基于OBE的融合教学模式在测控专业课教学中的应用

孙鹏 冯新宇 曹小燕 王蕴恒

[ 作者简介 ]

孙鹏，女，山东莱州人，黑龙江科技大学电气与控制工程学院，教师，副教授，硕士，研究方向：精密仪器与过程控制。

冯新宇，男，黑龙江北安人，黑龙江科技大学电气与控制工程学院，副教授，硕士，研究方向：智能仪器与过程控制。

曹小燕，女，山东德州人，黑龙江科技大学电气与控制工程学院，副教授，硕士，研究方向：智能仪器与过程控制。

王蕴恒，男，讲师，黑龙江齐齐哈尔人，黑龙江科技大学电气与控制工程学院，硕士，研究方向：智能仪器与过程控制。

[ 基金项目 ]

黑龙江科技大学2020年教学研究重点项目，项目名称：以金课建设为导向的测控专业融合式教学模式改革探索，编号：JY20-15。

[ 摘要 ]

本文在分析测控专业课教学特点的基础上，提出了基于成果导向教育理念进行融合教学模式改革的思路。首先提出了在专业课教学中融入思政教育，实现育才先育人的理念，引导学生以积极的心态开展学习;在教学安排上融入创客教育精神，采用多种教学形式融合提高学生素质。在疫情流行时，通过多种智慧教学软件进行线上教学，保证教学质量。考核环节通过多元评价考核，引导学生重视学习过程本身，实现成果导向;同时教师应与学生进行平等的对话，不断了解学生需求，实现以学生为中心，持续改进教学过程。实践证明，融合教学模式取得了一定成效。

[ 关键词 ]

成果导向;融合教学;多元评价;思政育人

中图分类号：G64

文献标识码：A

DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2022.02.033

测控技术与仪器专业属于工科电类专业，是机械、电学、光学多学科交叉的专业，专业课具有专业性强、实用性强、实践性强的特点，学生很难从单纯的理论课教学中提高专业能力，做到学以致用。高校工科专业培养目标就是培养能适应社会需求的工程技术专业人才，因此要通过多种教学模式的融合运用，努力提高学生的专业知识应用水平和动手能力，实现学生毕业后能快速适应工作岗位需求的目标。因此，在专业课教学中要强化目标意识，以学生能够学会什么、掌握了什么为核心组织教学过程，这也就是常说的OBE教学理念，即成果导向。这种教学理念和灌输式教学有本质的区别，它要求教师的教学设计要从成果反向设计，以学生掌握了什么知识、具有了什么能力、产生了什么样的价值观为导向，细化每堂课的教学目标，运用多种教学手段，从多渠道开展教学，多种教学模式相互融合，达到快速提高学生专业实践能力，培养全面发展的合格工程技术专业人才的目的。为实现上述人才培养目标，笔者及同事在测控专业教学过程中以OBE理念为指导，进行了一系列教学改革，取得了一定的成效。

1 思政育人提高专业认同感

测控专业课的共同点是密切联系实际，对学生的动手能力要求高，如果学生按照传统的学习模式很难达到好的学习效果，容易因为方法不对而对学习失去自信。本着育才先育人的思想，我们在专业课教学中引入课程思政，让学生看清专业前景，有自信、有目标、有兴趣地去学习。我们在教学中首先介绍专业知识成功应用的先例，介绍学习过程中的重点和难点，采用先实践、后理论、再实践的教学过程，降低学生专业课学习的门槛。例如，在误差理论课绪论中，教师以“失之毫厘、谬以千里”介绍精确误差计算在航天领域中的重要性;介绍在进出口贸易中，由于不进行精确计量可能产生的损失等，通过实例让学生明确学好专业知识的重要性，提高学生学习的积极性。

同时以秀学生为榜样，鼓励学生坚定自己的专业志向，带着兴趣、爱好去学习专业知识。通过提高学生的专业认同感变被动学习为主动学习，以育人和育才相融合的教学理念提高专业课教学质量。

2 创客教育提高实践能力

创客教育的核心特征是跨学科、智能化、软硬件结合，强调打破学科界限，用综合的学科知识去解决一些具体问题。

测控专业课中的现场总线技术具有综合性很强的特点，它的先修课程包括微机原理、单片机原理、通信原理、传感器技术等，教学安排上我们让学生先了解现场总线的基础知识，在此基础上介绍常用器件的原理，并据此基于单片机进行硬软件开发，解决一些总线设计的核心技术问题。可见，这门课的学习过程是多学科融合的集中体现，我们在教学中重视知识点的融会贯通，尽量淡化理论，强化应用，这一过程完美体现了创客教育的精神。

