OBE協同育人在“電子設計與創新實戰”課程的應用

鄧忠惠 謝微

摘要：以“電子設計與創新實戰”課程為出發點，依據OBE協同育人的理念，從“構建團隊，開發課程”“嵌入元素，點亮課程”“賽課結合，提升課程”等方面開展在“電子設計與創新實戰”課程中的應用。以“夯實基礎課程入門階段—能力儲備綜合設計階段—協同創新高階實踐階段”層層遞進的內容安排，教學質量精準定位，面批作品，釋放思維；OBE協同育人重在過程培養、形成性評價，評價學生的同時也指導教學過程本身。OBE協同育人在“電子設計與創新實戰”課程中的應用，是思政元素深化OBE反向設計培養目標的內生模式，更是一種課程思政耦合OBE“創新實戰”教學模式。

關鍵詞：OBE協同育人；電子設計與創新實戰；教學改革；形成性評價

習近平總書記強調“要堅持把立德樹人作為中心環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人”［1］。黨的十九大報告指出“建設教育強國是中華民族偉大復興的基礎工程，必須把教育事業放在優先發展位置，要全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人的根本任務”［2］?！罢n程思政”是“同向同行、協同效應”的一種積極回應［3］，是“立德樹人”這個中心環節得以實現的必經之路。但“課程思政”并不是一門專門的課程，而是一種新的教學理念。許多高校對實驗課程、專業基礎核心課程、虛擬仿真實踐課程等進行課程思政改革［46］，并提出具有學科特色且可實施的舉措。

“產出導向教育”（OBE）具有目標導向，能夠衡量培養學生“能夠做什么”；要求學生掌握獲得結果的過程或方式，從解決有固定答案問題的能力拓展到解決開放問題的能力。OBE遵循“反向設計”原則，倡導通過持續改進以不斷提高教學質量，在培養目標和畢業要求上強調對學生工程實踐能力和創新能力的培養［710］。

“電子設計與創新實戰”是電子信息類專業的專業基礎必修課程，旨在加強學生基本實驗技能的綜合訓練、培養和提高學生的實際動手能力和工程設計能力。有關“電子設計與創新實戰”的“課程思政”教學素材、案例與資源比較少，資源庫建設還比較薄弱，相對成果比較少。筆者以“電子設計與創新實戰”為出發點，從課程教學改革的路徑、內容安排、教學質量、形成性評價等4個方面著手，以期構建一種課程思政耦合OBE“創新實戰”教學模式。

1“電子設計與創新實戰”開展OBE協同育人教學改革的路徑

1.1構建團隊，開發“電子設計與創新實戰”課程

課程以學生工程設計能力為導向，面向廣西，輻射粵港澳大灣區，扎根中國大地，結合人工智能學院“三通三合二頂”模式，考究“學生自身雙向需求的關系、課程教育與工程能力的關系、人才培養規格與行業本身的關系、教學活動與培養目標的關系”等，確定課程體系。從“電源類、信號源類、無線電類、放大器類、儀器儀表類、數據采集與處理類、控制類”等方面切入，結合大學生電子設計國賽、廣西區賽等賽事相關內容開展。以人工智能學院為依托，教研室為單位，組建大學生電子設計大賽教師管理團隊，負責整理、歸納歷年國賽、廣西區賽的比賽題目，并組建、培訓和指導學生參賽團隊。

1.2嵌入思政元素，點亮“電子設計與創新實戰”課程

1.2.1培植社會責任，拓展綜合素養

工程通過實踐方式來創造美好世界，“電子設計與創新實戰”課程涉及組成工程體系的內容，通過學習和實踐，讓學生認識世界的美并創造美好的世界。

1.2.2設計作品，提升合作能力

課程包含仿真軟件Multisim14的使用、制作單級放大電路、制作程控放大電路和波形變換電路、制作脈沖計時器、仿真軟件proteus的使用、單片機最小系統設計等內容，在仿真與實踐環節中要求學生在有限的時間內完成資料收集、硬件設計、軟件設計、報告撰寫等。此時，分工與合作則更加突顯其重要性。

1.2.3心懷使命，科技自信

課程中植入與“電子設計與創新實戰”相關的“卡脖子”關鍵技術，指出課程科技自信的重要性。通過“中國高鐵的故事”“中國芯”，以新經濟和新產業為背景，以立德樹人為引領，以應對變化和塑造未來為設計理念，以繼承創新、交叉融合、協調共享為途徑，培養適應未來發展的創新型、多元化高素質卓越工程人才［11］。

1.3OBE貫通電子設計比賽，提升學生“創新實戰”的工程能力

課程主要涉及模擬系統設計、數字系統設計、單片機系統設計和綜合系統設計四個模塊。綜合系統設計包括信號源類、電源類、儀器儀表類、數據采集與處理類、無線電類、放大器類等內容。根據OBE反向設計原則，將“電子設計與創新實戰”的內容整合再創新。由下圖可知，國賽中“控制類”所占比例比較大，并且在2003年、2011年、2015年、2017年、2019年、2021年中各有2個比賽題目?！皟x器儀表類”所占比重也比較大，國賽中從第2屆至第15屆，每屆都有涉及?！半娮釉O計與創新實戰”以全國大學生電子設計競賽的“培養大學生的創新能力、協作精神，加強學生動手能力和工程實踐能力，促使學生針對工程問題進行電子設計、制作的整合能力”的目的為導向，分成“6+2”個訓練專題，以層層遞進的形式開展電子設計競賽真題訓練。

