基于OBE 理念的“三结合”任务驱动式《模拟电子技术实验》课程教学改革探索

柳 成，刘慧宣，陈 艳

（江西科技师范大学信息与机电工程学院，江西 南昌 330013）

1 前言

在党和国家提出的“创新驱动发展战略”引领下[1]，新材料、新能源以及物联网、量子通信和人工智能等新技术的快速迭代对工程技术人才的创新能力和创新意识提出了更高的要求，也使得高等工程教育的深化改革势在必行。成果导向（Outcomes-Based Education，OBE）的教学理念为高等工程教育的改革提供了借鉴[2]。如何以学生的学习成果为导向进行教学设计和教学评价成为了当前热点问题[3-5]。

实验实践类课程是工程教育的重中之重，对于创新思维的训练和创新能力的培养具有重要的作用。《模拟电子技术实验》作为电子信息类专业的基础实践课程之一，其教学成效将直接影响到学生创新能力的养成。然而，传统的教师主导型教学模式过分强调了教师的“教”，而忽略了学生的“学”。这种“教师讲实验、学生做实验”的方式在教学内容设计、课堂教学方式以及考核评价方法等方面都存在诸多弊端，不利于培养学生的实践和创新能力，与OBE 教学理念背道而驰。针对该教学现状，国内各高校教学工作者提出了学科竞赛与实验教学融合、以考促赛、项目教学、分阶评价、多元考核等改革措施[6-9]，取得了较好的教学成效。然而，现有这些举措主要是针对实验教学的特定环节提出的，其推广与应用受到硬件平台、培养定位以及生源质量等因素制约。本文将教学内容、教学方法以及评价反馈等三个教学要素进行整体设计，提出了利用理实结合、线上线下结合、课内与课外结合的“三结合”方法实施任务驱动式实验教学改革的新思路（图1），建立了“课程设计—课程评价—持续改进”的闭环教学模式。

图1 本文所提出的课程改革整体设计与实施思路

2 产出导向的“三结合”任务驱动式教学改革探索

2.1 重构实验教学内容

《模拟电子技术实验》课程具有实践性、工程性特征。传统教学模式以认知目标为基础，且教学内容中以验证型实验项目居多，相互联系不紧密、没有层次性，很难适应“教师主导、学生主体”的OBE教学模式。因此，教学内容重构是本文所述教学改革模式的首要问题。依据本校电子信息、工程专业毕业生能力要求，本模式确定了课程的教学目标：（1）具备利用常用电子仪器、仪表测试模拟电子系统的能力；（2）能够根据特定需求设计基本的单元电路，并具备分析和性能评估的能力。然后，以该课程目标为逻辑起点，借鉴美国心理学家布鲁姆提出的学习活动的六种能力模型[10]，将能力目标细化为认识理解、综合应用和研究创新等三个层次，并相应设置基础型、综合设计和创新型等三个模块和六个实验项目（表1），进一步分解得到各实验项目的具体任务与目标。这种递进式、分层化的教学内容重构方式体现了学习活动由低阶向高阶发展的认知规律，能够有效的支撑课程目标的达成。

表1 模块化、层次化的实验教学项目重构

2.2 转变课堂教学方法

实验教学课堂常规的组织形式是教师对实验原理、内容与步骤进行讲解，然后学生按照步骤连接电路和测试数据。由于受到课时、实验场地的约束，学生往往没有参与实验方案、实验内容以及实验步骤的设计过程，且没有足够的时间观察、分析和排除实验中的电路故障，导致了学生的厌学、畏难等情绪。这对于他们实践和创新能力的培养极为不利。本模式将实验课堂以任务驱动的形式适当前置，并与理论教学有效融合，能打破课堂教学时间、空间的局限，克服传统教学方式的弊端。具体是利用“任务主导、教师引导、学生主体”的设计原则，将教学过程分为课前、课中和课后三段（图2），以任务驱动为主线，通过理论与实验、课内与课外、线上与线下结合的“三结合”方法有效衔接课前和课中教学过程，而课后主要用于完成评价反馈过程。具体如下：

