OBE协同育人在“电子设计与创新实战”课程的应用

邓忠惠 谢微

摘要：以“电子设计与创新实战”课程为出发点，依据OBE协同育人的理念，从“构建团队，开发课程”“嵌入元素，点亮课程”“赛课结合，提升课程”等方面开展在“电子设计与创新实战”课程中的应用。以“夯实基础课程入门阶段—能力储备综合设计阶段—协同创新高阶实践阶段”层层递进的内容安排，教学质量精准定位，面批作品，释放思维；OBE协同育人重在过程培养、形成性评价，评价学生的同时也指导教学过程本身。OBE协同育人在“电子设计与创新实战”课程中的应用，是思政元素深化OBE反向设计培养目标的内生模式，更是一种课程思政耦合OBE“创新实战”教学模式。

关键词：OBE协同育人；电子设计与创新实战；教学改革；形成性评价

习近平总书记强调“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人”［1］。党的十九大报告指出“建设教育强国是中华民族伟大复兴的基础工程，必须把教育事业放在优先发展位置，要全面贯彻党的教育方针，落实立德树人的根本任务”［2］。“课程思政”是“同向同行、协同效应”的一种积极回应［3］，是“立德树人”这个中心环节得以实现的必经之路。但“课程思政”并不是一门专门的课程，而是一种新的教学理念。许多高校对实验课程、专业基础核心课程、虚拟仿真实践课程等进行课程思政改革［46］，并提出具有学科特色且可实施的举措。

“产出导向教育”（OBE）具有目标导向，能够衡量培养学生“能够做什么”；要求学生掌握获得结果的过程或方式，从解决有固定答案问题的能力拓展到解决开放问题的能力。OBE遵循“反向设计”原则，倡导通过持续改进以不断提高教学质量，在培养目标和毕业要求上强调对学生工程实践能力和创新能力的培养［710］。

“电子设计与创新实战”是电子信息类专业的专业基础必修课程，旨在加强学生基本实验技能的综合训练、培养和提高学生的实际动手能力和工程设计能力。有关“电子设计与创新实战”的“课程思政”教学素材、案例与资源比较少，资源库建设还比较薄弱，相对成果比较少。笔者以“电子设计与创新实战”为出发点，从课程教学改革的路径、内容安排、教学质量、形成性评价等4个方面着手，以期构建一种课程思政耦合OBE“创新实战”教学模式。

1“电子设计与创新实战”开展OBE协同育人教学改革的路径

1.1构建团队，开发“电子设计与创新实战”课程

课程以学生工程设计能力为导向，面向广西，辐射粤港澳大湾区，扎根中国大地，结合人工智能学院“三通三合二顶”模式，考究“学生自身双向需求的关系、课程教育与工程能力的关系、人才培养规格与行业本身的关系、教学活动与培养目标的关系”等，确定课程体系。从“电源类、信号源类、无线电类、放大器类、仪器仪表类、数据采集与处理类、控制类”等方面切入，结合大学生电子设计国赛、广西区赛等赛事相关内容开展。以人工智能学院为依托，教研室为单位，组建大学生电子设计大赛教师管理团队，负责整理、归纳历年国赛、广西区赛的比赛题目，并组建、培训和指导学生参赛团队。

1.2嵌入思政元素，点亮“电子设计与创新实战”课程

1.2.1培植社会责任，拓展综合素养

工程通过实践方式来创造美好世界，“电子设计与创新实战”课程涉及组成工程体系的内容，通过学习和实践，让学生认识世界的美并创造美好的世界。

1.2.2设计作品，提升合作能力

课程包含仿真软件Multisim14的使用、制作单级放大电路、制作程控放大电路和波形变换电路、制作脉冲计时器、仿真软件proteus的使用、单片机最小系统设计等内容，在仿真与实践环节中要求学生在有限的时间内完成资料收集、硬件设计、软件设计、报告撰写等。此时，分工与合作则更加突显其重要性。

