OBE与任务驱动融合在导论课程的研究与实践

摘 要：结合OBE理念及任务驱动教学模式，以培养学生解决问题的能力为中心，提出根据各章节知识点特色制订任务的任务驱动式教学模式，将课堂上离散的知识点贯穿到当前热门话题中，让学生在获取知识的同时增强素质教育，同时使学生在任务驱动下自主获取知识，从而有效解决传统教学模式中“单纯传授知识、忽视能力素质培养”的问题。本研究遵循“1-2-3”模式，将1个导向、2种结合、3级能力应用在物联网工程导论课程教学中使用。目前已建立任务库，线上有配套视频、题库等资源。从学生在课堂的互动中可以看出学生自主学习的动力和意识有较明显提升，对于问题的分析和解决能力也有提高。由上可知，本教学方式具有一定的应用价值，对学生领悟大学学习之道，掌握大学学习之法有很大的帮助。

关键词：物联网工程导论；OBE理念；任务驱动；“1-2-3”模式；任务库；自主学习

中图分类号：TP391.4 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2025）02-0-04

0 引 言

物联网技术作为目前应用最广泛的技术之一，以及我国信息交换和通信最主要的技术之一，对于促进我国经济、技术的发展具有十分重要的意义。其兼具理论性与实践性，涉及电子科学与技术、智能科学与技术、通信工程、计算机科学与技术、计算机网络技术等众多领域[1]。物联网工程导论课程，旨在帮助物联网工程专业大学新生了解专业性质，把握专业全貌，掌握专业学习方法，增强学习热情。通过对物联网工程导论课程的学习，学生要掌握物联网的含义，理解物联网的相关技术及应用现状，了解物联网发展面临的技术难题，把握物联网的技术调整方向，充分了解物联网工程专业，为后续专业知识的学习及就业打好基础[2]。然而，对于大学新生，他们凭借以往知识结构很难全面透彻理解本课程的知识内容。因此，结合OBE与任务驱动，本文提出根据各章节知识点制订特色任务的教学模式。

1 要解决的重点问题

各个学校目前在专业建设初期，均开设了导论课程，便于大一新生在刚入学时能尽快熟悉本专业的课程体系及就业前景，使他们能从高中的学习生活平稳过渡到大学的学习生活。在实际教学中，还面临很多问题，具体如下：

（1）学生基础薄弱，思维方式局限性较大

物联网工程导论课程面授对象是大学一年级学生，在此之前他们没有进行过任何专业学习，经过调查发现，班级里个别学生有电路知识及C语言的基础，但大部分学生仍是高中知识基础。学生虽然保持着高中生的好奇心与求知欲，但学习大学课程有难度，尤其是学习一些抽象理论的时候更是如此。大部分学生存在“不知从哪入手”的情况，同时随着身边物联网技术应用产品的增多，学生不曾思考其原理，更不理解其工作方式，这些都不利于学生破除思维的局限性，用新的思路及方法进行学习[3]。

（2）学生自主学习能力差，缺乏过程性考核

大一学生还处在应试教育模式中，缺乏自主学习的能力，对于网络资源的使用缺乏技巧。个别学生虽然使用计算机较为熟练，但是在学习方面不会有效搜集资料，即使内心想要参加各种比赛，但面对计算机和网络时不知道在哪里查找资源，更别提主动学习。另外，为了督促学生自主学习，考核机制过于注重结果，过程性考核缺失，忽略了学生学习的过程。不仅如此，对于导论类的课程，其主要应拓宽学生的专业视野，而不应该以单一的方式考查[4]。

（3）教学方式单一，目的性不强

目前物联网工程导论课程教学方式单一，主要以传统的方式教学，对于大一新生而言枯燥乏味，使学生不能抓住重点，因此，在教学方面应当进行引导，让学生明白课堂知识的重点，而不是将全部课堂知识一网打尽。

