OBE导向下电子工艺课程的研究性教学改革

廖继海，李丽秀， 张存芳，符玉荷，杨日福

(1.华南理工大学 物理与光电学院，广东 广州 510641；2.东莞理工学院 化学与环境工程学院，广东 东莞 523808)

OBE导向下电子工艺课程的研究性教学改革

廖继海1，李丽秀1， 张存芳2，符玉荷1，杨日福1

(1.华南理工大学 物理与光电学院，广东 广州 510641；2.东莞理工学院 化学与环境工程学院，广东 东莞 523808)

为了对传统教育模式进行革新，优化教学内容、更新教学手段、合理设置评价体系，该文基于OBE模式“学生中心” “成果导向”和 “持续改进”的3大核心理念，从学习目标、教学方法、结果评估3个方面探讨了学校电子工艺实验课程发展的有效途径。引入探索性项目为本的教学模式，突出学生在教学中的主体地位，确定学生实验的预期目标成果，并采取多元化考核标准进行课程评估。实践表明，改革取得了良好成效，学生的自主学习、实践创新能力及初步科学研究能力均得到增强，为高校相关实验课程进行教学改革提供良好的借鉴价值。

电子工艺；OBE；成果导向；学生中心；研究性教学

基于学习产出的教育模式(OBE)最早是在美国和澳大利亚的基础教育改革中出现的。美国学者斯派帝撰写的《基于产出的教育模式:争议与答案》一书中把OBE定义为:“清晰地聚焦和组织教育系统，使之围绕确保学生获得在未来生活中获得实质性成功的经验。”[1]其观点是在OBE教育模式中，相比如何学习和学习的具体时间，学生学到了什么并最终能够取得成功更为重要。西澳大利亚教育部门把OBE定义为：“基于实现学生特定学习产出的教育过程。教育结构和课程被视为手段而非目的。如果它们无法为培养学生特定能力做出贡献，它们就要被重建。”[2]OBE教育模式以学生的最终学习成果为主旨来确定成果评定标准，根据评定标准，教师需要不断完善和优化教学内容和方法，以提高教学质量。

如表1所示，给出了传统与OBE教育模式的情况比较[3]。由表1可以看出，在传统教学模式中，固化的教学内容、方法及评估标准占据主要地位。而在新的教育模式中，重点在于让学生获得高质量、高标准的学习成果，使学生成为教学活动的真正主体。OBE教育模式尽管在实施过程中由于学科和专业特色存在差异，但其教学模式可概括为学习目标、教学方法、结果评估工作3大要素[4]。本文以电子工艺实验课程为例，在课程改革和发展建设中引入OBE教育理念，从学习目标、教学方法、结果评估3个方面探讨提高电子工艺实验课程建设改革的新的有效途径。

表1 传统和OBE教育模式比较

1 电子工艺实验课程现状及改革意义

OBE教育模式在高等院校的教学中，主要应用于工程教育领域，电子工艺实验课程正是我校的一门核心实验课程和重要的工程能力培养课程。相对于理论学科，电子工艺课程是一门实践性的课程。实践指的是学生获得解决实际问题的经验和能力，包括诸如设计、生产制造、科学研究等活动。尽管经历二十几年的发展，华南理工大学电子工艺实验课程仍然有不少环节存在着一定的问题[5]:1)学生实习实践过程中简单操作性及验证性内容占较大比重，缺乏综合性及创新性设计的内容；2)教学模式和方法相对固化，学生基本都被要求在相同时间内完成相同的作品，实习方法也基本相同，忽视了学生的基础和兴趣的差异性；3)实习成绩的评定机制具有一定的局限性；4)教学资源的辐射共享率不高；5)学生的动手能力、实践创新能力和科研探索能力没有得到更好地培养等。