1.2.3心怀使命，科技自信

课程中植入与“电子设计与创新实战”相关的“卡脖子”关键技术，指出课程科技自信的重要性。通过“中国高铁的故事”“中国芯”，以新经济和新产业为背景，以立德树人为引领，以应对变化和塑造未来为设计理念，以继承创新、交叉融合、协调共享为途径，培养适应未来发展的创新型、多元化高素质卓越工程人才［11］。

1.3OBE贯通电子设计比赛，提升学生“创新实战”的工程能力

课程主要涉及模拟系统设计、数字系统设计、单片机系统设计和综合系统设计四个模块。综合系统设计包括信号源类、电源类、仪器仪表类、数据采集与处理类、无线电类、放大器类等内容。根据OBE反向设计原则，将“电子设计与创新实战”的内容整合再创新。由下图可知，国赛中“控制类”所占比例比较大，并且在2003年、2011年、2015年、2017年、2019年、2021年中各有2个比赛题目。“仪器仪表类”所占比重也比较大，国赛中从第2届至第15届，每届都有涉及。“电子设计与创新实战”以全国大学生电子设计竞赛的“培养大学生的创新能力、协作精神，加强学生动手能力和工程实践能力，促使学生针对工程问题进行电子设计、制作的整合能力”的目的为导向，分成“6+2”个训练专题，以层层递进的形式开展电子设计竞赛真题训练。

历年历届大学生电子设计国赛比赛题目图

2“电子设计与创新实战”课程思政耦合OBE教学改革的内容安排

2.1夯实基础课程入门阶段

元器件的识别与检测、仪器仪表的使用、模块电路设计、电路板的制作、电路调试、电路測试等技能融入“元”项目，比如“单级放大电路”“信号发生器”“波形变换电路”“脉冲计数器”“数字钟”“单片机最小系统”等“元”项目制作中，以点及面，层层推进，夯实课程基础。

2.2能力储备综合设计阶段

应用型本科的学生需要具备工程能力，包括仿真软件应用、电路参数设计、系统构成、元器件选型、单元电路调试、系统调试等能力，掌握51系列、MSP430系列、STM32系列单片机的基本原理和应用，熟悉仿真软件proteus和Multisim14软件的使用。通过题目“LC谐振放大器设计”“基于STM32单片机数字钟电路的实现”“基于MSP430单片机程控滤波器的设计”“基于UC3843的BOOST升压模块制作”等，从设计作品、选择元器件、硬件制作、软件设计、系统调试和测试等环节逐步推进，提高学生的电子系统设计、电子系统联调等能力。

2.3协同创新高阶实践阶段

以全国或广西区大学生电子设计竞赛命题为研究内容，选取“滚球控制系统”“微电网模拟系统”等真题进行解析和真题实践。此阶段由学生自主组队、领取任务、分工协作，依据“阅读设计需求—查阅资料—方案论证—电路设计仿真—电路制作—电路调试—撰写报告”等环节进行。以“模拟电磁曲射炮”为例，通过作品制作、答辩等环节，初步建立学生对电子设计大赛的整体认识，串联课程内容，激发学生对课程的热爱，学生通过自荐、教师指导、面试答辩等培养环节提高参赛水平。

3课程思政与OBE耦合，教学质量精准定位

课程依托电子设计创新基地，依据实践平台“开放+自主”、科研训练“项目+团队”、比赛实践“任务+成果”的模式进行。

3.1设计“能力梯度”的项目化教学内容

教学内容的设计以项目作为结构框架中的节点元素，以项目为驱动，按照“引入问题—分析问题—解决问题—归纳总结”的思路，将“学中做”和“做中学”有机结合，构造“能力梯度”训练模式，完成项目化教学内容。

3.2依托4个支点，赛事反哺教学

利用贺州学院人工智能学院平台优势，依托4个支点（管理、方法、路径、课程），落實赛事反哺教学的目标，形成“教学—赛事—社会实践”的套环形式，拓展学生创新思维，深化学生实践内容，让高质量项目、高质量比赛作品落地生根，发挥成果引领作用。

