基于OBE理念的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)研究

王瑋 席兵 趙瑞玉

摘 ? ?要：近年來，成果導(dǎo)向教育（Outcome Based Education，OBE）理念廣泛應(yīng)用于高校教學(xué)中，為了在專業(yè)教學(xué)中實施OBE理念，以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)為例，分析了OBE理念的優(yōu)勢，以及OBE理念對人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)方式等的要求。實踐證明，OBE理念指導(dǎo)下的專業(yè)教學(xué)，能較好地提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力，為學(xué)生未來的專業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：成果導(dǎo)向教育;物聯(lián)網(wǎng)工程;教學(xué)模式

中圖分類號：G642 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ?文章編號：1002-4107（2021）04-0088-03

一、引言

物聯(lián)網(wǎng)將萬物相連，在現(xiàn)代信息社會中隨處可見，培養(yǎng)高質(zhì)量的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才，既是社會發(fā)展所需，也是高校責(zé)任所在。專業(yè)教學(xué)是高校實施人才培養(yǎng)的重要載體，如何開展專業(yè)教學(xué)，對人才質(zhì)量、規(guī)格、能力等起到重要的影響。OBE理念指導(dǎo)下的專業(yè)教學(xué)，有助于完善教學(xué)模式，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)為例，探討了OBE理念下的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實施以及成果評價等。

二、OBE的基本含義

OBE的全稱為Outcome Based Education，即成果導(dǎo)向教育，該教育模式是以學(xué)習(xí)成果為中心來重構(gòu)課程體系、創(chuàng)新教學(xué)手段、改革教學(xué)內(nèi)容、調(diào)整評價方式等，有時亦將該教育模式稱為能力導(dǎo)向教育、目標(biāo)導(dǎo)向教育或需求導(dǎo)向教育[1]。OBE教育理念強(qiáng)調(diào)四個基本問題：第一，通過學(xué)習(xí)后，學(xué)生需要取得什么樣的學(xué)習(xí)成果;第二，為什么要達(dá)成這些學(xué)習(xí)成果;第三，如何幫助學(xué)生取得這些學(xué)習(xí)成果;第四，如何判斷學(xué)生是否取得了既定的學(xué)習(xí)成果。用成果導(dǎo)向教育理念指導(dǎo)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)，對提高物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才的理論知識水平、實踐應(yīng)用能力、項目設(shè)計開發(fā)能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、參與新基建能力，具有非常重要的現(xiàn)實意義[2]。

三、OBE理念的優(yōu)勢

相較于傳統(tǒng)的基于課程的教育模式，OBE教育模式具有許多明顯優(yōu)勢。 OBE理念致力于將學(xué)科導(dǎo)向朝目標(biāo)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變，其教學(xué)過程注重學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)的全面協(xié)調(diào)發(fā)展，打破以“教”為主體，以“內(nèi)容”為導(dǎo)向的傳統(tǒng)教育模式，實施以“學(xué)”為主體，以“成果”為導(dǎo)向的新型教育模式，該教育模式突出學(xué)生本位，強(qiáng)調(diào)成果導(dǎo)向，推崇持續(xù)改進(jìn)的教學(xué)思想，幫助學(xué)生逐漸達(dá)到頂峰成果[3]。OBE教育模式下的教學(xué)設(shè)計、教學(xué)實施、教學(xué)評價均圍繞學(xué)生所要達(dá)到的學(xué)習(xí)成果來進(jìn)行。教學(xué)活動不再是教師單向傳輸，而是師生雙向互動。教學(xué)評價重點關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，以及最終真正擁有的能力。

四、OBE理念下的人才培養(yǎng)目標(biāo)

人才培養(yǎng)目標(biāo)是指高等院校培養(yǎng)各級各類人才要達(dá)到的目的或要滿足的規(guī)格，是學(xué)生畢業(yè)后能夠達(dá)到的職業(yè)和專業(yè)成就的總體描述，是社會政治、經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展對人才的要求，是形成課程體系、開展教學(xué)活動的出發(fā)點，是構(gòu)建人才的專業(yè)知識、能力結(jié)構(gòu)的最終歸宿。

