基于OBE理念的天线与电波传播课程的教学改革探索

范艺 张琴

摘要：针对天线与电波传播课程中传统教学模式出现的问题，引进成果导向教育（OBE）理念，对应用性很强的天线与电波传播课程进行教学改革与实践。首先提出预期的学习成果，以此为目标反向设计教学内容、方法，然后指导课程的教学实践、改革实施，最后构建考核评估体系。实践表明改革后实施了该教学模式的课程教学效果得到了明显改善。

关键词：成果导向教育;教学改革;教学实践;天线与电波传播

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）43-0111-03

一、引言

信息通信技术领域和物联网的发展，都涉及无线通信系统的信息传播，从而天线技术的发展在其中具有非常重要的地位[1]。天线与电波传播课程作为介绍天线理论与技术以及电磁波传播原理的课程，是通信工程本科专业的一门重要的专业课。通过对本门课程的学习，使学生能系统地掌握天线、电磁波的基本知识和原理，具备天线的分析与设计能力、掌握电波传播在电子系统工程中应用的能力，从而满足社会对通信行业天线领域的应用型人才需求。

但天线与电波传播课程在传统的教学模式上存在一些问题[2，3]，首先，传统教学是以教学内容为基础，注重理论专业知识的传授，实验实践环节教学理念没有与时俱进，主要是简单的验证性实验或者Matlab软件仿真[4]，注重创新能力培养的设计性与开放综合性的天线实验基本没有开设，从而与应用脱节;其次，教学方式没有及时更新，主要以教师、教材为中心;最后，教学评价以单一的方式评定学生的学习成果。在这样的情况下，很难培养出满足社会需求的高素质应用型人才。基于以上原因，我们从培养通信行业天线领域的应用型人才角度出发，引入成果导向教育理念，探索基于此理念下的天线和电波传播课程的教学改革与实践。

二、基于成果导向教育理念的课程改革思路

OBE成果导向教育理念又称为基于学习成果的教育理念，是一种先进的教育教学理念，代表了工程专业教育改革的主流方向，重视学生能力的达成而不是知识的传输。在基于OBE以成果为本的教育系统中，教育者对学生的学习结果有清晰的构想，即学生在学习完后能够干什么，并通过设计合适的教育结构来促进和保证学生达到这些教育目的[5]。贯彻成果导向教育实施要点，主要有以下几个步骤：

（一）制定预期学习成果

OBE教育模式的核心理念是以学生学习成果为导向进行的教育，从而确定学生预期学习成果是OBE教育模式实施的首要步骤。教师以内容为划分对象，将学习成果分为知识性成果、技能成果、价值成果等[6，7]。

（二）以学习成果为指导，反向设计教学课程内容、教学材料和教学方法

基于OBE的成果导向教育理念以成果为本，强调的是能力的获得，遴选达到预期成果的授课内容，有针对性地优化课程内容，精心选择理论教材和实验教材，针对不同内容知识传授可采用项目教学法、案例教学法、比较教学法等不同方法进行教学，强化研究型教学模式，鼓励学生进行自我探索和自我开发[8]。

（三）跟进成果的评估认证

OBE成果导向教育理念的教学考核体系注重的是学习成果，而不是教学内容，考核评价体系以实现预期学习成果为目的设计出一种立体化产出考核体系，以跟进预期成果[9]。

三、课程改革实施

我校是首批广东省普通本科转型试点高校，通信工程专业是广东省应用型人才培养示范专业，主要面向地方培养应用型高级专门人才。为响应学校培养高层次人才以服务地方社会的宗旨，对通信工程专业的专业教育平台下的《天线与电波传播》这门课程实行了基于成果导向教育理念的教学改革探索与实践，以实现课程目标与专业目标的一致性。对该课程的成果导向教育的改革实践，主要实施了如下的课程改革：

（一）设定课程学习成果

该教改项目的首要与关键之处就是预先设定课程的学习成果目标，我们从社会与用人单位对该专业的需求出发，结合学生的实际情况，制定了与天线与电波传播课程的预期学习成果所对应的知识、技能、素养三个具体的预期学习成果目标，见表1。

（二）改革教学实践活动

为取得该课程基于成果导向教育理念指导下的预期学习成果，实施如下的教学理论与实践改革。

1.优化课程内容。天线与电波传播课程理论知识的课堂学习教材主要采用《天线与电波传播》（第二版）（宋铮，西安电子科技大学出版社，2011），辅助教材是《天線与电波传播》（曹翔玉，电子工业出版社，2015），这些教材理论知识深厚，内容与时俱进，可以满足当前对天线新技术的需求。实验教材采用《HFSS天线设计》（李明洋，电子工业出版社，2011），主要让学生掌握和能够应用天线工程设计仿真软件设计出满足实际需求的天线。课程内容改革的重点在于：以预期学习成果精简、界定课程知识内容，弱化数学推导，着重于常见的天线技术应用。通过对天线工程实用软件的学习与使用，学生对抽象和深奥的各种天线原理与现象这些理论知识有了深刻的理解与掌握，提高了实践动手能力，获得初步的实际工作能力，最终提高了对课程学习的满意度。

