基于OBE 理念的RFID 原理与应用课程教学改革与实践

操德文，蔡跃进，刘桂江

（安庆师范大学 计算机与信息学院，安徽 安庆 246133）

0 引 言

2022 年7 月全国团体标准信息平台发布了《工程教育认证标准》（T/CEEAA 001-2022）团体标准。工程教育专业认证作为工程教育质量保障制度，在国内外受到广泛应用。工程教育专业认证对高校教育起到了重要的质量保障和质量改进作用。我国工程教育专业认证倡导三个核心理念：以学生为中心、产出导向和持续改进[1-3]。成果导向教育（Outcome-Based Education, OBE）理念是追求卓越教育的有效方法，在国际工程专业认证领域取得了实质性的效果，已形成了非常系统的理论体系和操作范式[4-5]。

在工程教育专业认证的背景下，我国高等教育需要更好地适应经济建设和社会发展需要，以迎接新一轮信息革命的机遇与挑战，亟需以OBE 教育理念为指导，深入开展教育教学改革，实现从以学科为导向向以成果为导向转变、从以教师为中心向以学生为中心转变和从质量监控向持续改进转变[4]。按照工程教育专业工程认证的要求，在OBE 教育理念的指引下，针对RFID 原理与应用课程教学中所存在的痛点问题，对该课程的教学方式和评价体系进行了改革与实践。

1 课程的特点和教学现状

安庆师范大学物联网工程专业是国家级一流本科专业建设点，RFID 原理与应用是物联网工程专业的一门核心基础课。RFID 技术作为一种主要的物体互联通信技术，是物联网信息革命的起源。通过该课程的学习，要求学生具有学习知识、设计开发系统、分析数据和撰写报告等能力；要求学生能够自主学习、合作学习和探究学习；要求学生具有家国情怀、责任与担当和团队协作精神，恪守学术道德和坚守学术诚信。本课程的任务是从电磁学、电路、无线传输以及系统设计多个层次，使学生掌握RFID 射频电路的传输特性以及系统综合分析、设计方法和实际RFID 工程应用等方面内容。近年来，本专业RFID 原理与应用课程一般设计为理论教学（34 课时）和实验（51 课时）。

工程教育专业认证背景下，对照OBE 理念，RFID 原理与应用课程教学存在问题如下：

（1）教学偏重理论知识的讲授，而不考虑如何提高学生的综合分析和解决RFID 领域复杂实践工程问题的能力，与课程的能力培养目标存在较大差距，教学理念陈旧。目前RFID 原理与应用课程的教学中，基本上以教材、课堂、教师为中心，学生习惯了被动地接受知识，缺乏主动学习的积极性。以往仅通过课后作业和期末考试来考察学生基础理论知识的理解和掌握情况，忽视了学生应用能力的培养及评价。实验课程作为重要的实践实训环节，也多以验证性实验为主，实验的难度和深度与实践过程中的复杂工程问题有较大差距，达不到培养学生的创新精神和解决复杂工程问题的能力。

（2）教学考核与评价方式单一，缺乏阶段性考核。传统的课程总评成绩仅包括平时成绩和期末考试成绩，计算公式为：总评成绩=平时成绩×40%+期末考试成绩×60%。这种评定方式未将实验实践成绩单独列出，且期末考试采用统一命题的闭卷考核，着重考察学生对理论知识的掌握情况，容易造成死记硬背知识性考察，忽视了对学生综合分析和解决RFID 领域复杂工程问题等综合素质的培养。该考核标准相对统一，难以针对每个学生给出阶段性评价。

2 基于OBE 教育理念的教学改革

2.1 依据工程专业认证标准完善教学大纲

面向学生能力培养的课程教学设计需要围绕着课程目标和预期成果来展开。我们贯彻OBE 的教育理念，对照中国工程教育专业认证标准制定的人才培养方案和相应的物联网专业毕业要求，重新修订了该课程的教学大纲[6]。首先根据该课程所支撑的毕业要求指标点来重新设计课程目标；然后依据课程目标，设计和实施该课程的教学环节，建设相关线上线下课程资源；参照课程目标与教学环节，设置课程评价内容，包括线上测验、线下作业评价、实验能力评价和期末考试等，实施课程目标达成情况评价；最后根据教学质量评价结果对教学内容、教学方法和教学资料等进行持续改进。

以OBE 教育理念为指导，参照物联网工程专业的培养目标和毕业要求，修订课程目标对学生能力的要求如下：

课程目标1：理解RFID 系统组成结构和工作原理，以及RFID 技术中的无线通信技术理论；系统地掌握射频识别技术的知识并能灵活运用。

课程目标2：熟悉射频识别的各种无线电技术、识别系统、电磁场、电磁波、天线等方面的相关物理基础知识，从而掌握射频识别的基本作用原理；具备对射频识别标签天线的设计、仿真、研发和测试等一整套流程的实现能力。