（一）影響人才培養(yǎng)目標(biāo)的因素

第一，學(xué)校外部因素。社會各行各業(yè)當(dāng)前和未來對各類人才專業(yè)能力和綜合素質(zhì)的需求是制定人才培養(yǎng)目標(biāo)的重要外部參考，是專業(yè)人才應(yīng)該具備的知識、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)。因此，在確定培養(yǎng)目標(biāo)時，首先要考慮到經(jīng)濟(jì)社會、行業(yè)企業(yè)在當(dāng)前和將來一段時期內(nèi)，基于經(jīng)濟(jì)利益的人才需求，積極響應(yīng)“經(jīng)濟(jì)全球化”“教育國際化”“新工科”“跨界整合”“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)”等歷史潮流，順勢而為，適應(yīng)時代發(fā)展;其次，要考慮到國家層面的戰(zhàn)略需求;最后，對人才進(jìn)行社會主義核心價值觀的培養(yǎng)也是人才培養(yǎng)目標(biāo)中的重要方面。

第二，學(xué)校內(nèi)部因素。為了錯位競爭、特色發(fā)展，每所高校都有自己特定的辦學(xué)定位、辦學(xué)思想、辦學(xué)能力和培養(yǎng)特色。制定人才培養(yǎng)目標(biāo)時，應(yīng)依據(jù)高校實際情況，綜合考慮辦學(xué)定位、生源狀況、培養(yǎng)特色等指標(biāo)，堅持有所為有所不為。要在培養(yǎng)特色人才、服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)產(chǎn)業(yè)升級、支撐新基建等方面下工夫，制定科學(xué)合理、切實可行的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

（二）確立物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位、學(xué)生特點、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求以及新基建等內(nèi)外因素，重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院將物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)確立為：培養(yǎng)“掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基本理論和專業(yè)技能，具備物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)、設(shè)計、運(yùn)營和管理能力，具有較強(qiáng)的計算機(jī)應(yīng)用能力、外語能力和相關(guān)工程技術(shù)能力，能在國民經(jīng)濟(jì)各部門從事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、安裝、應(yīng)用、維護(hù)、管理、銷售和售后服務(wù)等實際工作的復(fù)合型人才”。培養(yǎng)目標(biāo)中突出了辦學(xué)定位和辦學(xué)層次，體現(xiàn)了與科技進(jìn)步和社會發(fā)展相適應(yīng)的能力要求，將OBE理念中的學(xué)習(xí)產(chǎn)出與實際工程應(yīng)用相融合。

五、OBE理念下的教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建

確立了人才培養(yǎng)目標(biāo)，就確定了學(xué)習(xí)成果，進(jìn)而就確定了學(xué)生要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。在OBE理念指導(dǎo)下，結(jié)合學(xué)校實際和市場需求，重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院將物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)內(nèi)容分為基礎(chǔ)理論模塊和實踐應(yīng)用模塊，其中實踐應(yīng)用模塊又分為：智能家居應(yīng)用模塊、智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用模塊、智能交通應(yīng)用模塊、智慧物流應(yīng)用模塊、自主設(shè)計開發(fā)模塊。

基礎(chǔ)理論模塊包括：通識與商科教育部分、電子技術(shù)部分、信號與信息處理部分、微處理器與嵌入式系統(tǒng)部分、計算機(jī)程序設(shè)計部分、傳感器技術(shù)部分、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部分等相關(guān)理論。通識與商科教育部分是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、市場意識和經(jīng)營管理能力;其他理論部分是物聯(lián)網(wǎng)的專業(yè)基本知識，是支撐人才培養(yǎng)目標(biāo)的必修內(nèi)容，是達(dá)到OBE理念下預(yù)定學(xué)習(xí)成果的必修課程。

