基于工程教育認證的通信電子線路課程教學創(chuàng)新與實踐

趙珉 劉如軍 劉桂英 黃曉桃

摘要：工程教育認證對推動工程教育改革、促進高等工程教育的國際交流、提升我國高等工程教育的國際競爭力具有重要意義?！皩W生中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進”是工程教育專業(yè)認證的基本理念。在該理念指導下，文章著眼于電子信息工程專業(yè)中的通信電子線路課程，從課程目標確立、教學內(nèi)容引入、教學過程實施以及對學生學習效果和教師教學效果評價等方面展開探討。

關鍵詞：工程教育認證;通信電子線路課程;項目式教學;過程化評價

中圖分類號：G642;TN710? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）21-0175-03

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

工程教育認證由專門職業(yè)協(xié)會同專業(yè)領域教育工作者針對特定專業(yè)或特定學校所培養(yǎng)人才進入專門職業(yè)界從業(yè)的預備教育提供質(zhì)量保證[1]。認證內(nèi)容包括對專業(yè)學生的培養(yǎng)目標和質(zhì)量、師資隊伍、課程設置、實驗設備、教學管理、教學文件及各種原始資料等方面進行評估[1]?？v觀我國高校專業(yè)認證方面的實踐和探索，該標準有力推動了我國高等教育的健康發(fā)展和專業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展。本文基于工程教育認證背景，著眼于電子信息工程專業(yè)中的通信電子線路課程，進行教學研究與實踐的探討。

1 課程目標

基于“學生中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進”的理念[2]，首先需要根據(jù)電子信息行業(yè)的人才需求制定相應的培養(yǎng)方案、畢業(yè)要求和課程目標。行業(yè)是高校人才培養(yǎng)的目標輸送地，因此行業(yè)需求是頂層方案制定的風向標;培養(yǎng)目標與畢業(yè)要求是專業(yè)建設內(nèi)循環(huán)的根基，而課程體系是專業(yè)建設的微組織。在評價與分析的驅(qū)動下實現(xiàn)對各層級的持續(xù)改進。因此首先根據(jù)行業(yè)需求設定電子信息工程專業(yè)的培養(yǎng)目標，然后在工程知識、問題分析、設計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團隊和溝通等方面設立本專業(yè)的畢業(yè)要求。通信電子線路課程的先導課程主要有電路分析基礎、模擬電子技術、數(shù)字電技術，后續(xù)課程主要有信號處理、通信原理等。在該課程體系中，通信電子線路課程處于連接基礎課與應用課程的位置，起到承上啟下的作用。因此可設立如表1所示課程目標。

2 場景實例引入

通信電子線路課程涉及的內(nèi)容非常豐富，包含復雜多變的實際電路結(jié)構(gòu)，具有較強的理論性和工程實踐性，這使得學生在剛開始學習時不僅在基本理論和原理部分就感到困難，更是在分析實際電路與工程設計實踐時感到茫然和力不從心[3]。因此，通過鮮明的應用實例以“抓眼球”的方式引入教學內(nèi)容，能夠更好地激發(fā)學生的學習興趣，不僅寓學于樂、避免抽象、單調(diào)，還可以與生活實際緊密關聯(lián)，使學習內(nèi)容真正“落地”，從而提高學習效率和效果。表2列舉了教學內(nèi)容中部分實例引入的切入點及與掌握內(nèi)容的關聯(lián)性。

3 項目式教學

根據(jù)“產(chǎn)出導向”理念，可將章節(jié)知識點打包，設計以驗證、實現(xiàn)電路功能為目的項目式教學，避免過多的數(shù)學推導，有利于培養(yǎng)學生的實踐技能。長期以來，通信電子線路課程呈現(xiàn)出“既不好學，又不好教”的態(tài)勢。隨著時代和技術進步，形式生動、手段多樣、引入計算機輔助設計的“虛實結(jié)合”教學方式逐漸成為主流。項目的提出可設置于場景實例引入之后，向?qū)W生發(fā)起疑問，并布置目標任務，讓學生帶著任務、帶著疑問進入該內(nèi)容的學習。在該內(nèi)容學習基本完成之時，也是要解決疑問和實現(xiàn)目標之時。