基于本实验课程中以上所述的相对薄弱环节，开展OBE“学生中心”“成果导向”和“持续改进”的核心理念导向下的电子工艺课程的研究性教学改革,具有非常重大的意义。改变传统灌输式教学，实现研究性教学，使学生在独立的实践、思考、探索的研究学习过程中，吸收和应用知识，解决实际问题，在教与学的互动实践过程中培养学生的创造能力和创新精神[6]。在实验课程中更多地采取设计性、探索性、综合性实验来代替部分验证性实验。其主要方法是引入包括“设计竞赛项目” “工程创新合作项目” “现代企业的实践”和“面向企业的设计项目”等方式，实现以学生实习成果为目标的新的教学模式；引入“课堂讨论” “效果反馈”“问题反馈”和“课堂和网络互补”等教学活动；引入课程的多元化指标成绩评定体系。教学过程由以学生自主学习为中心代替以教师教为主导的方式，培养学生学习的主动性和探索创新性。

2 OBE导向下的电子工艺实验课程的教学改革

2.1 贯彻“成果导向”的核心理念， 确定预期学习成果

“成果导向”是OBE教育模式的3大核心理念之一，确定学生预期学习成果是OBE教育模式中重要的一环。预期学习成果即学生在学习完成后将掌握的知识、具备的各种能力及作为一个职业人所持有的职业素质[7]。学生预期学习成果按内容可划分为知识性、技术性和能力成果。知识性成果指学生必须掌握相关的基础理论知识；技术性成果指在掌握了理论知识之后，学生能够熟练地进行实际技术的操作；能力成果指学生最终具备的对基础理论知识和实际操作技术掌握程度的合集。在传统教学模式下，学生掌握基础理论知识的能力较强，而综合和创新能力却相对薄弱。因此，在OBE教育模式导向下，提出合理的学习成果目标极其重要。

电子工艺实验课程结合其实践性特点，在开始实验前为学生确定知识目标、技能目标、能力目标。如图1所示，为电子工艺实验课程学生预期学习成果分布图。知识目标指在实际操作过程中需要用到的基础理论和专业知识，主要包括电子元器件的内部结构和原理、电路原理和各种相关工艺技术的原理等。技术性目标体现在掌握相关的实际操作技术，主要包括焊接工艺、热转印技术、数控钻孔、丝网漏印、表面安装技术、线路板腐蚀、电路调试、整机安装，以及运用软件进行原理图、布板图设计和电路模拟仿真等，并掌握所有相关仪器和设备的操作使用。能力目标作为知识性和技术性成果的合集，除了掌握基础理论、专业知识和各项实际操作技术之外，还必须具备相应的设计能力、分析解决问题能力、团队合作能力、批判性思考、推理和反思能力，以及自主创新思维综合能力等。

图1 学生预期学习成果分布图

2.2 体现“学生中心”的核心理念

传统的电子工艺课程固定模式的实习项目和时间都被固定[8]，并进行全天考勤，不利于学生自主性的发挥，基础好的学生只能被动求同，无法体现OBE教育模式中“学生中心”的教育理念。对于基础较好的学生，可以采取探索性“项目为本”的开放教学模式。以本学期我校参加电子工艺课程的院系和专业为例，对创新班的学生先行采取该教学模式。如图2所示，为本实验中心针对不同起点专业的学生采取不同实习模式示意图。

图2 电子工艺实验教学示范中心实习模式体系

固定教学模式主要包括基础训练阶段和综合运用阶段。基础训练阶段的实习内容主要包括了解用电安全、正确操作流程等知识，掌握不同电子元器件的型号参数、误差判断标准、元器件的检测方法和检测工具；掌握电子产品的手工焊接、装配技术；学习并掌握采用计算机辅助设计进行原理图和PCB布板设计；熟悉并掌握热转印技术、数控钻孔技术、表面安装技术、丝网漏印技术等基本技术。综合运用阶段，结合掌握的基础理论和各项工艺技术，完成作品及项目的包含从设计、焊接、制作、调试、整机安装等内容，通过固定实习模式，使学生掌握基础理论知识和培养其实践能力和综合能力。

开放教学模式主张“项目为本”，可包含小团队项目、工程创新合作项目、设计竞赛项目和面向企业的设计项目等。针对创新班学生及部分电类基础好并对电路知识非常感兴趣的学生，采取该教学模式，可以采取内容开放、时间开放、考核方式开放等多种组合方式。小团队项目仿照全国电子设计大赛的形式，让若干名学生形成一个项目小组，自由结合，自行拟定项目名称，学生在老师的指导下自主完成从电路构思、原理图和布板图设计、购买电子元器件、制作加工、电路调试与改进、项目总结及答辩等环节。本模式相对固定实习模式，在时间和内容上均较为自由，学生可以根据自身基础和兴趣，自主选择、设计并完成不同的研究项目，引导学生以项目研究的形式完成实习，初步理解和掌握科学研究的流程和方法。