课程目标3：能够设计实验方案，完成实验，能分析实验数据并得出结论，具有撰写报告的能力；培养理论联系实际、实事求是、严肃认真的科学作风。

课程目标4：了解RFID 技术新发展，了解RFID 技术新应用；能够掌握课程中的英文专业术语，熟练阅读和翻译相关英文专业资料，灵活运用英文进行口头和书面表达。

2.2 以培养学生能力导向，改革教学方式

针对当前存在的“以教为主、课堂灌输为主”的传统教学方式，我们以OBE 教育理念为指导，根据课程修订培养目标，采取分步式的教学方法，将重难点分散在不同的教学环节中，帮助学生集中精力逐个梳理问题并研究解决。该课程的理论教学采用“理论知识点讲解+工程实例分析+前沿报告讲座”的教学策略。实验实践采用“教师示范引领+学生实践动手+师生互动研讨”的教学方式，实验过程中注重学生创新精神和实践能力的培养[7]。具体实现路径如图1所示。

图1 教学环节设计

2.3 理论与实践教学有机结合

RFID 原理与应用课程是以能力培养为目标，注重工程教育实践实训，让理论教学服务于工程实践实训，理论教学与实践训练并重。在实践教学中，以问题牵引、项目驱动方式设计具有挑战度的解决方案。以实验教学为例，减少验证性实验，增加综合性实验，强调自主设计性实验，增设科研探索性实验。其中，综合性实验是以任务带动学习，提高学生分析和解决问题的能力；自主设计性实验，是学生以小组为单位，自主选题设计方案，线上/线下师生讨论完善，最终完成设计目标，培养学生在多学科背景下的团队协作能力；科研探索性实验，是学生进入教师科研团队，以解决科研问题为目的选题，教师引导学生进行探索式与个性化学习，进行研究性和创新实验。培养学生综合分析和设计解决RFID领域的复杂工程问题的能力，并能够在工程实践中体现创新意识和人文精神[8]。

2.4 依据工程教育专业认证标准完善课程教学大纲

《国务院办公厅在关于深化产教融合的若干意见》中指出，在新形势下，产教融合在全面提高教育质量、扩大就业创业、推进经济转型升级、培育经济发展新动能等方面具有重要意义[9]。积极与企业和机关单位开展产学研合作，在深化产学研合作服务地方的同时，也极大地锻炼和提高了教师的实践应用能力。同时，教师也能够在科研实践中积极调动学生的能动性，辅助完成部分产学研合作项目，并将其转化为项目储备。邀请专业人士来校进行相关技术知识的讲座培训，扩大学生参与度，引导学生高质量就业创业。如邀请合肥宏晶电子科技公司的技术人员来校对学生进行硬件方面的培训和实践。部分师生积极参与我校“人工智能产业学院”的建设工作，基于安庆市环境监测治理与生态保护等需求，已与安庆市生态环境局、农委渔业局等部门合作，建成了化工物联网监测等平台，并积极探索江豚智能监测保护，持续深化校市合作，有针对性地培养高质量应用型人才。

2.5 完善课程评价与持续改进

课程目标的达成情况评价机制是衡量人才培养质量的科学性和规范化的有效手段之一[10]。课程目标达成情况评价是保证教学质量和促进持续改进的重要工作，也能够为毕业要求达成评价提供基础材料。课程评价包括对课程本身的评价和对选修学生相应能力达成情况的评价，帮助分析教学过程中存在的主要问题。具体实现步骤如下：（1）汇总教学过程中的有效基础数据；（2）依据对学生的考核结果，计算各项课程目标的达成度；（3）根据课程目标达成度情况，分析学生能力达成的情况，及时发掘教学中存在的问题和需要重点帮扶的学生；（4）就发现的问题，提出具体的改进措施，将持续改进落实到位。

RFID 原理与应用课程评价手段见表1 所列，课程总评成绩包括平时成绩、期末成绩和实验成绩，其中平时成绩包含线上测验、课前测验和作业评价三个部分。

表1 课程目标达成情况评价

3 结 语

以OBE 教育理念为指导，结合RFID 原理与应用课程的特点和教学现状，从“依据工程教育专业认证标准完善课程教学大纲”“以培养学生能力导向，改革教学方式”“理论与实践教学有机结合”“深化产教融合，推进校企合作协同育人机制”“完善课程评价与持续改进”五个方面进行了课程教学研究与改进，落实了OBE 教育理念。本课程整套改革方案已在我校物联网工程专业2019 级和2020 级的四个班级完成实验。实践表明，通过上述课程改革，有效激发了学生的学习兴趣，提高了学生学习的主动性和创新能力，取得了良好的教学效果。