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.pdf
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1、2023年/第8期 物联网技术人才培养Vocational Education1590 引 言成果导向教育(Outcome-based Education,OBE)理念是在“新工科”背景下,产业急需工科人才,原有的面授式教学方法也无法满足产业对于人才的需求,故提出了“以学生为中心,成果导向、持续改进”教学改革思路。OBE 教学改革的关键在于“反向设计、正向实施”,对于每门课程的教学设计,要求从知识、能力和素质三维目标出发,进行反向设计。因此,教师在教学设计时应该围绕“教学目标实现学习成果评价学习成果”三个维度开展1。然而,在传统教育以教材为导向的情况下,课程教学设计变成了以教材为主,教师围绕教
2、材进行讲授,考核内容也主要是以教材的内容为主,严重阻碍 OBE 教学改革模式在课堂教学中的实施。如何进行以成果导向的课程教学设计,可从课程教学设计的逻辑起点、课程教学目标设计、课程教学实施和课程教学评价等方面进行设计2。针对“微机原理与接口技术”课程实践性很强的课程特点,本课程教学设计以 OBE 教学理念为导向,结合翻转课堂教学模式,采用项目驱动教学方式将理论知识与实践技能进行融合,通过实际项目的开展,不仅可以加深学生对枯燥的理论知识的理解,激发学生学习“微机原理与接口技术”课程的兴趣,课下学生还能通过“学习通”等平台进行自主学习,通过企业微信工具和老师进行互动,真正做到“知其所以然”,为学生
3、的探究性学习提供了便利条件3-8。1 OBE 理念的“微机原理与接口技术”教学设计1.1 本课程教学目标课程教学目标的设计原则是:毕业要求(指标点)决定课程教学目标,课程教学目标必须支撑毕业要求(指标点)的达成。东莞城市学院智能制造学院物联网工程专业人才培养方案明确规定了毕业生应该达到的毕业要求,分别从知识、能力、素质三个方面对物联网工程专业学生提出了需要达到的指标点,这三者之间的关系是由浅入深、层层递进的关系。为了更好地支撑毕业要求,东莞城市学院根据 OBE 理念重新对本课程教学大纲进行了修订,对课程目标做了分层设计并分配了权重,如表 1 为该课程教学目标与专业毕业要求(指标点)的对应关系及
4、各教学目标的所占权重。通过明确设计课程教学目标,“微机原理与接口技术”课程的教学任务更加具体、目标性更强,真正做到以成果为导向进行教学 设计。为了顺利达成课程教学目标,需对“微机原理与接口技术”课程内容进行梳理,如图 1 所示为“微机原理与接口技术”课程知识结构的简易思维导图,学生通过浏览该思维导图预先建立整个课程的知识框架。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”课程为例胡纯意1,李建辉1,胡纯蓉2,蒋文美1,李泽明3(1.东莞城市学院,广东 东莞 523419;2.湖南工业大学,湖南 株洲 412007;3.深圳技师学院,广东 深圳 518116)摘 要:以“微机
5、原理与接口技术”课程为例,通过基于成果导向教育(OBE)理念并结合翻转课堂教学模式的构建,层层梳理课程目标与教学设计之间的逻辑关系,依托教学平台,优化教学内容,以项目驱动模式组织教学,引导学生以自主学习、合作学习、探究学习的方式开展线上和线下学习,构建可持续改进的过程考核评价体系,保证教学过程的良性循环。关键词:成果导向教育(OBE);翻转课堂;微机原理与接口技术;课程目标;项目驱动模式;过程考核评价体系中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:2095-1302(2023)08-0159-04收稿日期:2022-09-21 修回日期:2022-10-31基金项目:东莞城市学院校级教改
6、项目(2021xjjg208):基于OBE的微机原理与接口技术教学改革和实践;广东省2020年特色创新项目(2020KTSCX199);广东省教改项目:基于创新创业教育的电类专业实践教学研究与实践DOI:10.16667/j.issn.2095-1302.2023.08.044物联网技术 2023年/第8期 人才培养Vocational Education160表 1“微机原理与接口技术”课程教学目标与指标点的关联关系目标序号“微机原理与接口技术”课程教学目标权 重支撑人才培养规格指标点目标 1知识目标能够熟练单片机系统的基本原理,并通过文献研究分析单片机系统设计、开发等过程中的复杂问题,获得
