范藝 張琴

摘要：針對天線與電波傳播課程中傳統(tǒng)教學(xué)模式出現(xiàn)的問題，引進(jìn)成果導(dǎo)向教育（OBE）理念，對應(yīng)用性很強(qiáng)的天線與電波傳播課程進(jìn)行教學(xué)改革與實(shí)踐。首先提出預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，以此為目標(biāo)反向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、方法，然后指導(dǎo)課程的教學(xué)實(shí)踐、改革實(shí)施，最后構(gòu)建考核評估體系。實(shí)踐表明改革后實(shí)施了該教學(xué)模式的課程教學(xué)效果得到了明顯改善。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育;教學(xué)改革;教學(xué)實(shí)踐;天線與電波傳播

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）43-0111-03

一、引言

信息通信技術(shù)領(lǐng)域和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，都涉及無線通信系統(tǒng)的信息傳播，從而天線技術(shù)的發(fā)展在其中具有非常重要的地位[1]。天線與電波傳播課程作為介紹天線理論與技術(shù)以及電磁波傳播原理的課程，是通信工程本科專業(yè)的一門重要的專業(yè)課。通過對本門課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能系統(tǒng)地掌握天線、電磁波的基本知識和原理，具備天線的分析與設(shè)計(jì)能力、掌握電波傳播在電子系統(tǒng)工程中應(yīng)用的能力，從而滿足社會對通信行業(yè)天線領(lǐng)域的應(yīng)用型人才需求。

但天線與電波傳播課程在傳統(tǒng)的教學(xué)模式上存在一些問題[2，3]，首先，傳統(tǒng)教學(xué)是以教學(xué)內(nèi)容為基礎(chǔ)，注重理論專業(yè)知識的傳授，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)理念沒有與時俱進(jìn)，主要是簡單的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或者M(jìn)atlab軟件仿真[4]，注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)的設(shè)計(jì)性與開放綜合性的天線實(shí)驗(yàn)基本沒有開設(shè)，從而與應(yīng)用脫節(jié);其次，教學(xué)方式?jīng)]有及時更新，主要以教師、教材為中心;最后，教學(xué)評價(jià)以單一的方式評定學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。在這樣的情況下，很難培養(yǎng)出滿足社會需求的高素質(zhì)應(yīng)用型人才?；谝陨显?，我們從培養(yǎng)通信行業(yè)天線領(lǐng)域的應(yīng)用型人才角度出發(fā)，引入成果導(dǎo)向教育理念，探索基于此理念下的天線和電波傳播課程的教學(xué)改革與實(shí)踐。

二、基于成果導(dǎo)向教育理念的課程改革思路

OBE成果導(dǎo)向教育理念又稱為基于學(xué)習(xí)成果的教育理念，是一種先進(jìn)的教育教學(xué)理念，代表了工程專業(yè)教育改革的主流方向，重視學(xué)生能力的達(dá)成而不是知識的傳輸。在基于OBE以成果為本的教育系統(tǒng)中，教育者對學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果有清晰的構(gòu)想，即學(xué)生在學(xué)習(xí)完后能夠干什么，并通過設(shè)計(jì)合適的教育結(jié)構(gòu)來促進(jìn)和保證學(xué)生達(dá)到這些教育目的[5]。貫徹成果導(dǎo)向教育實(shí)施要點(diǎn)，主要有以下幾個步驟：

（一）制定預(yù)期學(xué)習(xí)成果

OBE教育模式的核心理念是以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向進(jìn)行的教育，從而確定學(xué)生預(yù)期學(xué)習(xí)成果是OBE教育模式實(shí)施的首要步驟。教師以內(nèi)容為劃分對象，將學(xué)習(xí)成果分為知識性成果、技能成果、價(jià)值成果等[6，7]。

（二）以學(xué)習(xí)成果為指導(dǎo)，反向設(shè)計(jì)教學(xué)課程內(nèi)容、教學(xué)材料和教學(xué)方法

基于OBE的成果導(dǎo)向教育理念以成果為本，強(qiáng)調(diào)的是能力的獲得，遴選達(dá)到預(yù)期成果的授課內(nèi)容，有針對性地優(yōu)化課程內(nèi)容，精心選擇理論教材和實(shí)驗(yàn)教材，針對不同內(nèi)容知識傳授可采用項(xiàng)目教學(xué)法、案例教學(xué)法、比較教學(xué)法等不同方法進(jìn)行教學(xué)，強(qiáng)化研究型教學(xué)模式，鼓勵學(xué)生進(jìn)行自我探索和自我開發(fā)[8]。