歷年歷屆大學生電子設計國賽比賽題目圖

2“電子設計與創新實戰”課程思政耦合OBE教學改革的內容安排

2.1夯實基礎課程入門階段

元器件的識別與檢測、儀器儀表的使用、模塊電路設計、電路板的制作、電路調試、電路測試等技能融入“元”項目，比如“單級放大電路”“信號發生器”“波形變換電路”“脈沖計數器”“數字鐘”“單片機最小系統”等“元”項目制作中，以點及面，層層推進，夯實課程基礎。

2.2能力儲備綜合設計階段

應用型本科的學生需要具備工程能力，包括仿真軟件應用、電路參數設計、系統構成、元器件選型、單元電路調試、系統調試等能力，掌握51系列、MSP430系列、STM32系列單片機的基本原理和應用，熟悉仿真軟件proteus和Multisim14軟件的使用。通過題目“LC諧振放大器設計”“基于STM32單片機數字鐘電路的實現”“基于MSP430單片機程控濾波器的設計”“基于UC3843的BOOST升壓模塊制作”等，從設計作品、選擇元器件、硬件制作、軟件設計、系統調試和測試等環節逐步推進，提高學生的電子系統設計、電子系統聯調等能力。

2.3協同創新高階實踐階段

以全國或廣西區大學生電子設計競賽命題為研究內容，選取“滾球控制系統”“微電網模擬系統”等真題進行解析和真題實踐。此階段由學生自主組隊、領取任務、分工協作，依據“閱讀設計需求—查閱資料—方案論證—電路設計仿真—電路制作—電路調試—撰寫報告”等環節進行。以“模擬電磁曲射炮”為例，通過作品制作、答辯等環節，初步建立學生對電子設計大賽的整體認識，串聯課程內容，激發學生對課程的熱愛，學生通過自薦、教師指導、面試答辯等培養環節提高參賽水平。

3課程思政與OBE耦合，教學質量精準定位

課程依托電子設計創新基地，依據實踐平臺“開放+自主”、科研訓練“項目+團隊”、比賽實踐“任務+成果”的模式進行。

3.1設計“能力梯度”的項目化教學內容

教學內容的設計以項目作為結構框架中的節點元素，以項目為驅動，按照“引入問題—分析問題—解決問題—歸納總結”的思路，將“學中做”和“做中學”有機結合，構造“能力梯度”訓練模式，完成項目化教學內容。

3.2依托4個支點，賽事反哺教學

利用賀州學院人工智能學院平臺優勢，依托4個支點（管理、方法、路徑、課程），落實賽事反哺教學的目標，形成“教學—賽事—社會實踐”的套環形式，拓展學生創新思維，深化學生實踐內容，讓高質量項目、高質量比賽作品落地生根，發揮成果引領作用。

3.3回歸工程，循序漸進

利用單片機模塊、輸入輸出模塊、接口芯片、控制對象、擴展單元接口、仿真軟件等開發單片機實驗設備，通過模塊化設計，能夠完成一定產品的設計，同時和當地企業組建聯合研究中心，把企業的需求發揮創新的思維，研發產品，回歸工程。

4面批作品，釋放思維；形成性評價，育人有成效

“電子設計與創新實戰”是一門16學時講授+16學時實驗的課程，“設計作品”環節是實踐、實訓的基礎。形成性評價可根據學生設計作品的創新型、實用性、電路復雜程度、PCB布局設計、焊接組裝質量、電路實現功能、技術指標完成效果、課題答辯、作品演示等進行綜合測評。

學生完成課程實驗的“初作品”后，教師“面批作品”，圍繞學生作品提出改進意見。學生修改作品，最終形成作品?！霸O計作品”面批內容和評分見下表。經過面批，學生了解課程作品可以提升的空間，明白學習過程中存在的問題，知曉與大學生電子設計國賽、廣西區賽之間的差距，學習困惑得到解決，學習質量監控更加精準定位。

結語

落實立德樹人的根本任務，深化思政元素組織植入與課程內生相結合，通過OBE協同育人在“電子設計與創新實戰”教學改革的路徑、內容安排、教學質量、形成性評價等4個方面進行探索，研究賽事融入教學、面批作品等環節，釋放思維；采用形成性評價，指導教學過程本身。構建地方應用型本科院校電子信息類專業課程思政耦合OBE的“創新實戰”教學模式，提升學生工程能力，育人有成效。

參考文獻：

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［11］魯春霞.“新工科”視域下高校工程倫理教育的思考與探索［J］.高等理科教育，2021（01）：812.

基金項目：廣西高等教育本科教學改革工程項目：基于6A學習構建多模態金課的探索與實踐（2022JGZ169）；賀州學院教學改革工程項目：課程思政耦合OBE“3433”新工科教學模式的探索與實踐（hzxyybjg202107）；廣西職業教育教學改革研究項目：基于現代產業學院的實施雙主體育人的探索與實踐（GXGZJG2022B164）

作者簡介：鄧忠惠（1980—），男，壯族，廣西橫縣人，高級實驗師，研究方向：嵌入式與智能控制。

*通訊作者：謝微（1984—），女，壯族，廣西蒙山人，高級實驗師，研究方向：課程建設與教學研究。