基于OBE 理念的RFID 原理與應用課程教學改革與實踐

操德文，蔡躍進，劉桂江

（安慶師范大學 計算機與信息學院，安徽 安慶 246133）

0 引 言

2022 年7 月全國團體標準信息平臺發布了《工程教育認證標準》（T/CEEAA 001-2022）團體標準。工程教育專業認證作為工程教育質量保障制度，在國內外受到廣泛應用。工程教育專業認證對高校教育起到了重要的質量保障和質量改進作用。我國工程教育專業認證倡導三個核心理念：以學生為中心、產出導向和持續改進[1-3]。成果導向教育（Outcome-Based Education, OBE）理念是追求卓越教育的有效方法，在國際工程專業認證領域取得了實質性的效果，已形成了非常系統的理論體系和操作范式[4-5]。

在工程教育專業認證的背景下，我國高等教育需要更好地適應經濟建設和社會發展需要，以迎接新一輪信息革命的機遇與挑戰，亟需以OBE 教育理念為指導，深入開展教育教學改革，實現從以學科為導向向以成果為導向轉變、從以教師為中心向以學生為中心轉變和從質量監控向持續改進轉變[4]。按照工程教育專業工程認證的要求，在OBE 教育理念的指引下，針對RFID 原理與應用課程教學中所存在的痛點問題，對該課程的教學方式和評價體系進行了改革與實踐。

1 課程的特點和教學現狀

安慶師范大學物聯網工程專業是國家級一流本科專業建設點，RFID 原理與應用是物聯網工程專業的一門核心基礎課。RFID 技術作為一種主要的物體互聯通信技術，是物聯網信息革命的起源。通過該課程的學習，要求學生具有學習知識、設計開發系統、分析數據和撰寫報告等能力；要求學生能夠自主學習、合作學習和探究學習；要求學生具有家國情懷、責任與擔當和團隊協作精神，恪守學術道德和堅守學術誠信。本課程的任務是從電磁學、電路、無線傳輸以及系統設計多個層次，使學生掌握RFID 射頻電路的傳輸特性以及系統綜合分析、設計方法和實際RFID 工程應用等方面內容。近年來，本專業RFID 原理與應用課程一般設計為理論教學（34 課時）和實驗（51 課時）。

工程教育專業認證背景下，對照OBE 理念，RFID 原理與應用課程教學存在問題如下：

（1）教學偏重理論知識的講授，而不考慮如何提高學生的綜合分析和解決RFID 領域復雜實踐工程問題的能力，與課程的能力培養目標存在較大差距，教學理念陳舊。目前RFID 原理與應用課程的教學中，基本上以教材、課堂、教師為中心，學生習慣了被動地接受知識，缺乏主動學習的積極性。以往僅通過課后作業和期末考試來考察學生基礎理論知識的理解和掌握情況，忽視了學生應用能力的培養及評價。實驗課程作為重要的實踐實訓環節，也多以驗證性實驗為主，實驗的難度和深度與實踐過程中的復雜工程問題有較大差距，達不到培養學生的創新精神和解決復雜工程問題的能力。

（2）教學考核與評價方式單一，缺乏階段性考核。傳統的課程總評成績僅包括平時成績和期末考試成績，計算公式為：總評成績=平時成績×40%+期末考試成績×60%。這種評定方式未將實驗實踐成績單獨列出，且期末考試采用統一命題的閉卷考核，著重考察學生對理論知識的掌握情況，容易造成死記硬背知識性考察，忽視了對學生綜合分析和解決RFID 領域復雜工程問題等綜合素質的培養。該考核標準相對統一，難以針對每個學生給出階段性評價。

2 基于OBE 教育理念的教學改革

2.1 依據工程專業認證標準完善教學大綱

面向學生能力培養的課程教學設計需要圍繞著課程目標和預期成果來展開。我們貫徹OBE 的教育理念，對照中國工程教育專業認證標準制定的人才培養方案和相應的物聯網專業畢業要求，重新修訂了該課程的教學大綱[6]。首先根據該課程所支撐的畢業要求指標點來重新設計課程目標；然后依據課程目標，設計和實施該課程的教學環節，建設相關線上線下課程資源；參照課程目標與教學環節，設置課程評價內容，包括線上測驗、線下作業評價、實驗能力評價和期末考試等，實施課程目標達成情況評價；最后根據教學質量評價結果對教學內容、教學方法和教學資料等進行持續改進。