图2 “三结合”任务驱动式课堂教学形式

（1）课前任务驱动教学环节首先是在《模拟电子技术》 理论课程教学过程中预先布置实验任务，使学生带着目的和任务完成理论学习，实现“理论与实验结合”。在此基础上，学生自行拟定实验方案、测试内容和步骤，并完成仿真设计。其次，建立开放实验室制度，即学生可根据课前环节的需要自主预约实验室，并安排高年级学生值班指导。从而学生能充分利用课外时间完成部分测试和分析任务，实现“课内与课外结合”。

（2）学生带着课前环节的问题进入课堂，使得课中环节主要是通过“互动导学”的方式检查验收课前实验结果，并引导学生解决课前遇到的问题，培养学生分析解决问题的能力，提升其实践和创新能力。在具体教学实施过程中，本模式采用SPOC（Small Private Online Course 小规模限制性在线课程）形式[11]，将电子仪器、仪表使用规范、典型案例等制作成微视频，并通过“学习通”线上平台、QQ 群等进行发布，使得学生课前可根据实验任务自主学习，从而实现“线上线下结合”。

（3）课后环节主要由学生对实验数据进行整理、分析处理，完成实验报告，而教师对学生的预习、实验表现以及实验结论进行评价分析，并将结果反馈给学生，最终实现从教师“教”到学生“学”的转变，从而促成课程目标的达成，切实落实OBE 教学理念。

2.3 实施过程化的考核与评价

针对实验实践类课程，如何建立科学、合理的考核评价方法是教学改革面临的另一个关键问题。目前，大多采用实验抽测的方式进行考核，即教师以学生实验数据的正确性与合理性为评价依据进行能力评价。这种终结性考核方法过分强调实验数据和结果，忽略了学生的能力养成过程，不能有效支撑课程目标的达成。基于本文提出的“三结合”式课前、课中、课后三段教学法，设计了分段、分阶的过程化考核评价方法，其特征与内容如下：

（1）由终结性评价转变为形成性评价。改变以往从做过的实验中抽取一个实验，或者设计一个相关新实验项目限时完成来考核的方式，将考核从期末的终结性考核转移到平时每一个实验项目，学生每完成一个实验项目就会获得一个考核成绩。这样有利于动态了解学生的学习情况，并通过连续反馈和持续改进提升教学质量。

（2）分段评价每个实验项目，即分为课前、课中、课后三段。其中课前评价点主要涉及实验设计、软件仿真能力，课中评价点涉及学生的实验操作、仪器使用、电路故障排查等测试分析能力，课后评价点涉及数据整理分析以及表达沟通能力。

（3）分层评价基础、综合设计和创新型实验。根据不同层次实验项目对课程目标能力的支撑关系，将成绩构成中的课前、课中和课后设置不同的权重。其中基础验证性实验项目重点突出课中验收环节，而对于综合设计性实验，课前环节为考核重点。创新型实验项目应该课前、课后“两头抓”，让学生能发现问题，并找到解决问题的方法。

3 结论

《模拟电子技术实验》是电子信息类专业的基础实践环节，对该专业学生创新思维的训练和实践能力的培养具有举足轻重的作用。鉴于该课程传统教学范式的诸多不足，本文基于OBE 理念进行了积极的教学改革和实践，以任务驱动为主线，设计了“三结合”式课堂教学新模式，并建立了与之相适应的教学内容、考核评价体系。最终，通过充分利用课程理论教学、课外环节以及线上平台等教学要素的协同作用，使学生充分参与到实验方案设计过程，实现了由“教”到“学”的转变。该教学改革方案对学生提出了更高的要求，但却不受课时、实验场地限制，因此未来有望推广应用于同类实验实践课程的教学中去。