遵循OBE理念的新工科移动通信课程教学改革.pdf

第 39 卷 第 8 期 福 建 电 脑 Vol.39 No.8 2023 年 8 月 Journal of Fujian Computer Aug.2023 本文得到福建省本科高校教育教学研究项目“基于EEA融合和OBE理念的通信工程专业人才培养模式创新”（No.FBJG20220185）、闽南科技学院教改项目“新工科背景下基于OBE理念的通信专业教学设计及实践-以移动通信课程为例”（No.MKJG-2021-016）资助。龚万炜，男，1977年生，主要研究领域为移动通信系统与技术。E-mail:。遵循 OBE 理念的新工科移动通信课程教学改革 龚万炜 王春霞 （闽南科技学院光电信息学院 福建 泉州 362332）摘 要 为了解决传统教学模式下移动通信课程难以满足技术和行业发展对专业人才需求的问题，提升课程教学效果，本文从应用型本科院校实际出发，以新工科要求为指导，遵循成果导向的 OBE 理念，构建了教学内容、教学方法、教学评估、实践教学资源、师资建设多位一体的有机体系，提出了具体的方案和措施。经过多学期实践和持续改进，取得了一定成效，具备一定的参考价值。关键词 成果导向；移动通信；教学改革；实践教学 中图法分类号 TN911-4 G642 DOI:10.16707/ki.fjpc.2023.08.027 Teaching Reform of New Engineering Mobile Communication Course Following OBE Concept GONG Wanwei,WANG Chunxia (Institute of Optoelectronic Information,Minnan Science and Technology University,Quanzhou,China,362332)Abstract In order to solve the problem of mobile communication courses being difficult to meet the professional talent needs of technology and industry development under traditional teaching modes,and improve the teaching effectiveness of the course,this article constructed an organic system that integrated teaching content,teaching methods,teaching evaluation,practical teaching resources,and teacher team construction based on the actual situation of application-oriented undergraduate colleges,guided by the requirements of new engineering courses and Outcome-Based-Education concept.Specific plans and measures were proposed as well.After multiple semesters of practice and continuous improvement,certain achievements have been made,which have reference value.Keywords OBE;Mobile Communication;Teaching Reform;Practical Teaching 1 引言 在我国从工程教育大国向工程教育强国发展的过程中，基于国家战略发展新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求提出了“新工科”概念1。教育部组织众多高校进行深入研讨，形成了“复旦共识”、“天大行动”和“北京指南”2，指明了我国工程教育改革的方向。之后又明确指出成果导向的 OBE（Outcome-Based Education）理念是高等教育的基本原则之一。OBE 是基于行为主义教育理论发展起来的一种教育模式，是“以成果为导向的教育”3。这种教育理论的核心思想是以学生为中心，关注学生的学习成果和能力发展，强调课程目标和教学效果的评估和反馈。在 OBE 教育理论的指导下，教师不仅关注课堂教学过程，更注重学生的学习结果和能力提升。在新工科背景下，OBE 教育理论被广泛应用于高等教育的教学改革中4-5。新工科教育要求培养具有创新能力、实践能力和团队合作精神的工程122 龚万炜等：遵循 OBE 理念的新工科移动通信课程教学改革 第 8 期 人才。OBE 教育理论正是为实现这一目标而生的教育模式。经济环境和产业需求的变化要求工程教育从单纯追求学术表现回归到与实践的相关性，实现从学科导向转向以产业需求为导向，将产业和技术的最新发展、行业对人才培养的最新要求引入教学过程。同时金课“两性一度”也要求知识、能力、素质有机融合6，培养学生解决复杂问题的综合能力和思维。