为全面贯彻党的二十大精神和习近平总书记关于教育的重要论述,落实《关于全面深化新时代教师队伍建设改革的意见》等相关文件要求,开拓教学改革创新思路,打造课程建设特色与亮点,教师应主动适应信息化､人工智能等新技术变革,积极有效开展教育教学工作｡然而,在瞬息万变的当今社会,如何激发学生的学习热情､培养应用型人才,是目前实验课程教学面临的严峻问题｡

为了解决实际教学中存在的问题,众多教育工作者纷纷提出新的教学改革理念｡文献[1]将OBE教学理念融入高校工程教育实践教学中,进行了多维度､深入浅出的分析,培养并提升了学生的创新能力｡文献[2]将PBL教学理念应用于机器人课程教学中,采用项目式教学方式,打破传统教育模式,提高了学生解决实际问题的能力和教学质量｡文献[3]将知识图谱融入大数据类课程PBL教学实践中,基于多种教学资源构建课程知识图谱,在多方面取得了较好的教学效果,如课程思政､质量评估等｡文献[4]将OBE教育理念融入电子信息类专业课程思政教学,阐述了专业层级课程思政教学改革,并取得了具有推广价值的成效｡文献[5]将OBE理念应用到混合式教学设计研究中,并从教学目标､内容､组织等方面进行阐述,具有较好的实践指导意义｡文献[6]将OBE教学理念与线上线下混合式教学相结合,采用现代化的教学手段,注重教学设计与实施目标,关注学生的学习效果,利用MOOC建设线上优质学习资源,丰富学习过程以及能力的多维度评价,提高了学生自主学习的兴趣,形成了新的教学思路｡文献[7]将OBE教育理念应用到模拟电子技术理论课与实验课中,建立了基于OBE的项目式教学环节方案,列举了教学内容､教学目标与教学环节的关系矩阵,该教学方式深受学生喜爱,较大程度地提高了学生的学习兴趣,同时激发了学生的创造力｡文献[8]将OBE与PBL教学方式融合于混合式实验教学实践中,采用线上线下学习成果评估学生的实践能力,借助“爱课堂”进行学生学习情况的数据采集,提升了教学质量｡文献[9]将OBE教育理念应用于物联网工程导论课中,采用“1-2-3”教学模式,提高了学生的学习兴趣以及分析解决问题的能力｡文献[10]基于OBE理念对物联网通信技术课程采用线性回归分析方法分析课程评价数据｡以上多元化的教育方法推进了教育工作的发展,基于OBE的教学理念因其注重学习产出,被广泛应用于实践教学中｡

1、OBE教学理念导入的前因

在新工科背景下,更加注重综合性､个性化､现代化的教学培养模式｡传统的电路分析实验课程教学以教师讲授实验､学生记忆实验步骤为主,这种学习模式易造成学生死记硬背､过度依赖老师的状况,无法激发学生的自主学习兴趣以及提升学生分析解决问题的能力,更难以培养学生的创新能力､应用能力､实践能力｡基于以上问题,本文从电路分析实验课程教学目标出发,贯彻学校办学定位,将OBE教育理念融入电路分析实验课程教学中,通过三位一体的培养方式,培养学生的学习兴趣,促进学生综合实践能力的提升｡

安徽信息工程学院电气与电子工程学院(以下简称“我院”)的电路分析实验课程面向电气工程及其自动化､自动化､电子信息工程､通信工程专业的大一学生开设,包含实验､课外实践两部分内容｡其中,实验部分共20个学时,涵盖10个实验内容｡实验1为常用电子仪器的使用;实验2至实验4为验证性实验,注重培养学生对基础理论的理解;实验5至实验10主要是对一些电路特性的测量,旨在加深学生对电路元件性能的理解,同时加强对学生仪器使用的训练｡每节实验内容均为2个学时,若要在有限的时间内完成实验,则需学生提前预习实验内容,并用Multisim软件仿真实验数据｡但往往学生缺乏自主学习的兴趣,导致实验中出现仪器操作不熟练､实验线路连接错乱､实验效果不理想等问题｡

课外实践包含4个选题,共16个学时,每个学生选择1个题目｡由于题目只有基本设计要求,学生仅需完成简单的电路制作即可,题目设计未呈现阶梯式,导致学生在此过程中缺乏创新性｡此外,考核形式较单一化,由仿真(30%)､演示(40%)､报告(30%)三部分成绩组成,成绩评定形式简单,导致学生最终的成绩相差不大,无法激发学生的学习兴趣｡同时,学生1人1组过于关注个人成绩高低,导致学生沟通协作能力较差,不利于未来职场的发展｡针对以上问题,迫切需要创新教学模式｡

基于OBE教育理念,以学生为中心建立一种以成果导向为目标的电路分析实验项目制教育理念,采用三位一体的教学方式,融入期末考核､项目实践､FIF平台视频,让学生自主学习､主动探究､协作交流｡学生可以通过项目实践亲自动手获取知识,更能深刻体会知识获取的乐趣,更有利于新知识的掌握｡