如在高頻基礎電路部分，基于Multisim軟件平臺設置如圖1所示題為“LC諧振回路的設計”的項目?？蔀閷W生布置如下待解決任務。

1）基本任務：

①當開關J3、J4閉合時，計算諧振狀態(tài)下的輸出信號頻率的理論值。

②用示波器觀察輸出波形。

2）拓展任務：

①當開關J1或J2閉合時，通過示波器觀察輸出波形，分析有何變化？

②簡述用示波器測量波形頻率的方法，如何提高測量精度？

在幅度調(diào)制與解調(diào)電路部分，設置題為“模擬乘法器調(diào)幅電路分析與設計”的項目，對應電路如圖2所示。為學生布置如下待解決任務：根據(jù)圖2所示電路在Multisim中分別創(chuàng)建普通調(diào)幅電路和雙邊帶調(diào)幅電路，設置各元器件參數(shù)，打開仿真開關，從示波器上觀察調(diào)幅波及其與調(diào)制信號的對應關系。

4 評價體系

4.1 過程化評價

根據(jù)“學生中心”理念，在學生的平時成績考核中推行過程化評價體系，對學生學習狀況和學業(yè)成果進行全方位、多形式、分階段的考核評價[6]。課程過程性評價需涉及學生對該課程學習的各個方面，包括：課程基礎知識、基本技能、專業(yè)能力、學習態(tài)度、參與度、學習能力、語言表達能力、理論應用于實踐能力、創(chuàng)新能力、綜合素養(yǎng)等?？己诵问叫瓒鄻踊?、多維度。理論課程中可包括：課程作業(yè)、課程論文、實踐報告、階段性測驗、考勤及其他能夠評價學生知識學習情況的考核形式[7]。實驗課程可包括：預習報告、實驗報告、實驗考查、考勤及其他能夠評價學生實驗學習情況的考核形式[8]。

根據(jù)過程性評價可得學生平時成績。學生的總評成績以平時成績和考試成績以一定的權重比例加合計分。

4.2 課程目標達成度評價

對教學效果和質(zhì)量采取課程目標達成度評價。具體核算步驟如下：

①算出測驗和期末成績中每個學生對應某個課程目標得分總和。

②算出測驗和期末成績中對應每個課程目標的平均得分。

③算出課程目標達成度

課程目標n的達成度=（課程目標n的測驗成績平均值/課程目標n的測驗成績總分*測驗成績占比）+（課程目標n的期末成績平均值/課程目標n的期末成績總分*期末成績占比）。

在實際操作上，在2019級所任課班級的通信電子線路課程上開始上述教改措施。為了檢驗效果，將電子信息工程專業(yè)所任課的2018級與2019級學生課程目標達成度結(jié)果做對比，如圖3～圖5所示。圖3（a）（b）分別是2018級與2019級學生的課程目標達成度，圖4、圖5分別是2018、2019級學生課程目標達成度分布圖。

根據(jù)圖3至圖5的對比可見，上述實例切入、項目式教學以及過程化評價等教改措施切實提高了學生的學習成效。

5 結(jié)語

本文基于工程教育專業(yè)認證中“學生中心、產(chǎn)出導向、持續(xù)改進”的理念，首先從電子信息工程專業(yè)培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求及課程體系關系等確立通信電子線路的課程目標。然后，結(jié)合通信電子線路課程內(nèi)容討論了場景實例引入和項目式教學的具體措施。最后，針對工程教育專業(yè)認證重要的評價體系問題，一方面對學生學習效果注重過程化評價，另一方面對教師教學效果和質(zhì)量采取課程目標達成度評價。

參考文獻：

[1] 周紅坊，朱正偉，李茂國.工程教育認證的發(fā)展與創(chuàng)新及其對我國工程教育的啟示——2016年工程教育認證國際研討會綜述[J].中國大學教學，2017（1）：88-95.

[2] 教育部高等學校教學指導委員會.普通高等學校本科專業(yè)類教學質(zhì)量國家標準[S].北京：高等教育出版社，2018.

[3] 金偉正，代永紅，王曉艷，等.高頻電子線路[M].北京：清華大學出版社，2020.

[4] 趙全利，李會萍.Multisim電路設計與仿真[M].北京：機械工業(yè)出版社，2018.

[5] 高吉祥.高頻電子線路設計[M].北京：高等教育出版社，2013.

[6] 李志義.解析工程教育專業(yè)認證的學生中心理念[J].中國高等教育，2014（21）：19-22.

[7] 肖旻，劉虹.IEET認證下的通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究——以廈門理工學院通信工程專業(yè)為例[J].大學教育，2019，8（5）：151-154.

[8] 胡元闖，王鳳領，張波，等.工程教育認證背景下地方高校網(wǎng)絡工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索[J].當代教育實踐與教學研究，2018（6）：120-121.

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