2 融合OBE和项目驱动教学方法改革

在新工科模式下的教学，主要目标是提升学生的实践能力[5]。本课程主要以任务驱动为主，同时采用OBE教学理念。本着以产为本、有效性、实施成果教学评价闭环模式原则，本课程提出“1-2-3”教学模式，即1个导向、2种结合、3级能力的模式。

（1）以产为本原则

坚持以产为本，是课程目标与企业岗位需求对接的重要依据。一门课程结束后，学生能否胜任岗位，主要取决于学生的技能、知识、素养的产出成果[3]。坚持“1个导向”，使学生课程结束后达到技能、知识、素养的产出成果标准，有利于新工科教育良性发展。

（2）有效性原则

在OBE理念下评价一种教学模式是否有成效，应该关注教师是否充分发挥了主导作用[6]。要确定好达成的目标，就必须确定任务细节以及完成任务的形式，同时还要确定任务的检验方案[7]，促进学生完成预期学习任务，重点关注学生的学习成果。在具体的任务设计与实施过程中遵循激发学生兴趣、师生互动原则，让每个学生都参与到教学活动中，进而对比任务目的与学生的教学表现，在教学过程中考核学生的任务完成度。

（3）成果、教学、评价闭环模式

OBE理念遵循反向设计原则，强调预期学习成果的确定、达成方式以及达成度的评价[8]。让学生从中学到知识、提升能力是学习的本质，要让学生学有所获、学有所成是教学的目的，因此要有合理的考核方式才能形成闭环，检验学生的学习效果和能力。如图1所示，注重教学过程的考核，让每一个任务都强调学习成果，然后再制订教学活动方案，并对学生的完成度进行评价，进而推动下次任务的实施。

（4）“1-2-3”教学模式

①1个导向，即以产出成果为导向。在新工科的大背景下培养应用型本科人才，需要在教学过程中注重以就业为结果的导向教学。OBE理念注重学生的结果输出：每节课应根据人才培养大纲学习什么内容？为什么要筛选出课堂重点内容？使用什么教学方式可以让学生更有效地学习？如何判断学生是否已掌握教学内容？针对这些问题，以成果为导向，制订符合OBE理念的任务。任务与OBE理念间的关系如图2所示。

②2种结合，即线上资源辅助与线下教学结合、个人任务与团队任务结合。为了能提高上课效率，教师利用多种教学工具，学生利用线上教学资源完成多个教学任务，课后作业及考核均采用线上模式，这样既锻炼了学生对于计算机的使用能力，同时从侧面提升了学生的自主学习能力。教师在线下主要针对学生的疑问进行答疑，对重点内容进行重点讲解，任务的验收采用学生汇报的形式，让学生能深刻理解课程的主要内容和需要掌握的重点内容。

③3级能力，即基本技能、团队能力、应用能力。物联网工程导论涉及的知识面广，涵盖物联网工程专业的所有专业课程，教师在教学中不能讲解太深，主要增加趣味性，让学生能在欢乐的气氛中了解本专业的知识。因此本次教学改革旨在将课程中的内容进行提炼，制订合理的任务，以任务为导向，让学生在完成任务的同时学到专业知识。学生在课堂中学习基本技能的同时，提升和别人交流、合作的能力，最终成功将知识应用在实际生活中。

3 任务驱动模式教学设计

（1）制订以结果为导向的任务

物联网专业旨在培养学生的德、智、体、美、劳全面发展[9]，能够掌握物联网嵌入式开发、物联网系统集成与管理和物联网应用开发等技术的基本原理和基本知识，并能在物联网信息获取、传递、处理及应用方面受到严格的科学实验训练，在物联网架构、网络协议、无线传感器、物联网应用等技术领域从事工程设计、测试、维护、管理和服务的高素质应用型人才。导论课程知识面广，教师结合不同章节知识点，制订任务，让学生更多地参与到课堂中来，锻炼其自主学习能力，提高其学习兴趣，同时摄取思政元素，在理论教学的过程中注入德育教育。要精心打磨每一个任务，从“案例引入、任务内容、任务引导、任务要求、任务验收”等环节入手，整体实现闭环，让学生从每一个任务中明白自己的优势和不足，并认真对待学生的反馈，使其下次会有更优秀的表现。以自动识别技术为例的任务驱动过程见表1。