2、基于OBE理念的电路分析实验项目式教学方式探索

电路分析实验基于以成果导向为目标的OBE教学理念,围绕培养应用型人才的课程目标,采用项目化教学方式实施,通过“实验教学+项目实践”相结合的培养模式,激发学生的学习兴趣,培养学生的实践应用能力｡在实验教学中融入期末考核､FIF平台视频学习内容,激发学生的学习兴趣｡在项目化教学实施过程中,每个项目均设置扩展设计要求,同时2人1组,培养学生的创新能力与团结协作能力｡通过“期末考核､项目实践､FIF平台视频”三者的共同作用,使学生的综合能力得到快速发展｡

2.1项目实践教学设计

(1)通过FIF平台辅助实验教学,培养学生自主学习兴趣

电路分析实验融入8个学时的项目实践,在项目设计要求中增加扩展设计加分项,激发学生的积极性,使部分学生的能力得到显著提升｡为了培养学生的沟通协作能力,要求学生2人1组选择一个项目,根据项目要求利用Multisim软件设计电路､焊接制作实物电路,最后制作答辩PPT｡由于该课程面向大一学生开展,实施过程以学生为主､教师为辅,题目设置有一定难度,部分学生对一些元器件不熟悉,因此教师需提前根据项目内容录制介绍相关电子元器件识别的视频,并录制实际应用案例,如图1所示｡学生通过FIF平台学习认识基本电子元器件的使用,从而引导学生适应项目化教学,为学生项目化课程的实施过程打下基础｡另外,大一学生对Multisim软件不熟悉,项目实践需要使用该软件仿真设计电路,因此在FIF平台上传软件教学视频,使学生掌握用现代工具软件分析解决问题的方法,同时可以通过FIF平台记录学生的学习情况｡整个项目实施过程循序渐进,通过“分组+讨论+合作”的方式培养学生的创造性思维模式和自主解决问题的能力,同时能够增强学生之间的协作配合能力｡在其他学时的实施过程中,采用“学生实施､教师监督”的方式,引导学生在线观看学习视频,在知网､百度等网站查阅资料,利用Multisim软件设计电路,撰写报告等｡通过以上过程能够使学生的综合能力得到大幅度提升｡为了考查项目化教学实施的效果,教师可以通过FIF平台学习记录情况､课堂提问､过程表现､答辩记录､演示情况､报告的撰写情况对学生进行综合评价和打分｡

图1FIF平台教学视频资源

(2)在线学习情况

以我院电信2201班FIF平台自主学习视频情况为例,电信2201班总人数为47人,观看课程视频完成率达到80.18%,总体完成情况良好,说明采用以上教学方式显著提升了学生的自主学习兴趣｡图2为FIF平台视频学习完成率统计情况｡

图2视频学习完成率情况

2.2实验教学设计

电路分析实验通过FIF平台建立视频资源,通过开展实验考核评价实验教学效果｡课前,教师利用FIF平台建立线上教学资源,明确学生需达成的目标｡通过FIF平台线上课堂,给学生提供了自由的学习方式和丰富的学习资源｡课后,利用FIF平台监督学生的学习过程,综合评价学生的自主学习情况｡针对学生的差异化特点,了解和分析学情后,课上进行及时的反馈､辅导和答疑,并调整设计课堂目标,充分发挥学生的主观能动性,使教学效果更加理想｡其次,鼓励学生充分利用丰富的线上教学资源,促进个性化学习,提高学习兴趣和效率｡根据学生的兴趣､能力和需求,提供多样化的学习资源,帮助学生更加高效地学习和掌握知识,提升实践应用能力和解决问题的思维,帮助学生更好地理解和解决现实电路中的问题｡

电路分析实验教学采用天煌DGJ-2型高性能电工技术实验装置,实验线路设计固定,不能够灵活改变元器件参数｡为了激发和促进学生的学习积极性以及工程实践能力,融入期末考核多种方式评判学生的实验成绩｡为了灵活考核,适应我院学生学情,通过不断摸索实验中心自制电路分析实验电路板,并采用自编教材,从而提高学生实验学习的积极性｡从改进教学设计､综合评价学生的实验操作能力等方面出发提高教学效果,驱动教师专业教学能力发展｡

2.3培养学生实践能力

OBE教育理念主导根据教学目标设计教学过程,最终达到预期的教学效果｡教学设计和教学实施的目标是学生通过教学过程最后所取得的学习成果｡如何有效地帮助学生取得这些学习成果,如何评判学生是否已经取得了这些学习成果,需要有可支撑培养目标的､明确的､可衡量的能力要求｡以学生目标能力培养为契机,基于OBE理念的电路分析实验项目式教学方法,按照培养方案要求安排教学活动,以结果导向反向设计教学,正向实施课堂教学｡以学生为中心,持续改进教学方法,打造师生共情的课堂