这要通过前沿的课程内容和先进的教学形式来实现。闽南科技学院依据自身办学特色、学生素质、师资情况等特点，以金课高阶性、创新性和挑战度为要求，基于 OBE 理念对传统通信专业课程教学改革进行了积极的探索。本文将移动通信课程教学作为研究对象，思考和实践新工科背景下工程教育改革方式，指出了传统教学中存在的问题，并从教学内容、教学方法、教学评估、实践课程资源、师资队伍建设等方面提出了具体的改进措施和建议。2 传统教学存在的问题 移动通信是近年高速发展的技术，在现代社会中扮演着越来越重要的角色，已成为人们生活方式的一部分。随着技术的进步和行业的不断发展，移动通信领域对人才需求的数量和要求也不断增长。作为通信工程专业的必修课，移动通信课程在人才培养过程中占据着重要地位。但对 2017 级通信专业学生的问卷调查发现，学生对移动通信课程普遍存在听不懂、不实用、无兴趣、不想学等情况。经过分析，传统的移动通信课程教学从教学内容、教学方法、教学评估、教学资源、师资条件方面都存在一些不足7-9，难以满足技术和行业发展对专业人才的需求，无法达到良好的教学效果。（1）教学内容滞后于技术应用的发展。课程内容侧重于移动通信系统的基本概念和原理，每一代网络系统技术如全球移动通信系统（Global System for Mobile Communication，GSM）、码分多址（Code Division Multiple Access，CDMA）、长期演进（Long Term Evolution，LTE）的特点等，对于行业工程应用、实际的网络场景等并没有涉及。有些教材还以3G(3rd Generation 第三代移动通信系统)技术为重点进行阐述。在 5G(5th Generation 第五代移动通信系统)已经广泛应用的今天，课程内容更新速度慢，导致教学内容滞后，难以跟上行业发展，与实践和社会需求脱节，无法激发学生学习热情。（2）教学方法单一。由于教学内容主要是理论原理，传统的授课方式以课堂讲授为主，缺乏实践环节和灵活多变的教学方式，学生被动接受，不能发挥主观能动性，不符合以学生为主体的工程教育要求，难以培养学生的创新和实践能力。（3）教学评估不科学。在以基础理论为主的教学中，考核方式单一，仅以笔试成绩为主要评估指标，学生考前突击记忆知识点，考后即忘。无法通过多维度全面评估学生的能力水平和综合素质。（4）实践教学资源匮乏。移动通信是与行业工程实际应用紧密相关的课程，但由于设备成本极高，难以在高校中搭建完整的通信系统，仅能依靠简单的实验箱验证基本的通信原理，无法提供足够的实践机会和资源，培养工程系统思维和素养。（5）师资力量不匹配。高校教师普遍缺乏相关行业背景和实践经验，无法获取到最新的行业发展动态，难以将理论知识与工程实践相结合，影响教学质量和效果。3 教学改革探索与实践 针对上述移动通信课程教学中存在的问题，如图 1 所示，教学团队贯彻成果导向、学生为中心、持续改进的工程教育理念，围绕工程人才培养的课程目标，以教学内容，教学方法，教学评估为抓手，从实践资源，师资资源两方面提供支撑，构建相互联系的有机体系，以适应新工科背景下行业发展和学生培养目标的新要求。图 1 移动通信课程改革体系 3.1 教学内容 对于应用型本科院校来说，从学情和培养目标出发，课程内容应偏重于工程实践应用，因此减少了调制、编码、复用等与通信原理课程重复的2023 年 福 建 电 脑 123 理论原理内容课时。内容上弱化公式推导，简化繁琐的基础理论，重点对比各种移动通信系统所采用的技术特点及网络结构演进，特别是在提升网络覆盖、容量、业务能力和质量方面所进行的改进。紧跟移动网络最新发展动向，与时俱进，增加 5G 相关内容的比重，深入探讨 5G 技术架构、关键技术和应用场景。此外还引入了移动通信工程应用中典型的无线网络规划和优化相关内容及实践操作，把行业对人才能力和素养的最新要求引入教学过程。具体内容如图 2 所示。图 2 移动通信教学内容 3.2 教学方法 将教学模式向以学生为主体转变，采用多变的教学手段提高学生参与度和积极性，激发学习兴趣和主动性，灵活运用翻转课堂、案例教学、实践教学、双师课堂等多种教学形式。（1）翻转课堂10：将课程内容分成多个模块，学生组建成多个学习小组，每个小组负责一个模块内容。课前结合线上课堂查阅参考资料及网上搜索，开展小组内部讨论，对模块内容充分理解，课上由小组成员分别进行演示说明。教师和其他学生可就相关内容进行提问，以答辩形式不断加深对知识点的理解掌握。（2）案例教学：为了避免单纯的知识理论灌输，在教学中引入大量与实际相关的案例进行讲解讨论，特别是时新的热点事件更能吸引学生注意力。例如苹果手机 iPhone14 上市时卫星通信功能成为热点，于是结合无线通信的频段，天线的特性等内容开展了关于手机与卫星通信可行性的讨论分析，将理论与鲜活的案例挂钩。在讲到 5G 的多种无线架构形式分布式基站（Distributed Radio Access Network，DRAN）、集中式基站（Centralized Radio Access Network，CRAN）、云化无线接入网（Cloud Radio Access Network，CloudRAN）时，介绍了实际移动通信网络中的建设、维护、规划优化等工作内容，并以城区和乡村不同业务场景为例，要求学生从工程应用的多个方面分析这几种无线架构的优缺点，选择合适的方式应用于具体场景。