（2）丰富教学方式

①利用多种途径展示物联网技术。目前物联网技术飞速发展，很多技术已经走进千家万户，针对部分还未普及的高新技术，可以通过视频、实地参观等方式让学生从视觉上体会物联网技术的发展。

②让学生亲身感受物联网技术。在通信技术知识讲述过程中，可以让学生讲述自己换手机的经历，体验移动通信的变迁；在进行传感器技术讲述时，采用小组形式，让学生仔细查看一些学生比赛或者毕业设计的作品，让学生亲身体会元器件如何采集温度、湿度、光照强度等参数，并控制其他设备的过程。

③注重师生间的交流，建立平等的师生关系，让学生不畏惧教师，敢于在课堂发问。关于这门课的疑惑或现实中遇到的难题，学生都可以提出来，教师及时给予回答。

④鼓励学生参加比赛，通过课外比赛的方式，提升学生对专业知识的应用，进而提升学生对专业知识学习的兴趣。

4 完善任务考核机制

过程性考核不仅能增进学生的积极性，更能让学生在学习中找到学习的方法。在考核中，总成绩=平时考核50%+期末考核50%。

（1）平时成绩分为3个部分，考勤占比30%，课堂表现占比20%，任务完成情况占比50%。课堂表现体现在课堂上对于教学活动的达成度。任务完成度考核，主要对于学生完成的任务进行考核，团队任务必须列清楚团队成员的工作量，不能有浑水摸鱼的现象，团队的每个成员在课堂上需对自己的任务成果进行汇报与展示，其他组员可现场提出疑问，教师进行总结与考核。

（2）期末考核中基础知识考核占比30%，综合性考核占比70%（图3）。理论基础知识考核主要以机试开卷的形式进行，旨在让学生多方面了解物联网知识。考试主要以单选题、多选题和判断题为主，分值为30分。题目采取题库抽题的方式，以随机抽题、智能组卷的形式组卷，并且一场考试可随机组多套试卷，保证学生在答题过程中抽到不同题目的试卷，杜绝作弊。另外，为了符合大纲考核要求，在组卷抽题时按照知识点的分类抽取，以保证题目符合大纲要求。综合性考核采用小论文方式。小论文的主题有3个，学生可以根据自身喜好进行选择，按照具体的内容要求和格式要求完成，小论文分值为70分（为严格要求学生的写作规范，其中格式占10分）。为了能让学生充分将所学知识写入论文中，应该提前布置小论文任务。

5 实施成效

课程面向大一新生，主要引导学生掌握学习方法，即授之以鱼不如授之以渔。该课程几乎每一章都会根据知识内容安排一个任务，例如在“第5章 现代通信技术”中，先引导学生了解智能电网的含义，然后让学生说出其中用到的网络技术，紧接着发布任务，课堂上让学生围绕这个任务讲述理论知识，从而引导学生完成任务，最后明确任务提交的要求。

学生课下要按照任务要求完成任务资料的搜集，并制作PPT或者Word汇报。任务形式不做要求，可课下完成或课上完成，例如学生要在课堂上完成对各种传感器的识别与参数查找。任何一种任务都需要学生有所收获，并由教师总结，让学生衡量自己的任务完成度，争取在下次任务中完成得更好。通过这些措施的实施，学生在知识、能力、素质3个方面均有提升。

（1）知识方面。学生对物联网知识掌握良好。学习通线上物联网2302班考试成绩占比统计如图4所示。学生对专业课程有了大概了解，初步掌握了基础的识别技术、传感器技术、数据处理技术、通信技术等专业知识，为自己后续的专业规划奠定基础。

（2）能力方面。学生逐渐适应了大学学习的思维方式，会自主查找资料进行学习。

①自主学习能力。例如“剖析传感器”中需要学生对往届的毕业设计实物进行解读，查看其中用到哪些传感器及参数，这就需要学生利用所学的理论知识及网上搜索的知识，其中有的学生通过拍照搜索资料，这是一种很有效的方式。

