“DSP技术及应用课程设计”评价体系构建_何炜琨.pdf
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1、第 卷第 期 年 月电气电子教学学报 收稿日期:;修回日期:基金项目:天津市高等学校本科教育质量与教学改革研究计划(,);中国民航大学课程建设项目(,)第一作者:何炜琨(),女,博士,教授,主要从事雷达信号处理、电子线路设计的教学和科研工作,:“技术及应用课程设计”评价体系构建何炜琨 韩 萍 汪万维 韩宾宾 杨 俊(中国民航大学 电子信息与自动化学院,天津)摘要:面向中国民航大学通信工程专业学生工程实践能力欠缺的问题,以“能力本位教育”理念为视角,开展分层能力培养的“技术及应用课程设计”实践教学模式改革,创设探究式项目学习环境,促进学生自主探究。在此基础上,建立可衡量、可量化的模块化全过程质量
2、评价体系,构建知识传授、能力培养、素质提升、人格养成的一体化课程考核模式,定量评价学习效果,培养满足行业需求的技术人才。关键词:技术及应用课程设计;实践教学模式;质量评价体系中图分类号:文献标识码:文章编号:()(,):,“”,:;随着行业对人才培养需求的不断提升,交叉、融合和创新成为工科人才培养的主要元素,这些与 工程教育专业认证理念一脉相承,带动从知识出发到强调能力的转变。新航行系统、通用航空、北斗卫星导航系统和“大飞机”等国家战略项目正在实施,民航通信、导航、监视及空管自动化设备的国产化正稳步推进,行业和社会对从事工程应用与系统运行、系统开发和设计、项目管理等工作的高素质人才特别是复合型
3、人才的需求将进一步加大。国家中长期教育改革和发展规划纲要(年)指出人才培养体系改革要“坚持教学与生产劳动、社会实践相结合”,强调实践教学培养重要性。民航“十四五”发展规划也提升了对民航空管技术人才实践能力的要求。面向社会和行业对培养专业人才的需求,中国民航大学通信工程专业持续推进工程教育改革,版培养方案增加多门设计类课程,课程设计教学目标达成度将很大程度上影响学生专业知识掌握水平、工程实践能力和职业规范等综合素质,为适应民航空管新技术对创新人才需求,提高培养质量,开展课程设计实践教学模式与质量评价体系研究具有重要意义。国外高校大多采用“企业主导型”“能力本位型”等课程设计实践教学模式,且课程设
4、计课程大多能够采用过程化评价方法,但评价指标较难衡量。与国外高校相比,国内高校课程设计实践教学模式较为单一,侧重学生能力与综合素质培养的教学环节针对性有待提升。“技术及应用课程设计”实践课程引入项目化及分层能力培养的实践教学模式,构建一套可衡量、符合行业需求的模块化质量评价体系,并将成果应用于通信工程专业学生实践教学改革中,从定量和定性两个方面分析了其应用效果。面向能力提升的实践教学模式引入“三层次、两结合”的分层进阶式教学体系,依据“技术及应用课程设计”的课程目标和知识体系,构建该课程的实践教学体系,如图 所示。层次一主要培养学生离散时间信号分析基本能力,其教学任务为离散时间信号采集与分析等
5、,在课程设计实践项目中的基础模块中完成。层次二为培养学生离散时间系统开发、软硬件综合设计应用能力,其任务为离散时间系统的分析与设计。通过对课内知识的补充和扩展,达到对知识的综合运用和扩充的目的,在课程设计中的扩展模块中完成。层次三为培养综合创新能力。通过综合性项目的创新模块实现,培养学生创新意识,并在项目完成的全过程中充分体现。图 “技术及应用课程设计”实践教学体系结合一将课内的课程设计教学模式与课外大学生创新创业等第二课堂科技活动有机地结合起来。结合二将课程涉及的、等应用软件与 公司 系列等主流芯片有机结合。此外,根据实践项目各模块教学任务安排,构建与“三层次”能力培养相对应的“技术及应用课
6、程设计”实践能力培养体系。信号采集、分析模块对应第 能力层级,系统分析、设计模块对应第 能力层级,信号处理模块对应第 能力层级,具体如表 所示。以学生为中心教学方法和组织形式 教学方法)学科和专业协同的建设模式依托课程组教师所在天津市重点实验室的科表 “技术及应用课程设计”实践能力培养体系实践项目模块实践平台性质能力层级基础模块信号采集模块信号分析模块 验证型层次 拓展模块系统分析模块系统设计模块 处理器设计性层次 创新模块 信号处理模块 处理器综合型、开放型层次 研项目,及时将教师科研成果转化为本课程的项目案例,例如,授课教师将科研工作中“低小慢”目标微动特征联合时频分析与特征增强、复杂环境
7、下雷达图像机场跑道检测等相关成果进行凝练形成“微动目标变换域特征分析”“机场跑道图像边缘提取与增强”等综合性较强的课程设计题目,学生作品如图 所示。构建学科和专业协同促进新模式,有效解决本科教学滞后于前沿科技发展等问题。()风轮机目标微动特征()无人机目标微动特征()鸟类目标微动特征图 学生作品展示(微动目标变换域特征分析)第 期何炜琨,等:“技术及应用课程设计”评价体系构建)基于项目的 教学形式引入问题学习(,)教学法,开发符合课程目标及实践教学体系的模块化综合实践项目(目前课程组设计开发软硬件实践项目共计 余个,学生可以根据自己的优势和兴趣自行选择)。采用典型案例分析、合作研讨等方式,将综