（三）跟進(jìn)成果的評估認(rèn)證

OBE成果導(dǎo)向教育理念的教學(xué)考核體系注重的是學(xué)習(xí)成果，而不是教學(xué)內(nèi)容，考核評價(jià)體系以實(shí)現(xiàn)預(yù)期學(xué)習(xí)成果為目的設(shè)計(jì)出一種立體化產(chǎn)出考核體系，以跟進(jìn)預(yù)期成果[9]。

三、課程改革實(shí)施

我校是首批廣東省普通本科轉(zhuǎn)型試點(diǎn)高校，通信工程專業(yè)是廣東省應(yīng)用型人才培養(yǎng)示范專業(yè)，主要面向地方培養(yǎng)應(yīng)用型高級專門人才。為響應(yīng)學(xué)校培養(yǎng)高層次人才以服務(wù)地方社會的宗旨，對通信工程專業(yè)的專業(yè)教育平臺下的《天線與電波傳播》這門課程實(shí)行了基于成果導(dǎo)向教育理念的教學(xué)改革探索與實(shí)踐，以實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)與專業(yè)目標(biāo)的一致性。對該課程的成果導(dǎo)向教育的改革實(shí)踐，主要實(shí)施了如下的課程改革：

（一）設(shè)定課程學(xué)習(xí)成果

該教改項(xiàng)目的首要與關(guān)鍵之處就是預(yù)先設(shè)定課程的學(xué)習(xí)成果目標(biāo)，我們從社會與用人單位對該專業(yè)的需求出發(fā)，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，制定了與天線與電波傳播課程的預(yù)期學(xué)習(xí)成果所對應(yīng)的知識、技能、素養(yǎng)三個具體的預(yù)期學(xué)習(xí)成果目標(biāo)，見表1。

（二）改革教學(xué)實(shí)踐活動

為取得該課程基于成果導(dǎo)向教育理念指導(dǎo)下的預(yù)期學(xué)習(xí)成果，實(shí)施如下的教學(xué)理論與實(shí)踐改革。

1.優(yōu)化課程內(nèi)容。天線與電波傳播課程理論知識的課堂學(xué)習(xí)教材主要采用《天線與電波傳播》（第二版）（宋錚，西安電子科技大學(xué)出版社，2011），輔助教材是《天線與電波傳播》（曹翔玉，電子工業(yè)出版社，2015），這些教材理論知識深厚，內(nèi)容與時俱進(jìn)，可以滿足當(dāng)前對天線新技術(shù)的需求。實(shí)驗(yàn)教材采用《HFSS天線設(shè)計(jì)》（李明洋，電子工業(yè)出版社，2011），主要讓學(xué)生掌握和能夠應(yīng)用天線工程設(shè)計(jì)仿真軟件設(shè)計(jì)出滿足實(shí)際需求的天線。課程內(nèi)容改革的重點(diǎn)在于：以預(yù)期學(xué)習(xí)成果精簡、界定課程知識內(nèi)容，弱化數(shù)學(xué)推導(dǎo)，著重于常見的天線技術(shù)應(yīng)用。通過對天線工程實(shí)用軟件的學(xué)習(xí)與使用，學(xué)生對抽象和深奧的各種天線原理與現(xiàn)象這些理論知識有了深刻的理解與掌握，提高了實(shí)踐動手能力，獲得初步的實(shí)際工作能力，最終提高了對課程學(xué)習(xí)的滿意度。

2.課堂教學(xué)改革。課程理論教學(xué)活動的改革實(shí)施表現(xiàn)在以下方面：首先教學(xué)之前先由教師向?qū)W生展示天線與電波傳播課程的預(yù)期學(xué)習(xí)成果目標(biāo)、課程實(shí)施方案和考核評價(jià)結(jié)構(gòu);其次在課堂教學(xué)實(shí)施過程中采用以學(xué)生為中心的自主思考和學(xué)習(xí)為主的各種新型教學(xué)模式，可以采用問題導(dǎo)入式，案例式的啟發(fā)、引導(dǎo)等的教學(xué)方式，從而提高學(xué)生對知識的理解與掌握，例如在講授天線的電參數(shù)內(nèi)容時，以實(shí)際生活中使用的手機(jī)天線為例，不斷地引導(dǎo)學(xué)生思考天線在實(shí)際工作中需要具有哪些性能，從而得到天線的方向圖、天線效率、增益和帶寬的基本參數(shù);同時，采用任務(wù)驅(qū)動、翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方式開設(shè)研討課，事先劃定教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生分小組協(xié)作，查閱資料和預(yù)習(xí)，課堂上使用ppt呈現(xiàn)課堂交流學(xué)習(xí)材料，教師進(jìn)行答疑解惑與歸納總結(jié)，提高學(xué)生參與度;最后為了擴(kuò)展知識面，邀請企業(yè)專家或?qū)W者教授開設(shè)天線講座課，讓同學(xué)們了解現(xiàn)代天線發(fā)展的前沿領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增進(jìn)對行業(yè)的了解。