②问题解决能力。由于多个任务需要学生课下完成，学生要具备查找资料、汇总资料的能力，课堂上教师也会告诉学生在知网、万方等网站获取有用资料。

③团队合作能力。一部分任务需要团队合作完成，因此要求学生团队明确分工，让每一个学生都贡献自己的力量。有学生通过这种任务找到了日后比赛的“搭档”。

④在考核小论文时，不乏有很多比较优秀的观点。学生对于一些小系统的设计有自己独到的看法。例如有学生做的核辐射检测系统，紧跟时事政治，具有前瞻性，这是很大的进步；还有学生通过学习对自己的学业和职业进行了有效规划。学生能进行自主思考，这就是本次创新的最大收获。

（3）素质方面。学生能清楚自己的定位，制订学习规划，积极参加比赛。

①专业规划。学生可以对自己的大学4年做出规划，提升对专业的认知，尽早规划专业课的学习。

②找准目标。有的学生积极参加和专业相关的比赛，提升了自己的能力，也有部分学生打算考研，继续深造。

课后对学生进行调研，学生对于课程的反馈可作为下次课程创新的数据。从收到的调研结果来看，学生对于本次创新的改革比较肯定。经过综合比较，学生对于能接触到实物、可以参与其中的课程比较感兴趣，这也是未来改革的方向。经过调研可以看出，本课程达到了最初的教学目的，让学生对专业有了比较客观的认识[10]。

6 结 语

本文在物联网工程导论课程教学的过程中始终贯彻OBE理念，以学生为中心，结合知识点制定合理的任务，使学生在完成任务的过程中掌握知识。学生在学习导论课程时领悟了大学学习之道，掌握了大学学习之法，从学生提交的任务结果可以看出学生在实践和理论两方面均有提升。该教学方式可延伸至其他课程中，具有较高的应用价值。

参考文献

[1]李琳芳，贾晓剑.“物联网工程导论”课程教学思考与探讨[J].考试周刊，2014（71）：162-163.

[2]靳晟，柯春艳，王磊.物联网工程学科导论课程教学模式研究[J].电脑知识与技术，2022，18（15）：153-154.

[3]余福源，李荣青，王宜结.基于OBE理念的“嵌入式系统设计”课程教学改革研究[J].工业控制计算机，2022，35（9）：155-156.

[4]陈开政.地方高校专业导论课教学实践的思考[J].中国多媒体与网络教学学报（上旬刊），2018（12）：93-94.

[5]申天恩，夏重鑫.成果导向教育理念概念内涵理论溯源与发展态势[J].教育文化论坛，2021，13（4）：49-54.

[6]扈国栋，栗军，刘汉平.基于成果导向教育的嵌入式系统课程教学设计[J].教育教学论坛，2018（52）：229-231.

[7]刘玉芹，佘道明.“新工科”背景下应用型课程教学方法改革初探—以“单片机原理及应用”课程为例[J].轻工科技，2022，38（5）：153-155.

[8]姚雷博，郭超，任亚飞.面向工程实践能力培养的嵌入式课程教学改革[J].办公自动化，2021，26（6）：46-47.

[9]张立娟，岳湘安，赵仁保.“雨课堂+探究学习”教学模式在“提高采收率原理与方法”课程教学中的应用实践[J].大学，2021（43）：49-51.

[10]胡纯意，李建辉，胡纯蓉，等.基于OBE理念的翻转课堂教学模式的构建—以“微机原理与接口技术”课程为例[J].物联网技术，2023，13（8）：159-162.

作者简介：杨沙沙（1990—），女，硕士，讲师，研究方向为计算机网络技术及物联网工程。

收稿日期：2024-03-09 修回日期：2024-04-11

基金项目：2023年西安交通工程学院教育教学改革研究项目：基于OBE的任务驱动教学模式在物联网工程导论课程的研究与实践（XJY232027）