可靠地开展实验，并有效地获取实验数据。因此，学生申报的大学生创新实践计划项目、实验室开放项目（教师主导）和学生参与教师科研项目子课题等科创活动均是支撑该毕业要求指标点达成的教学活动。

（2）团队互动实践。通过实践创新团队共同研讨分析问题，论证方案设计，开展工程实践过程，锤炼团队综合能力。团队内既有相对独立的任务又有合作完成的内容，分工协同完成实践目标，实现共同参与，共同进步。同时有助于培养学生团队协助能力和集体荣誉感，达到事半功倍的效果。

本专业有关个人与团队的毕业要求描述

为：能够在团队中独立或合作开展电子信息系统设计等相关工作。因此，本专业开设的集中实践课程“电子线路设计综合实践”“信号处理综合实践”“CPLD/FPGA综合设计实践”以及其他学科竞赛等科创训练活动，均是以团队分工协同形式开展的。这些集中实践课程和科创训练活动可以有力支撑该毕业要求指标点的达成。

（3）网络自主实践。基于“互联网+实践教学”的融合模式，利用先进的信息化技术开设多种在线课程，搭建虚拟仿真实践平台，扩展实践教学空间，充分利用学生课外时间和网络资源自行设计实验项目。教师和学生可以通过技术论坛进行交流，实现不受时间、空间限制的教学互动。网络自主实践模式可以激励学生开展基于任务要求的探索性仿真实践，并借助互联网平台有效调整实践方法和策略，提高自主实践效率。

本专业有关使用现代工具的毕业要求描述为：能够合理选择并使用电子信息工程领域的电路系统、信号处理、气象探测方向所需的软硬件设计与仿真平台，对复杂工程问题进行分析、计算与设计。因此，本专业开设的“现代气象仪器”“电子设计自动化”“气象传感器原理与应用”等课程的课内实验均可以采用“互联网+实践教学”的融合模式，便于学生自主、自由进行设计实验，这些课程实验也是支撑该毕业要求指标点达成的主要教学活动。

3.成果检验及持续改进

学生实践创新能力成果的校内检验路径为通过学生实践创新过程中的科研产出检验。通过学生大创项目、实验室开放项目、教师科研子课题或学生自主设计科研课题，所发表的科技论文、申请的专利、登记的软件著作权等进行检验;通过学生各类学科竞赛获奖等级、企业实习评价和毕业设计（论文）质量检验学生实践创新能力。

学生实践创新能力成果的校外检验路径为通过社会问卷、企业走访、毕业生所在单位反馈、毕业生工作业绩、毕业生可持续发展能力等途径，检验毕业生实践创新能力。

通過校内、校外综合检验发现实践创新能力提升培养过程中存在的问题，针对存在的问题，以问题为导向，持续改进和完善实践课程体系设计和精准实施方案，提高学生实践创新参与度、覆盖面及效果。从而构建结合校内质量监控、毕业生跟踪反馈机制以及高等教育系统以外有关各方参与的社会评价机制的闭环运行体系。通过科学有效的质量监控体系，可以有效保障实践教学过程的实施，可以有效促进电子信息工程专业人才实践创新能力培养目标的达成。

参考文献：

[1]成卓韦，吴石金，陈建孟. OBE理念下“3-3-3”融合的新型培养模式——地方高校环境工程专业人才培养体系构建与实践[J]. 浙江工业大学学报（社会科学版），2016，15（4）：452-458.

[2]梁彦清，高莹，王晓燕. 基于OBE理念的课程教学体系构建与实践——以管理学课程为例[J]. 高教学刊，2017（18）：59-61.

[3]杨静. 教研结合 培养研究生的创新能力[J]. 实验技术与管理，2016，33（3）：26-29.

[4]郑大锋，陈砺，王秀军. OBE工程教育理念与化工专业实践教学体系研究[J]. 实验技术与管理，2017，34（5）：154-157.

[5]杨俊东，蔡光卉，罗亚军，等. 低年级学生的生产参观实习教学的实践[J]. 电气电子教学学报，2015，37（1）：46-48.

[6]刘卫东，熊杨，张丹平. 基于过程要素模型的新工科专业建设质量分析与评价[J]. 高等工程教育研究，2019（1）：34-40.

[7]唐静静，齐文丽，徐雪萌. 新工科背景下课程教学改革现状分析与启示[J]. 高教学刊，2019（13）：112-114.

[基金项目：江苏高校品牌专业建设工程资助项目（PPZY2015B134），江苏省高等教育教改研究课题“OBE理念下电子信息工程专业实践教学体系构建与实践”（2019JSJG261），江苏省高等教育教改研究课题“新工科背景下电子信息专业多元协同育人模式的探索与实践”（2019JSJG261），新工科研究与实践项目“学科交叉的气象信息工程协同育人新模式探索与实践”（E-SXWLHXLX20202612）]

[责任编辑：余大品]