8、合实践项目渗透至实践教学中(“语音信号采集、分析与处理”项目各模块组成如图 所示),提升学生分析与解决问题、方案设计及实施能力。图 “语音信号采集、分析与处理”项目组成模块)创设探究式项目学习环境,促进学生自主探究课程设计教学(项目实施)过程中,教师为学生创设具有挑战性的问题解决环境,研究方案的确立往往涉及多学科交叉,且需综合评估经济、环境甚至法律等方面的影响。学生处于具有挑战性的问题解决环境中,拥有足够空间自主调查和探究问题解决方案。另一方面,实践课程实施中,学生采用合作研讨方式自主完成。在实施过程中,为避免个别学生过度依赖小组成员,也需要教师提供相应的引导。)工程素养融合培养的教学模式优化
9、强化方案设计和实施能力培养的同时,以综合实践项目为依托,融入团队协作能力、工程沟通能力以及文档写作训练等工程素养的培养,使得学生除具有扎实的技术基础外,在团队合作意识、沟通表达能力和工程素养等方面稳步提升。教学组织形式及实施过程教师给出 余个项目,学生首先自愿分组,根据兴趣选择题目,针对选择的题目开展自主探究与合作式学习过程,包括选题、调研、分组讨论、方案设计、方案实施(包括硬件、软件各模块的设计与实施)、分析报告(设计报告、测试报告以及使用说明书等)和答辩验收。从教师角度,教师不仅需要具备更为广博的知识基础和综合素质,还必须完成从知识的传授者到知识平台的设计者、引导者与组织者这个角色的转变。
10、从学生角度,学生在文献检索、研究方案的确立、中期实施与讨论、后期测试等环节需要投入大量精力,同时还需解决项目实施过程中出现的各类问题。需要注意的是,教师需要注意 教学实施过程可能出现的各类问题,如感觉任务繁重所导致的负面情绪等。教学实施过程中,各个环节的教学设计、教师及学生需要完成工作任务及相应关注点如表 所示。可衡量、可量化质量评价体系构建为落实本科教育多元化课程评价机制,解决传统课程侧重于结果考核等诸多问题,探索侧重于学习过程的考核模式,以实现课程教学目标及人才培养目标。“技术及应用课程设计”形成性课程考核模块包括学生参与、学习过程和学习结果三部分,其分层模型设计如图 所示。()学生参与:
11、主要考核学生在学习过程中的参与主动性等情况。该模块包括课程考勤、组内讨论等,进行多次考核。()学习过程:主要考核学生在课程学习各阶段的参与情况,阶段性学习效果等。考核形式有选题、方案设计、中期汇报等,进行一对一、面对面的多环节考核。()学习结果:主要考核学生课程知识掌握、能力、素质提升的成效方面。包括项目答辩、测试报告、设计报告、答辩报告等。依据形成性考核体系,构建一级指标 个、二级指标 个,具体如表 所示。考核内容与课程目标的对应关系如表 所示。图 形成性过程化考核体系电气电子教学学报 第 卷表 教学实施进程任务安排查阅资料与方案设计方案实施中期检查文档整理系统验收与答辩报告批改教学设计现场
12、讲解现场讲解及讨论课外微信群或面对面讨论现 场 讲 解及讨论课 外小 组讨论现场汇报、演示课外完成教师讲 解实验 项目 任务及 要求针对方案给出相应建议针对方案实施过程中遇到的问题进行答疑解惑督 促 项 目进展,检查实验结果重 申文 档的要求验收系统功能是否满足性能指标、检查拓展功能的完成情况,系统页面设计是否清晰及操作是否便捷批改报告学生消 化理解 任务要求查找、消化文献,针对任务要求设计方案实施方案汇报进展,针 对 存 在的 问 题 进行讨论,交流 不 同 方案的特点按 要求 撰写设计报告,汇报 阐述并演示所设计系统,回答教师及同学的质询对 不 规 范的 文 档 进行修改关注点任 务要求
13、明确内容及方案合理有效实验结果的准确性项目进展文档齐全、格式规范系统功能完备、测试结果准确、系统非知识因素考虑全面完 整 性 及规范性表 课程设计过程化评价体系一级指标二级指标序号指标内容权重序号指标内容单排序权重总排序权重标准等级及描述学生参与 出勤 全部出勤以内缺勤以上缺勤小组讨论 参与 次数 达以上参 与次数 达以上参 与 次 数 达以下学习过程 态度与习惯好一般较差 沟通表达与团队合作 积极沟通、完成工作基 本完成 工作,沟通不够积极不 能 完 成 相关工作、基本不沟通开题报告 见表 中期报告 见表 学习结果 开放思维与创新 有创新意识,能实 现提 高层级任务有创新意识,没 有实现 提
14、高层级任务无创新意识系统思维能力(综合考虑非技术因素能力)具有 系统 思维能力,且能有效结合具 有系统 思维能力,但结合较生硬无 系 统 思 维意识答辩(知识能力方面考核)见表 文档(报告)见表 表 考核内容与课程目标关系考核环节考核内容支撑课程目标比例 出勤课程设计整个过程中,能够保证出勤课程目标,小组讨论()参与讨论的积极性;()参与讨论次数。课程目标,态度与习惯()项目实施过程中对待问题的态度;()对待小组成员的态度;()出现意见不一致或矛盾时表现的态度。课程目标,第 期何炜琨,等:“技术及应用课程设计”评价体系构建考核环节考核内容支撑课程目标比例 沟通与表达()与组内成员沟通;()与教
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- 关 键 词:
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