在专业课学习的过程中学生普遍感觉单片机偏难，这是由于单片机课程起步门槛较高，需要记忆大量的单片机指令和内部寄存器原理等知识，为此我们在教学中加强了实践教学，课程中穿插了一周的实践训练，让学生用单片机实验箱动手编程进行硬件驱动，从最简单的延时程序、定时程序，到编程实现按键接口、驱动LCD显示器，到最后实现十字路交通灯的控制，由浅入深地让学生掌握单片机编程的基本技巧。当学生出现程序调不通时，不是直接告訴他们错在哪里，而是引导他们厘清思路，判断可能存在的问题，在应用中有目的性地记忆单片机的指令和原理，降低学生学习的门槛，使他们对枯燥的学习产生兴趣，最后爱上单片机的学习。实践证明，将创客教育思想引入教学、优化教学过程，可以快速提高学生的实践能力和动手能力。

在教材的选择上我们以创客教育精神为主导，选择应用性强的教材。例如，选择有实战经验的专业技术人员编写的教材，或者选择工程技术人员网评较好的教材，学生通过教材可以掌握一些实用的专业技能，而不是纯理论的说教。

课程设计同样是能体现多门课程融合性的教学环节。在学生大三、大四一部分专业课结课后开设总线系统综合设计、测控系统综合设计、机电系统综合设计等课程设计，通过下达具体的设计要求，引导学生灵活运用专业课的知识解决问题。完成设计需要学生用传感器和单片机、执行器构成闭环测控系统;用单片机控制执行器，并用现场总线实现控制信号的远传，构成分布式的控制系统。设计过程中可以引导学生将传感器、单片机、自动原理、现场总线等知识融合运用，提高学生的创造性。

3 智慧教学法保证教学质量

目前新冠疫情还在全球范围内肆虐横行，疫情往往具有突发性，为了使疫情不影响教学进度和教学效果，教师要灵活采用线上和线下两种教学形式。我们在专业课教学中主要采用了钉钉直播、钉钉会议、腾讯会议等进行线上直播教学，例如采用钉钉会议时，上课的学生可以开启摄像，教师可以随时关注学生的学习状态，随机提问，以提高学生的课堂参与度和教学效果。采用钉钉直播，可以限定时间让学生上课签到，以减少上课迟到现象，并作为课程平时分考核的依据。课下可以用钉钉给学生留作业，教师可以限定上传时间，通过钉钉发信息提醒学生按时交作业。同时钉钉软件也支持教师共享自己的电脑屏幕，让上课学生都能看到课件和视频。另外，还可以采用学习通软件进行线上考试，教师可以将考题提前录入学习通软件并定时发布，可以打乱题目和备选答案顺序，可以抓拍学生考试过程，同时开启钉钉会议或腾讯会议摄像头进行线上监考，保证考试的公平公正。

在新冠疫情之初，国内各大中小学校曾经有半年的时间没有进行线下授课，但是在多种智慧教学软件的支持下，学校却可以高质量地保证停课不停学。当时正值学生毕业学期，每周一次的毕业设计指导、期中检查、期末答辩、实习实践我们都借助钉钉会议进行，结果证明可以保质保量地完成各项教学任务。

4 多种教学形式融合提高综合素质

测控专业对学生的实践能力和动手能力要求较高，为此我们专业课教师在教学过程中要注意淡化理论、强化实用性知识的教学，采用任务驱动法，让学生在课后规定的时间内完成课程设计，对教学内容进行有效开发，不规定具体的设计要求，培养学生主动发现问题、主动探索的专业精神。

同时在理论课教学中穿插实验课、实践课，尽量缩减理论教学学时，增加实践、实验学时，使学生有更多的时间和机会动手操作，在实践中加深对专业知识的理解。例如，传感器工程实践主要指导学生完成两类实践——传感器特性实践和闭环控制实践。传感器特性就是传感器输入和输出之间的关系，用到传感器就必须先要由传感器的输出量反推被测的输入量，用于显示和控制。而传感器无论原理如何，一般非线性特性占大多数，反推的过程比较复杂，为了简化这个计算过程，同时又保证足够的精度，一般采用拟合直线代替特性曲线，特性实验就是在测量传感器特性的基础上通过数据处理得到合理的拟合直线，这也是提高传感器检测精度和控制系统精度的需要。另外，传感器可以在闭环控制系统中作为反馈元件，和计算机、执行器一起构成闭环控制系统。这类实践可以让学生体验闭环控制系统的构成，学习PID参数的调节方法，分析控制系统中的误差来源。传感器理论课以讲解一些传感器检测原理为主，理论性较强，它们和传感器的应用距离较远，学生学完以后也不清楚如何应用。而传感器实践课更贴近实际，通过实践学生能够学会如何提高传感器检测精度、如何用传感器构成闭环控制系统，可以说实践才是将原理和工程实际紧密结合的桥梁。