智能家居應(yīng)用模塊：通過該應(yīng)用模塊學(xué)習(xí)，能讓學(xué)生直觀感受到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在實際家居中的應(yīng)用，掌握智能家居的硬件結(jié)構(gòu)和軟件體系，掌握應(yīng)用系統(tǒng)中信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、控制執(zhí)行等知識。具體內(nèi)容包括：人臉識別與門禁系統(tǒng)、射頻識別系統(tǒng)、智能照明與窗簾控制系統(tǒng)、智慧空調(diào)及家庭節(jié)能控制系統(tǒng)等。

智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用模塊：通過該模塊學(xué)習(xí)和實踐應(yīng)用，使學(xué)生直觀認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的具體應(yīng)用，了解智慧農(nóng)業(yè)涉及的硬件和軟件。具體內(nèi)容包括：土壤濕度檢測及灌溉系統(tǒng)、大棚溫度檢測控制系統(tǒng)等。涉及到傳感器技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)、GSM/GPRS短信息控制技術(shù)、WEB遠(yuǎn)程服務(wù)器技術(shù)、微信小程序技術(shù)等。

智能交通應(yīng)用模塊：該模塊通過車輛感知和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)實現(xiàn)對車輛監(jiān)測、收費，路況預(yù)警等。具體內(nèi)容包括：車輛牌照識別、視頻監(jiān)控、車輛計費、道路險情控制、智能停車管理等。涉及到圖像處理與識別、互聯(lián)網(wǎng)和移動支付等相關(guān)技術(shù)。

智慧物流應(yīng)用模塊：該模塊將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與快遞攬件、包裹分揀、倉儲管理、物流跟蹤、包裹簽收等結(jié)合，讓學(xué)生深刻理解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧物流中的應(yīng)用，更加具體地掌握智慧物流的具體知識。

自主設(shè)計開發(fā)模塊：要求學(xué)生自己構(gòu)思，通過分組協(xié)作的形式將構(gòu)思轉(zhuǎn)化為實際產(chǎn)品。然后采用PPT答辯的形式展示每組學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，分析各小組的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模塊的硬件構(gòu)成及軟件支撐，分析其工作原理，并討論是否有其他更好的替代方案等。

通過上述各模塊的學(xué)習(xí)與實踐，學(xué)生將能夠很好地達(dá)成既定學(xué)習(xí)成果，掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基本理論和專業(yè)技能，具備物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)、設(shè)計、運(yùn)營和管理能力，能從事物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計、開發(fā)、生產(chǎn)、安裝、應(yīng)用、維護(hù)、管理、銷售和售后服務(wù)等工作。

六、確立教學(xué)方式

要達(dá)成既定的目標(biāo)成果，需要以學(xué)生為中心，以成果為導(dǎo)向，以有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)與發(fā)展為依據(jù)，確立與OBE理念相適應(yīng)的教學(xué)方式。具體如下。

（一）以案例教學(xué)為橋梁

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)是應(yīng)用性很強(qiáng)的學(xué)科，為了提高專業(yè)課程的教學(xué)效果，在教學(xué)過程中，教師根據(jù)不同知識點選擇適合的應(yīng)用案例，以學(xué)習(xí)成果為基本導(dǎo)向，以案例中涉及到的知識為基本線索，將基本理論與物聯(lián)網(wǎng)工程實際應(yīng)用對接，將案例中涉及到的知識點分解，設(shè)計多個簡單易懂的基本問題，逐漸深入，并將工程應(yīng)用中的跨界整合思維融入到課程教學(xué)中，最大限度激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)各課程的教學(xué)效果。