3.3回归工程，循序渐进

利用单片机模块、输入输出模块、接口芯片、控制对象、扩展单元接口、仿真软件等开发单片机实验设备，通过模块化设计，能够完成一定产品的设计，同时和当地企业组建联合研究中心，把企业的需求发挥创新的思维，研发产品，回归工程。

4面批作品，释放思维；形成性评价，育人有成效

“电子设计与创新实战”是一门16学时讲授+16学时实验的课程，“设计作品”环节是实践、实训的基础。形成性评价可根据学生设计作品的创新型、实用性、电路复杂程度、PCB布局设计、焊接组装质量、电路实现功能、技术指标完成效果、课题答辩、作品演示等进行综合测评。

学生完成课程实验的“初作品”后，教师“面批作品”，围绕学生作品提出改进意见。学生修改作品，最终形成作品。“设计作品”面批内容和评分见下表。经过面批，学生了解课程作品可以提升的空间，明白学习过程中存在的问题，知晓与大学生电子设计国赛、广西区赛之间的差距，学习困惑得到解决，学习质量监控更加精准定位。

结语

落实立德树人的根本任务，深化思政元素组织植入与课程内生相结合，通过OBE协同育人在“电子设计与创新实战”教学改革的路径、内容安排、教学质量、形成性评价等4个方面进行探索，研究赛事融入教学、面批作品等环节，释放思维；采用形成性评价，指导教学过程本身。构建地方应用型本科院校电子信息类专业课程思政耦合OBE的“创新实战”教学模式，提升学生工程能力，育人有成效。

参考文献：

［1］习近平.在全国高校思想政治工作会议上强调：把思想政治工作贯穿教育教学全过程，开创我国高等教育事业发展新局［DB/OL］.（20161209）http：//dangjian.people.com.cn/n1/2016/1209/c11709228936962.html.

［2］习近平.习近平十九大报告（全文）［DB/OL］.（20171018）http：//news.sina.com.cn/o/20171018/docifymyyxw3516456.shtml.

［3］杨娇娇.高校专业课教师在课程思政实践中存在的问题及对策研究［D］.湖南大学，2019.

［4］王春燕，房芳.课程思政改革在高校化学实验教学中的探索［J］.实验室研究与探索，2021，40（04）：217221.

［5］展鹏，蒋小飞，王艺铭，等.药学专业无机化学“课程思政”教学初探［J］.大学化学，2019，34（11）：6167.

［6］杨丽艳.思想政治理论课虚拟仿真实践教学平台的构建［J］.实验室研究与探索，2016，35（05）：272274+295.

［7］贾惠芹，屈宸光，朱凯然，等.基于OBE理念的工程应用类课程目标达成度评价方法［J］.大学教育，2020（12）：4649.

［8］徐永霞，赵洪雷，李学鹏，等.基于OBE模式的食品化学课程目标达成度评价方法［J］.食品工业，2020，41（12）：261263.

［9］王波，王美玲，刘伟，等.基于产出导向的电子技术课程设计教学改革［J］.实验室研究与探索，2019，38（09）：224227.

［10］周春月，刘颖，张洪婷，等.基于产出导向OBE的阶梯式实践教学研究［J］.实验室研究与探索，2016，35（11）：206208+220.

［11］鲁春霞.“新工科”视域下高校工程伦理教育的思考与探索［J］.高等理科教育，2021（01）：812.

基金项目：广西高等教育本科教学改革工程项目：基于6A学习构建多模态金课的探索与实践（2022JGZ169）；贺州学院教学改革工程项目：课程思政耦合OBE“3433”新工科教学模式的探索与实践（hzxyybjg202107）；广西职业教育教学改革研究项目：基于现代产业学院的实施双主体育人的探索与实践（GXGZJG2022B164）

作者简介：邓忠惠（1980—），男，壮族，广西横县人，高级实验师，研究方向：嵌入式与智能控制。

*通讯作者：谢微（1984—），女，壮族，广西蒙山人，高级实验师，研究方向：课程建设与教学研究。