大三、大四的每学年，教师带领学生深入企事业单位实习，聘请有丰富专业知识和经验的专家讲解如大数据、人工智能等前沿的专业知识，这样即可以扩大学生的视野，又可以丰富他们的知识储备，为学生将来能够顺利就业和更好地从事专业工作打下基础。实践证明，通过多种教学形式的融合运用，学生的综合素质明显提高，近年来学生在各类电子设计大赛中获奖的人数逐年增加，毕业生在国内各知名企事业单位高薪就业的人数也逐年增加。

5 多元评价考核实现成果导向

传统的成绩考核以一纸试卷分数论高低，片面强调应试教育，使学生容易形成只看分数、只看成绩、只看学分的倾向，因此应该通过改革考核方式把学生注意力引导到重视实践能力和提高动手能力上来。我们采用的多元评价考核重点是对学生学习过程的考核，比如上课的听课状态是否认真，是否能主动和教师互动回答问题，这一部分计入平时成绩的考核分;实践环节也计入总分，以学生是否能按时完成实践，过程是否具有创新性，是否能主动向教师提出专业技术问题评定成绩;期末考试采用口试和笔试结合，笔试可以采用开卷，对需要花费大量时间记忆的公式可以先抄在纸上带入考场，避免学生临考突击，也使学生可以把更多的精力放在提高专业技术能力上。比如，误差理论与数据处理课纯理论的内容较多、公式较多，学习过程中要用到大量的概率论和数理统计的知识，学生往往缺乏学习兴趣。为了保证好的教学质量，教师一方面注意多举实例，另一方面要求学生认真记笔记，每次讲新课之前对上次课的教学重点进行提问，提示学生可以看笔记口头整理答案，对主动回答问题的学生加分平时，并将这些重点知识作为作业让学生在课下完成，及时记录课程知识点，结课之前再抽查笔记作为平时分的一部分。通过这种对教学重点反复强化的过程，和将学生的学习过程纳入考核，提高学生学习的兴趣，增强师生互动，进而提高教学质量。

多元评价考核使课程总分由几个部分组成，淡化了应试教育的作用，使学生把注意力放到了学习过程本身，更有利于实现培养合格专业技术人才的目标。

6 以学生为中心实现教学过程持续改进

高等教育的最终目标是培养社会需要的合格人才，这正是成果导向教育理念的基本思想。因此教学过程的重点应放到学生学会了什么、想学什么、专业技能是否提高上。作为任课教师应该根据学生的需求不断调整教学内容，比如变教材的专业术语为教学用语，多举浅显易懂贴近生活实际的例子，引导学生主动发现问题、探索知识，实现课内外、校内外信息的充分交换，多举相关的生产生活最前沿实例，激发学生的学习热情。在现场总线教学过程中，我们就一直在根據学生需求不断调整教学内容，每次课以解决实际问题为目标安排教学内容。例如，现场总线理论课里有一些抽象概念，学生普遍感觉不好理解，我们采用举例方式讲解，如讲解“协议”的概念时，让学生将通信的双方想象成两个人，如果他们说不同国家的语言，他们之间一定是不能正确沟通的，如果他们都会说英语，用他们都能理解的英语交流就可以理解彼此的意思，而英语就相当于通信双方交流信息时的协议，这样讲解学生立刻就能明白“协议”这个词的含义了。这样在教学安排上紧密联系实际、淡化理论，这也是在以学生为中心的理念指导下，通过不断了解学生需求、注意与学生互动，进而不断改进教学过程的结果。

7 总结

高等学校工科专业人才培养是一个复杂的过程，单一的教学模式往往达不到培养合格人才的目的，这就需要任课教师转变传统的教育观念，把自己作为学生的平等对话者和引导者，通过了解学生需求不断调整教学过程，注重教学过程本身，教学评价时以过程评价和创造性评价为主，同时注意育才先育人，教学过程中引入思政育人，让学生爱上自己的专业，培养学生正确的人生观和价值观，指导学生以积极的心态学习专业知识。

近几年在全国各高校普遍开展的专业认证活动正是以OBE教育理念为指导思想的，在制定课程目标和毕业要求指标点时都以学生能够得到哪些知识、具有哪些技能为思路编写，表达为学习后学生能够怎样;专业认证活动体现了国家大力深化高等教育改革的决心，它可以指导教师持续改进教学过程。这样的大环境为我们任医教师深化专业课教学改革指明了方向，指导我们以满足社会需求和人才培养目标为导向改进教学过程的各个环节。近年来通过我们不断地实践、理论、再实践的教学过程，测控专业学生素质有明显提高，他们在各级各类电子设计竞赛中屡屡获奖，部分优秀毕业生在国内知名大企业高薪就业，考研率和就业率都在学校名列前茅。

参考文献

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