通过一系列案例，学生参与到对知识和技能的讨论中，培养面向实际解决问题的能力。（3）实践教学：有效学习理论认为11，有效学习需要结合理论知识和实践经验，实践教学被看作是一种能够促进有效学习的教学策略，通过提供机会使学生将理论知识应用到实践中来加强他们的学习效果。移动通信作为一门实用性课程，离不开工程实践操作和体验。根据学校的实际办学条件，设计了“原理-器件-设备-系统”等一系列实验和工程实践操作及体验。使用实验箱进行验证性的原理试验；通过基站现场勘察了解基站组成，熟悉基带单元、天馈系统等器件设备；利用工程测试软件进行校园无线网络测试，分析实际网络性能，撰写网络报告，获取实际工程经验；参观运营商机房124 龚万炜等：遵循 OBE 理念的新工科移动通信课程教学改革 第 8 期 和系统，了解移动通信系统的实际运行情况，培养系统概念和思维。通过一系列实践教学方式组合，理论知识变得可见可感，加深了学生对理论的理解，提高了实践能力和应用能力。（4）双师课堂：为了紧跟行业工程实践最新发展，加强课程内容与应用的联系，在教学中引入企业工程师与学校教师组成了双师教学。特别是在实践教学环节，优秀企业工程师带来的工程经验、技能和职业素养给课程注入了新的活力，有利于培养符合行业需求的合格人才。3.3 教学评估 灵活的教学方式体系中，传统的笔试成绩不再作为唯一的评估方式，需要多样化的教学评估手段。在翻转课堂、案例讨论、项目演示、实践操作等各个环节中，学生都有机会展示自身所学的知识和技能，教师及时提供针对性的指导和反馈评估。在小组合作项目中，不仅有小组间生生互评，还有团队内部互评。此外，评估也不局限于知识点的掌握，还关注学生的实践能力和创新能力的提高，注重学生的综合能力评价。通过多维度、多角度评价，促进学生创新能力和团队合作精神的发展，提高实践能力和应用水平。3.4 实践教学资源 要支撑多种实践教学方式，离不开新型教学资源的建设。但移动通信技术在实际应用中常以大型系统呈现，而学校受限于成本无法搭建系统级设备。为解决这一矛盾，从实际出发，充分利用多方资源，挖掘潜力，满足实践教学需求。在“原理-器件-设备-系统”实践教学体系中，使用已有实验箱进行原理验证；利用校园内运营商已部署的通信基站进行现场勘察，认识设备；采用手机自带的工程模式功能及行业内无线测试软件，开展校园无线网络测试；通过校企合作，以运营商为校外教学实践基地，将实际移动通信系统作为教学资源，服务课程教学。这些手段为解决高校实验教学经费受限问题提供了思路和可供借鉴的方法。3.5 师资建设 充分利用校企合作的机会，开展双师课堂教学，将学校教师的理论知识和企业工程师的行业经验和对最新发展动向的把握相结合，优势互补，实现更好的教学成果。除了引进来，也积极走出去。学校教师定期参加企业培训，获取行业经验，紧跟市场和产业发展动态。4 教学改革效果 移动通信课程教学改革在通信工程专业进行了积极的探索和尝试，历经 2018 级、2019 级两届通信工程专业学生的教学。通过问卷调查显示，学生的课程目标达成度提升了 7.2%，整体满意度提升了5.6%，特别是课程的实用性指标增加了 10%以上。近两年，通信工程专业学生参加“大唐杯”全国大学生移动通信 5G 技术大赛连续获得国家级和省级多个奖项，取得了突破，也从一个方面验证了课程改革的效果。5 结语 本文以移动通信课程为例，探讨基于 OBE 教育理念的课程教学改革，从教学内容、方法、评估方式、实践教学资源、师资等方面提出了改进方法并付诸实践，取得了成效，具有一定的参考意义。今后将在此基础上继续探讨完善专业课程体系建设，以适应新工科背景下工程教育改革的新要求。参 考 文 献 1 钟登华.新工科建设的内涵与行动.高等工程教育研究,2017,164(03):1-6 2“新工科”建设复旦共识.复旦教育论坛,2017,15(02):27-28 3 施晓秋.遵循专业认证OBE理念的课程教学设计与实施.高等工程教育研究,2018(05):154-160 4 张妙飞,佘玉梅,杨斌,孙凯传,申时凯.应用型本科院校移动通信课程改革探讨.云南民族大学学报(自然科学版),2020,29(02):160-163 5 朱娟.基于“移动通信”课程的“金课”建设探索研究J.工业和信息化教育,2021(01):62-66,71 6 吴岩.建设中国“金课”.中国大学教学,2018(12):4-9 7 陈美娟,朱晓荣,沈建华,张玲华.基于成果导向教育理念的无线通信网络 实 践 课 程 教 学 模 式 探 索.实 验 室 研 究 与 探 索,2020,39(08):166-170,227 8 胡志蕊,卢从慧,何美霖.基于“课堂-实验-实践”三维一体的移动通信课程教学模式探讨.大众科技,2020,22(04):115-117 9 呼增,刘双印,贺超波,闫大顺.新工科背景下移动通信课程教学模式探索.软件导刊,2022,21(09):176-179 10 周彬,李萍,刘扬.新工科建设背景下“移动通信技术”轻度翻转混合式教学改革与实践.无线互联科技,2020,17(18):7-8 11 张军凤.有效学习:基于行为主义学习理论.天津市教科院学报,2012(04):59-61