2.3 坚持持续改进，促进课程可持续发展

2.3.1 实施混合式教学方法

基于课堂的大学教育对知识传授的速度越来越滞后于知识增长的速度，无法适应网络化知识的产生、传播和应用。高等教育从单纯面授模式转向在线模式或混合模式已成为今后发展的趋势[9]。传统电子工艺的教学方法均是千篇一律的老师讲解后学生闷头操作，学生被动地修完整门课程，很多理论内容和操作过程都得不到很好地理解和解决。华南理工大学电子工艺实验课程在传统教育模式的基础上，为使课程跟上时代步伐，实行了混合式教育，引入在线教育和同步教学等辅助教学方法。

在线教育辅助教学要求加强建设并使用网络教学平台。电子工艺课程已经建设了电子工艺实验课程的精品课程网站，借助在建设精品课程和广东省优质实验课程的契机，完善了网络平台的各项功能，使基础理论教学、实践实验教学和网上课下辅导能够同步进行。在线教育辅助教学实行课前推选、课上互动、课后反馈3个环节，把对应的理论知识和实验内容的PPT通过视频、录音和习题的方式放到网上在课前提供给学生，并在课程教学中进行互动教学，了解学生的疑难点及兴趣点，并以此激发学生的学习热情，课后问题可在网上问题反馈模块进行反馈，让老师能指导学生的进一步学习。近期清华大学在线教育办公室与学堂在线公司共同推出了一款新型旨在连接师生智能终端的教学工具“雨课堂”[10]，该软件适用于混合式教学，非常方便地将课前、课上、课后3个教学环节都有效地结合起来，我们也计划将“雨课堂”引入到电子工艺混合式教学课程。

同步教学指课程理论与实验一体化同步教学[11]。同步教学系统将各个教室、工艺室和实验室的音响投影等实验设备通过校园网连接在一起，任何一个教室或者实验室的老师都可以进行理论或者实验教学，使教学过程变得形象直观、通俗易懂，可形成良好的教与学的互动。目前，我校电子工艺实验中心的多媒体实时同步教学系统已投入使用，取得了非常好的效果。学生不仅直接接受他所在实验室教师的指导，更可间接得到其他工艺室通过同步教学系统传送的课件、讲解和指导，使知识得到进一步的补充提高，大大提升教师工作效率。

2.3.2 实施多元化考核评估体系

结果评估工作作为该OBE模型3大要素之一[4]，可见实习结果评估在课程改革中占极其重要的地位。通过分析实习结果，挑选出适用于实验教学的多元化评估要素，进而提出多元化指标评价体系。合理的指标评价体系,应该充分体现学生完成课程学习后是否能达到预期学习目标。对于电子工艺实验，固定和开放式实习模式应该形成不同的有助于学生持续发展的多元化评价体系。如图3所示，为电子工艺课程两种模式下对应不同的多元化考核评估体系。

(a)固定模式多元化考核体系

(b)开放模式多元化考核体系图3 电子工艺实验课程多元化考核评估体系

2.3.3 实现理论考试在线化

随着网络技术的迅猛发展,利用联网的计算机进行在线考试的考试形式受到各行各业的青睐[12]。在线考试系统由专业老师构建一个题库，可从题库中随机挑选题目进行智能组卷,考试时间、地点灵活，学生在完成考试后，点击提交即可得到考试成绩，充分降低教师阅卷的工作量。在线考试一般来讲包括统一考试和非统一考试。统一考试时,考生必须在规定的时间登录考试系统，确认学号、学院班级专业姓名等信息后，在规定时间内完成答题，并提交答案；非统一考试指考生在规定的某个时间段内完成答题。目前，我校电子工艺教学实验中心的在线考试系统已经建设好，题库已经录入，均采取统一考试方式，考试时间为90分钟，题型均为客观题，在学生考试完成点击提交之后，即可得到理论考试成绩。