基于学生在项目实践实施过程中遇到的问题,如对基本理论掌握欠缺､电路基本分析方法和解决问题的能力不足,在电路分析实验项目式教学中通过FIF平台上传线上教学视频,让学生学习,对常用的电子元器件的引脚､工作原理进行介绍,并通过实物演示应用场景,加强学生的认知水平｡同时加入问题思考,引领学生多维度思考,并通过网络资源丰富学生的知识库｡在项目设计目标中加入扩展功能,深化学生的思维能力,鼓励学生创新,对于学生在制作过程中的情况及时给予反馈,激发学生自主学习的积极性｡对于学生遇到的问题,引导学生分组合作探讨,并及时了解学生解决问题的思维方式,给予指导和评判,从而培养学生独立解决问题的能力和协作能力｡大一学生在制作实物的过程中,容易忽略元器件的布局问题,教师在这个过程中需要引导学生通过原理图,将元件合理地摆放到PCB板上,同时注意元件之间的距离,考虑成品最终的美观度,掌握正确的焊接方法,通过实际动手的过程,使学生的实践能力得到提升｡其次,在实物制作中涉及电路基本概念,如节点､支路､回路､等电位点等知识,将原理图与实物电路的制作过程有机结合,由简至难,通过实践去感悟抽象的概念,使学生了解实践课程在整个知识体系中的作用,了解课程内容与其他课程之间的关联关系,从而强化学生对理论知识的理解｡依托实践项目,以学为先,以用为主,培养学生的工程实践能力｡针对学生在电路测试过程中出现的疑难问题,通过课堂分组进行研讨,由各个研讨小组讲解发现的问题和解决方法,使学生从主观上获得乐趣和学习动力｡

课程教学设计方案如图3所示,其中包含教学方法､学生能力培养､其他学时实施过程三个方面｡

图3课程教学设计方案

2.4综合评估学生的学习效果

电路分析实验采用项目化教学方式实施,通过现代化的教学模式､多元化的考核形式,激发学生的学习兴趣,培养学生的工程实践能力和创新思维,为学生后续的专业项目式混合式学习､参加学科竞赛､工作打下基础｡其次,采用多样化的课程考核评价学生的学习成果,融入课程思政考核内容,培养学生的科学思维､工匠精神､创新精神,让学生全方位成才｡

电路分析实验学生课程成绩由平时成绩和期末考核成绩组成｡其中,平时成绩由以下四项成绩组成:课前仿真､过程表现､实验报告､项目实践｡每项成绩的权重见表1｡

表1学生课程成绩构成

项目实践综合总评成绩由小组成员互评､团队贡献､教师评价､验收总评组成,各项成绩的权重见表2｡其中,验收总评包括仿真结果､实物演示､报告答辩三部分,具体权重见表3｡教师评价包括个人素养､团队协作､知识扩展､角色担当､创新性､总结能力,各考查部分的权重见表4｡

表2项目实践综合总评成绩构成

表3项目实践验收总评成绩构成

表4项目实践教师评价成绩构成

通过教师评价､小组成员互评分数等多维度评价学生成绩,注重学生的学习过程评价｡通过改进项目实践评分体系,使得评分更加合理､公平,促使学生能够主动积极地完成项目任务,同时具备较好的团队协作能力,能够积极主动地思考｡对于实践过程中遇到的难题,学生能够主动上网查资料,或者向教师请教｡通过项目实践,使学生具有严谨细致､专注负责的工作态度,精益求精的工作理念,从而培养了学生的工匠精神｡

实践证明,通过基于OBE教学理念的电路分析实验项目实践课程的开展,多维度地考查了学生的能力,例如学生理论知识掌握程度､实践动手能力､自主学习能力､创新能力､分析解决问题的能力､团队协作能力等｡通过这些方面的考查,辅助教师及时制定合理的教学实施方案,从而激发学生的学习兴趣,提高学生的工程实践能力｡

3、结语

高等教育在教育理念和模式方面发生了颠覆性变革,产生了实质性影响,新兴技术在高等教育领域的应用推进了高等教育在育人方式､办学模式､管理体制､保障机制等方面的创新｡为了构建更加可持续的电路分析实验教育方式,为学习者提供全面和丰富的学习体验,本文基于OBE教育理念对电路分析实验项目式教学方法进行改革,满足学生个性化､现代化的学习需求,构建以人为本的教育方式,为师生提供有价值的教育新模式,培养学生解决问题的综合能力,为人才培养注入新的动能｡

参考文献:

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[10]张焱焱.基于OBE理念的《物联网技术》“专创融合”课程建设与实践[J].电子元器件与信息技术,2024,8(6):156-159.

基金资助:2023年安徽省“四新”研究与改革实践项目(2023sx151);2023年安徽省教学研究项目(2023jyxm0926);

文章来源:杜闪闪,张松林,龙海燕,等.基于OBE教育理念的电路分析实验项目式教学方法改革[J].物联网技术,2025,15(13):149-152.