（二）強(qiáng)化研究型教學(xué)模式

OBE理念特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生最終學(xué)習(xí)成果和通過學(xué)習(xí)之后真正擁有的能力，在這些能力形成過程中，教師僅僅是引導(dǎo)者和監(jiān)督人，學(xué)生自己才是成果及能力的建構(gòu)者?；贠BE理念的教學(xué)過程，特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生中心地位，學(xué)生課前準(zhǔn)備、課前自學(xué)，為課堂研討、課堂演講做準(zhǔn)備，以小組研討與分享的形式，讓課堂生動活潑。教師通過演示、指導(dǎo)、督促、評判等措施，引導(dǎo)學(xué)生查找資料主動學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生糾正出現(xiàn)的錯誤，并最終解決問題，達(dá)成成果[4]。OBE理念將傳統(tǒng)的學(xué)生被動學(xué)習(xí)變?yōu)閷W(xué)生主動學(xué)習(xí)，變教師主導(dǎo)學(xué)習(xí)進(jìn)程為學(xué)生自主負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)進(jìn)程，使學(xué)生更加主動關(guān)注自我學(xué)習(xí)狀況，是一種“以學(xué)生為中心”的教育理念?；贠BE理念的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)，有利于培養(yǎng)學(xué)生積極思考、自主探索、不斷創(chuàng)新等能力，大膽將學(xué)習(xí)成果應(yīng)用于工程項目。

（三）采用小班教學(xué)形式

OBE理念認(rèn)為人人都有才能、人人都能成功，而小班教學(xué)方式非常有助于達(dá)成上述目標(biāo)。采用小班教學(xué)有利于教師準(zhǔn)確把握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡和學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時把握每位學(xué)生的目標(biāo)達(dá)成情況。教師可根據(jù)學(xué)生的實際情況和個體差異，制訂不同的階段目標(biāo)和助學(xué)方案，提供不同的學(xué)習(xí)路徑，更加細(xì)致地幫助教學(xué)班內(nèi)每位學(xué)生都達(dá)成既定的學(xué)習(xí)目標(biāo)成果。

（四）采用理實一體化教學(xué)模式

目前，我國高校學(xué)生實踐能力、工程應(yīng)用能力普遍不強(qiáng)，主要因為大部分高校仍采用傳統(tǒng)教學(xué)模式，在教學(xué)中過度注重學(xué)生完備理論知識體系的構(gòu)建，弱化了實踐教學(xué)活動，僅有的少許實踐活動往往局限于驗證性的實驗，距離工程實際應(yīng)用有較大差距，理論課程與實踐應(yīng)用環(huán)節(jié)嚴(yán)重脫節(jié)。采用理實一體化教學(xué)模式，能較大程度上避免理論與實踐脫節(jié)，避免學(xué)生眼高手低，讓理論知識教學(xué)與實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)相互融合，彼此促進(jìn)。為突出理實一體化教學(xué)模式，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式所形成的思想束縛，重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院以物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)為切入點，搭建了理實一體化教學(xué)實踐平臺，逐漸培育理實一體化教學(xué)的學(xué)習(xí)生態(tài)，著力達(dá)成既定的學(xué)習(xí)成果。

七、學(xué)習(xí)評價

評估學(xué)習(xí)產(chǎn)出是OBE教學(xué)模式中十分重要的環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段，高校大多簡單地將期末理論考試成績和實驗成績作為課程考核的主要依據(jù)，導(dǎo)致學(xué)生過分注重書本學(xué)習(xí)、理論考試及基礎(chǔ)實驗，忽視了物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的實際項目設(shè)計開發(fā)、實踐應(yīng)用、過程管理等能力。在這種簡化的測評方式驅(qū)使下，學(xué)生為分?jǐn)?shù)學(xué)習(xí)，急于求成，不愿深究。學(xué)校對學(xué)生的實踐應(yīng)用能力既缺少培養(yǎng)方案，也缺乏評估機(jī)制?；贠BE的課程考核打破了傳統(tǒng)模式，該模式以課程的能力指標(biāo)為依據(jù)，以幫助達(dá)成學(xué)習(xí)成果為目的，對每位學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)成果進(jìn)行全面評估和詳細(xì)考查[5]。