7、有效结论0.3能够基于数学、自然科学和工程科学基本原理,对物联网系统复杂工程问题进行分析、识别和推理目标 2能力目标掌握单片机的基本概念、基本理论及基本方法;掌握单片机设计开发所用到的硬件设计、软件开发等方面的基本技能;能够进行单片机系统硬件的设计、软件开发与应用0.5能够针对物联网复杂系统的设计方案,进行单元(模块)结构设计、开发、仿真分析、应用等目标 3素质目标了解单片机与嵌入式系统的发展趋势及前沿动态,能够开发、选择与使用恰当的现代工程工具和信息技术工具,持续提升自己0.2恰当使用现代软硬件工具解决复杂物联网工程问题,评估其准确性和局限性,并确认它们的结果图 1“微机原理与接口技术”课程
8、思维导图通过参考图 1 的思维导图,可见 I/O 口控制应用、中断、定时器/计数器、串口通信、IC 通信等五个模块为本课程的重点内容,这五个重点模块的教学内容可采用项目教学方式进行,对于项目难度的设置要循序渐进。具体来讲,项目本身是对知识点综合运用的一个实际场景,如果一个教学项目所涉及的领域是学生不熟悉的,且该项目涉及的专业知识难度远远超过学生的能力水平,这样的项目会减少学生的学习兴趣,不利于知识点的学习和内化。故每个模块设计基础知识、应用、企业工程三种难度级数呈阶梯式递进的项目类型,见表 2 所列。不同项目类型服务于不同的教学目标。基础知识项目旨在帮助学生建立系统的、基于理论的工程基础知识和
9、特定领域知识;教师运用基础知识项目的目标是促进学生构建自己的知识体系。应用型项目旨在促进学生将所学的理论知识用于工程设计与实践;教师运用应用型项目的目标是引导学生自主发现工程实践中的问题和设计解决方案。企业工程项目旨在帮助学生理解和评价工程实践对社会、经济、环境等方面的影响,教师运用企业工程项目的目标是激发学生根据企业的复杂环境来开展工程设计与实践。通过层层递进的项目化教学设计,可使学生循序渐进掌握本门课程知识,从而达到课程目标的要求。表 2 项目类型与课程目标的关联关系项目类型对应课程目标难度系数基础知识项目目标 1易应用型项目目标 2中企业工程项目目标 3难1.2 教学实施1.2.1 课程
10、资源建设“微机原理与接口技术”课程授课内容多,授课课时有限,所以课程资源的建设是 OBE 理念的翻转课程教学改革质量保障的第一步。怎样才能在五花八门的在线课程资源中甄别挖掘出适合所授课程的教学资源,将网络上的教学资源与自建的教学资源进行有机融合,这需要教师具备火眼金睛、慧眼识珠的甄别能力。首先,针对教学班级进行学情分析,因“微机原理与接口技术”课程的前导课程为模拟电子技术、数字电子技术、C 语言程序设计,故可设计一套相关课程的综合测试试题进行线上摸底,根据测试结果有针对性地进行前导课程知识复习。其次,在每次课讲授前下发预习任务,将微课视频、PPT 课件、仿真结果图片及学习需要的其他文档资料等课
11、程资源上传“超星学习通”;学生登录“超星学习通”网络资源完成课程的预习工作,同时将难点问题通过企业微信反馈给教师;上课前,教师对学生的理解程度已有整体把握,教师就可以有针对性地将重点内容进行强化,将难点进行详细讲解,保证在有限的课堂教学时间内,教师和学生能够顺畅的互动,也能够保证高效地完成教学任务。再次,作业可采用项目式作业方式,项目式作业一般来源于课堂教学的拓展,难度系数适中,以便于巩固课堂知识。最后,实验内容设计可以采用电赛模式进行,每个实验设置基础功能部分和拓展功能部分,所有学生必须完成基础功能部分,基础较好的学生可选择性完成拓展功能部分,引导、启发、鼓励学生大胆创新。针对实验报告出现撰
12、写质量不高、内容存在雷同等现象,可在每次实验课中,针对实验报告撰写设置专题讨论环节,通过讨论定好实验报告的基本架构。1.2.2 课堂教学设计OBE 教育理念下的课程教学内容应紧紧围绕课程教学目标进行教学资源选择和整合,构建课程体系时贯彻以“以学生为中心、以成果为导向、持续改进”的总体原则,最终达到知识、能力、素质三维培养总目标。根据“微机原理与接口技术”课程的教学目标,对该课程的教学内容进行了梳理2023年/第8期 物联网技术人才培养Vocational Education161与组织,每个知识模块设计基础知识项目、应用项目、企业工程项目三种项目类型,以此构建了由简入难、逐步递进的教学体系。(
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