3 结束语

OBE教育模式是对传统教育模式的革新，其在优化教学内容、更新教学手段、合理设置评价体系上具有重要的指导意义。论文在OBE“学生中心”“成果导向”“持续改进”的核心理念的导向下，提出了我校电子工艺实验课程的建设与改革方向。确定学生电子工艺试验课程的知识性、技术性及能力成果目标；引入“项目为本”的开放式教学模式；把“在线教育”“同步教育”等辅助教学方法落实到实处；实施多元化考核标准；实行公平高效的在线考试。教学过程由教师主导转至学生中心，有利于培养学生的自主学习、实践创新及初步科学研究能力。

[1]SPADY，WILLIAM G.Outcome-based Education：Critical Issue and Answers[M].Arlington：American Association of School Administrators，1994.

[2]WILLIS S，KISSANE B.Outcome-based Education：A Review of the literature[M].Murdoch：Murdoch University，1995.

[3]SPADY，WILLIAM G.Choosing Outcomes of Significance[J].Educational Leadership，1994，51(6)：18-22.[4]RICHARD M，FELDER，REBECCA B.Designing and Teaching Courses to Satisfy the ABET Engineering Criteria[J].Journal of Engineer Education，2003，92(1)：7-25.

[5]杨日福.电子工艺实习课程改革思考[J].实验科学与技术，2010，8(6)：109-112.

[6]顾佩华，胡文龙.基于“学习产出”(OBE)的工程教育模式[J].高等工程教育研究，2014(1)：27-37.

[7]任晓莉，佟春生.基于OBE发酵工程实验教学改革探索[J].化工高等教育，2014(2)：65-67.[8]李丽秀，杨启洪.电子工艺实习课程的发展实践与创新探讨[J].实验科学与技术，2015，26(12)：126-128,139.

[9]朱永海，韩锡斌.高等教育借助在线发展已成不可逆转的趋势[J].清华大学教育研究，2013，35(4)：92-100.

[10]清华大学.混合式教学工作坊-雨课堂传授玩转课堂新妙招[EB/OL].[2016-03-29].http://www.edu.cn/xxh/focus/xs_hui_yi/201603/t20160329_1381267.shtml.

[11]樊泽明，梁振涛.计算机控制系统设计理论与实验一体化同步教学系统研究[J].教学研究，2014，37(3)：61-66.

[12]陈荟慧，张新颜.在线考试系统的分析与设计[J].计算机技术与发展，2009，19(10)：214-217.

Research-teachingReformoftheElectronicProcessCourseBasedonOBE

LIAO Jihai1，LI Lixiu1，ZHANG Cunfang2，FU Yuhe1，YANG Rifu1

(1.School of Physics,South China University of Technology，Guangzhou 510641，China；2.College of Chemistry and Environmental Engineering，Dongguan University of Technology，Dongguan 523808，China)

Outcomes-Based Education(OBE)is an innovation of the traditional education models，it has an important guiding significance in optimizing the teaching content，updating the teaching methods and setting up the reasonable evaluation system.From the learning objectives，teaching methods and results assessment system three aspects in this paper，it explores the effective ways in developing the electronic process course which based on the core concept of "students-centered"，"results-oriented"，"continuous improvement" of OBE education mode.Introduced the exploratory "project-based" teaching model,the expected students learning objectives and diversified assessment system are adopted.The teaching process is students-centered instead of teacher-centered.The practice has shown that the reform has achieved good results，students' autonomous learning，practical innovation ability and preliminary scientific research ability have been strengthened，which provides favorable reference value in reform the related experiment courses for colleges and universities.

electronic process；OBE；outcomes-based；students-centered；research-teaching

2016-12-26；修改日期:2017-02-20

教育部“本科深改工程”建设项目(j2jw-Y9160070)；广东省高等学校实验教学示范中心质量工程项目(X2lx-N9140850)；华南理工大学大学生创新创业训练基地建设项目(j2jw-D2152140)；华南理工大学校级重点教学教改项目(j2jw-Y9160780)；华南理工大学第三批探索性实验项目(x2wl-Y1160420);广东省实验室研究会基金项目(GDJ2016019)。

廖继海(1979-)，男，博士，讲师，主要从事电子工艺实验课程的教学与研究。

G642.0

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2017.04.021