（一）注重全程、全面、多元的考核

基于OBE理念的教學(xué)模式雖然是以成果為導(dǎo)向，但并不意味著該理念完全忽視學(xué)習(xí)過程。恰恰相反，OBE理念關(guān)注學(xué)習(xí)過程，特別強(qiáng)調(diào)教師通過組織、策劃、管理學(xué)習(xí)過程，來幫助學(xué)生達(dá)成學(xué)習(xí)成果。OBE理念下，考查學(xué)習(xí)過程，為的是掌握學(xué)生階段性產(chǎn)出。教師圍繞關(guān)鍵教學(xué)環(huán)節(jié)，通過在教學(xué)過程中設(shè)置必要的檢查點，來及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。教師可通過書面報告、課堂演講、團(tuán)隊研討、單元測試、作業(yè)提交等不同形式，全面、多元地檢查學(xué)生的階段性學(xué)習(xí)成果，動態(tài)跟蹤學(xué)習(xí)者的過程狀態(tài)，做到及時發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，強(qiáng)化學(xué)習(xí)過程對目標(biāo)成果的促進(jìn)作用。

（二）淡化學(xué)生間比較差異，強(qiáng)化學(xué)生個體學(xué)習(xí)成果

OBE理念下，教學(xué)評價聚焦在學(xué)習(xí)成果上，強(qiáng)調(diào)每位學(xué)生所達(dá)成的學(xué)習(xí)成果的內(nèi)涵以及學(xué)習(xí)者本人的學(xué)習(xí)進(jìn)步，不強(qiáng)調(diào)學(xué)生之間的比較差異。評價過程中，根據(jù)每位學(xué)生所達(dá)到的學(xué)習(xí)成果的程度，賦予不同的評定等級，并根據(jù)學(xué)生的成果狀態(tài)，采取與之適應(yīng)的持續(xù)改進(jìn)措施，最終促成每位學(xué)生的最大進(jìn)步和最優(yōu)學(xué)習(xí)成果。

（三）注重學(xué)習(xí)成果的應(yīng)用

OBE理念下的產(chǎn)出是多元的，不僅包含具體的理論成績、實驗成績，還包括將所學(xué)知識遷移、應(yīng)用到具體項目中。就物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)來說，學(xué)習(xí)成果包含將已學(xué)知識應(yīng)用于實際的物聯(lián)網(wǎng)工程項目中，完成整個項目的構(gòu)想、設(shè)計、實施、測試、運(yùn)行、管理、維護(hù)等?；贠BE理念的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)，需要在學(xué)習(xí)產(chǎn)出層面考查學(xué)生工程應(yīng)用能力、實踐創(chuàng)新能力、項目管理能力、跨界整合能力等，從而強(qiáng)化知識學(xué)習(xí)與工程應(yīng)用對接，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)校專業(yè)教學(xué)與地方產(chǎn)業(yè)需求對接，形成學(xué)習(xí)成果高效服務(wù)地方產(chǎn)業(yè)的良好局面，大力提高學(xué)習(xí)成果對新經(jīng)濟(jì)、新業(yè)態(tài)、新基建的支撐服務(wù)作用。

八、結(jié)語

基于成果導(dǎo)向的教學(xué)模式，是一種先進(jìn)的教育理念，它以最終學(xué)習(xí)成果或頂峰成果為依據(jù)，確定人才培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，指導(dǎo)教學(xué)設(shè)計，引導(dǎo)開展教學(xué)活動，完善教學(xué)評價和改進(jìn)措施?；贠BE理念的教學(xué)模式，能讓每次教學(xué)活動有依據(jù)，每次測試結(jié)果有用處，每個能力指標(biāo)有支撐，每個知識技能有用處。OBE理念將逐漸改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，將以往的學(xué)科導(dǎo)向向目標(biāo)導(dǎo)向轉(zhuǎn)變，將教師中心模式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生中心模式，使學(xué)生在教學(xué)活動中不斷達(dá)到既定成果，并持續(xù)改進(jìn)轉(zhuǎn)變，直至頂峰。

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編輯∕陳晶

作者簡介：王瑋（1979—），男，四川南充人，重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院通信與物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院副教授，研究方向：應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究。

基金項目：重慶市高等教育教學(xué)改革研究項目“基于OBE理念的物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建與實踐”（193339）