3.實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)改革。天線與電波傳播課程的實(shí)踐訓(xùn)練非常重要，學(xué)生不僅要學(xué)會應(yīng)用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、無線電綜合測試儀和頻譜分析儀等進(jìn)行天線工程測量的基本原理方法，還要引入天線工程仿真分析軟件，學(xué)習(xí)天線設(shè)計(jì)。在這個方面，此次改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入射頻微波工程仿真軟件HFSS，一方面從工程軟件的仿真設(shè)計(jì)結(jié)果可以驗(yàn)證理論知識，另一方面開設(shè)綜合性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生進(jìn)行天線設(shè)計(jì)的自主實(shí)驗(yàn)過程中，鼓勵學(xué)生組隊(duì)通過各種方式自行查閱文獻(xiàn)，再通過整理出來的文獻(xiàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。通過這種方法，不但能讓學(xué)生學(xué)習(xí)到新的理論知識，而且可以增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作與實(shí)踐動手能力，同時開闊了學(xué)生視野，讓學(xué)生做到活學(xué)活用。對于一些在天線工程領(lǐng)域特別感興趣的同學(xué)，可以讓他們在學(xué)習(xí)了本門課程的基礎(chǔ)上，積極參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽和電子設(shè)計(jì)大賽，參與教師的科研項(xiàng)目，在導(dǎo)師指導(dǎo)下申請專利和發(fā)表科研論文，將所學(xué)到的知識和自身能力用于更高層次的學(xué)習(xí)上，促進(jìn)自己將來在職業(yè)上的發(fā)展。

（三）考核評價(jià)體系

由于預(yù)期學(xué)習(xí)成果是完成學(xué)習(xí)后學(xué)生應(yīng)該具備的知識、技能和素養(yǎng)，為了客觀地評定學(xué)生取得的成果，與課程設(shè)置的預(yù)期學(xué)習(xí)成果的目標(biāo)相對應(yīng)，制定了天線與電波傳播課程的考核評價(jià)結(jié)構(gòu)，用過程式考核、知識考核、技能考核及素質(zhì)考核等方式加以替代[10]。以評估學(xué)生的個人成就與總體表現(xiàn)，有助于學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)成效。

我們從學(xué)生自身的水平和興趣程度出發(fā)，將課程的考核內(nèi)容分為必選內(nèi)容和可選內(nèi)容兩部分，考核評價(jià)結(jié)構(gòu)主要分為評價(jià)策略、評價(jià)項(xiàng)目和評分量值三部分。具體見表2。

（四）教學(xué)改革效果

通過在通信工程專業(yè)本科班實(shí)施OBE成果導(dǎo)向教育理念下的天線與電波傳播課程的教學(xué)改革與實(shí)踐，學(xué)生們對該門課程的學(xué)習(xí)積極性和認(rèn)可度有所提高，總體評價(jià)該門課程定位清晰，學(xué)習(xí)成果目標(biāo)明確，教學(xué)方式生動靈活，考核評價(jià)結(jié)構(gòu)合理，從而收到了良好的教學(xué)效果。

四、結(jié)論

成果導(dǎo)向教育理念以學(xué)生為中心、突出產(chǎn)出導(dǎo)向和強(qiáng)調(diào)教學(xué)評估與改進(jìn)體系，其教育模式對提高教育教學(xué)質(zhì)量有重大的指導(dǎo)作用。

天線與電波傳播是通信工程行業(yè)中一門重要的專業(yè)課程，也是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的課程，與工程行業(yè)領(lǐng)域密切相關(guān)。本文探討了該門課程基于OBE理念的應(yīng)用與實(shí)踐，以制定的課程預(yù)期的學(xué)習(xí)成果為目標(biāo)，建立與實(shí)施了理論教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改革措施，最后到跟進(jìn)成果的考核評估認(rèn)證。通過在該課程實(shí)施了基于成果導(dǎo)向教育理念的教學(xué)改革的探索與實(shí)踐，很大程度激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與潛能，提高了該課程的教育教學(xué)質(zhì)量。

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