2.课堂教学改革。课程理论教学活动的改革实施表现在以下方面：首先教学之前先由教师向学生展示天线与电波传播课程的预期学习成果目标、课程实施方案和考核评价结构;其次在课堂教学实施过程中采用以学生为中心的自主思考和学习为主的各种新型教学模式，可以采用问题导入式，案例式的启发、引导等的教学方式，从而提高学生对知识的理解与掌握，例如在讲授天线的电参数内容时，以实际生活中使用的手机天线为例，不断地引导学生思考天线在实际工作中需要具有哪些性能，从而得到天线的方向图、天线效率、增益和带宽的基本参数;同时，采用任务驱动、翻转课堂的教学方式开设研讨课，事先划定教学内容，学生分小组协作，查阅资料和预习，课堂上使用ppt呈现课堂交流学习材料，教师进行答疑解惑与归纳总结，提高学生参与度;最后为了扩展知识面，邀请企业专家或学者教授开设天线讲座课，让同学们了解现代天线发展的前沿领域，激发学生学习兴趣，增进对行业的了解。

3.实验实践教学改革。天线与电波传播课程的实践训练非常重要，学生不仅要学会应用矢量网络分析仪、无线电综合测试仪和频谱分析仪等进行天线工程测量的基本原理方法，还要引入天线工程仿真分析软件，学习天线设计。在这个方面，此次改革实验教学中引入射频微波工程仿真软件HFSS，一方面从工程软件的仿真设计结果可以验证理论知识，另一方面开设综合性的设计实验，在学生进行天线设计的自主实验过程中，鼓励学生组队通过各种方式自行查阅文献，再通过整理出来的文献设计实验方案。通过这种方法，不但能让学生学习到新的理论知识，而且可以增强学生的团队合作与实践动手能力，同时开阔了学生视野，让学生做到活学活用。对于一些在天线工程领域特别感兴趣的同学，可以让他们在学习了本门课程的基础上，积极参加大学生创新创业大赛和电子设计大赛，参与教师的科研项目，在导师指导下申请专利和发表科研论文，将所学到的知识和自身能力用于更高层次的学习上，促进自己将来在职业上的发展。

（三）考核评价体系

由于预期学习成果是完成学习后学生应该具备的知识、技能和素养，为了客观地评定学生取得的成果，与课程设置的预期学习成果的目标相对应，制定了天线与电波传播课程的考核评价结构，用过程式考核、知识考核、技能考核及素质考核等方式加以替代[10]。以评估学生的个人成就与总体表现，有助于学生改进学习成效。

我们从学生自身的水平和兴趣程度出发，将课程的考核内容分为必选内容和可选内容两部分，考核评价结构主要分为评价策略、评价项目和评分量值三部分。具体见表2。

（四）教学改革效果

通过在通信工程专业本科班实施OBE成果导向教育理念下的天线与电波传播课程的教学改革与实践，学生们对该门课程的学习积极性和认可度有所提高，总体评价该门课程定位清晰，学习成果目标明确，教学方式生动灵活，考核评价结构合理，从而收到了良好的教学效果。

四、结论

成果导向教育理念以学生为中心、突出产出导向和强调教学评估与改进体系，其教育模式对提高教育教学质量有重大的指导作用。

天线与电波传播是通信工程行业中一门重要的专业课程，也是一门实践性非常强的课程，与工程行业领域密切相关。本文探讨了该门课程基于OBE理念的应用与实践，以制定的课程预期的学习成果为目标，建立与实施了理论教学内容和实验教学内容的改革措施，最后到跟进成果的考核评估认证。通过在该课程实施了基于成果导向教育理念的教学改革的探索与实践，很大程度激发了学生的学习兴趣与潜能，提高了该课程的教育教学质量。

参考文献：

[1]Kraus John D.，Marhefka Ronald J.天线[M].章文勋，译.第三版.北京：电子工业出版社，2005.

[2]雷文太.《天线与电波传播》课程的教改实践[J].教改创新，2012，（5）：24-26.

[3]孟银阔.《天线与电波传播》课程的教学探索[J].高等教育在线，2013，（12）：151.

[4]鄒全.Matlab软件在“天线与电波传播”课程中的应用[J].常州工学院学报，2014，27（3）：85-89..

[5]赵洪梅.基于成果导向教育的工程教育教学改革[D].大连理工大学，2016.

[6]凤权.OBE教学模式下应用型人才培养的研究[J].安徽工程大学学报，2006，31（3）：81-86.

[7]覃晶晶.基于OBE成果导向教育理念的给排水专业人才培养模式研究[J].教育教学论坛，2016，（34）：157-158.

[8]王路，张华，程翠林.我国高等工程教育改革中成果导向教育的问题与对策[J].黑龙江教育学院学报，2017，36（7）：1-3.

[9]王刚，程卫民，刘伟韬.成果导向理念在“矿井通风与安全”课程教学中的探索与实践[J].中国地质教育，2016，（1）：83-86.

[10]颜学雄，邱菡，张连成，等.高校课程过程式考核方法的思考与探索[J].计算机教育，2016，（6）：14-16.