以OBE 教育理念為指導，參照物聯網工程專業的培養目標和畢業要求，修訂課程目標對學生能力的要求如下：

課程目標1：理解RFID 系統組成結構和工作原理，以及RFID 技術中的無線通信技術理論；系統地掌握射頻識別技術的知識并能靈活運用。

課程目標2：熟悉射頻識別的各種無線電技術、識別系統、電磁場、電磁波、天線等方面的相關物理基礎知識，從而掌握射頻識別的基本作用原理；具備對射頻識別標簽天線的設計、仿真、研發和測試等一整套流程的實現能力。

課程目標3：能夠設計實驗方案，完成實驗，能分析實驗數據并得出結論，具有撰寫報告的能力；培養理論聯系實際、實事求是、嚴肅認真的科學作風。

課程目標4：了解RFID 技術新發展，了解RFID 技術新應用；能夠掌握課程中的英文專業術語，熟練閱讀和翻譯相關英文專業資料，靈活運用英文進行口頭和書面表達。

2.2 以培養學生能力導向，改革教學方式

針對當前存在的“以教為主、課堂灌輸為主”的傳統教學方式，我們以OBE 教育理念為指導，根據課程修訂培養目標，采取分步式的教學方法，將重難點分散在不同的教學環節中，幫助學生集中精力逐個梳理問題并研究解決。該課程的理論教學采用“理論知識點講解+工程實例分析+前沿報告講座”的教學策略。實驗實踐采用“教師示范引領+學生實踐動手+師生互動研討”的教學方式，實驗過程中注重學生創新精神和實踐能力的培養[7]。具體實現路徑如圖1所示。

圖1 教學環節設計

2.3 理論與實踐教學有機結合

RFID 原理與應用課程是以能力培養為目標，注重工程教育實踐實訓，讓理論教學服務于工程實踐實訓，理論教學與實踐訓練并重。在實踐教學中，以問題牽引、項目驅動方式設計具有挑戰度的解決方案。以實驗教學為例，減少驗證性實驗，增加綜合性實驗，強調自主設計性實驗，增設科研探索性實驗。其中，綜合性實驗是以任務帶動學習，提高學生分析和解決問題的能力；自主設計性實驗，是學生以小組為單位，自主選題設計方案，線上/線下師生討論完善，最終完成設計目標，培養學生在多學科背景下的團隊協作能力；科研探索性實驗，是學生進入教師科研團隊，以解決科研問題為目的選題，教師引導學生進行探索式與個性化學習，進行研究性和創新實驗。培養學生綜合分析和設計解決RFID領域的復雜工程問題的能力，并能夠在工程實踐中體現創新意識和人文精神[8]。

2.4 依據工程教育專業認證標準完善課程教學大綱

《國務院辦公廳在關于深化產教融合的若干意見》中指出，在新形勢下，產教融合在全面提高教育質量、擴大就業創業、推進經濟轉型升級、培育經濟發展新動能等方面具有重要意義[9]。積極與企業和機關單位開展產學研合作，在深化產學研合作服務地方的同時，也極大地鍛煉和提高了教師的實踐應用能力。同時，教師也能夠在科研實踐中積極調動學生的能動性，輔助完成部分產學研合作項目，并將其轉化為項目儲備。邀請專業人士來校進行相關技術知識的講座培訓，擴大學生參與度，引導學生高質量就業創業。如邀請合肥宏晶電子科技公司的技術人員來校對學生進行硬件方面的培訓和實踐。部分師生積極參與我?！叭斯ぶ悄墚a業學院”的建設工作，基于安慶市環境監測治理與生態保護等需求，已與安慶市生態環境局、農委漁業局等部門合作，建成了化工物聯網監測等平臺，并積極探索江豚智能監測保護，持續深化校市合作，有針對性地培養高質量應用型人才。

2.5 完善課程評價與持續改進

課程目標的達成情況評價機制是衡量人才培養質量的科學性和規范化的有效手段之一[10]。課程目標達成情況評價是保證教學質量和促進持續改進的重要工作，也能夠為畢業要求達成評價提供基礎材料。課程評價包括對課程本身的評價和對選修學生相應能力達成情況的評價，幫助分析教學過程中存在的主要問題。具體實現步驟如下：（1）匯總教學過程中的有效基礎數據；（2）依據對學生的考核結果，計算各項課程目標的達成度；（3）根據課程目標達成度情況，分析學生能力達成的情況，及時發掘教學中存在的問題和需要重點幫扶的學生；（4）就發現的問題，提出具體的改進措施，將持續改進落實到位。

RFID 原理與應用課程評價手段見表1 所列，課程總評成績包括平時成績、期末成績和實驗成績，其中平時成績包含線上測驗、課前測驗和作業評價三個部分。

表1 課程目標達成情況評價

3 結 語

以OBE 教育理念為指導，結合RFID 原理與應用課程的特點和教學現狀，從“依據工程教育專業認證標準完善課程教學大綱”“以培養學生能力導向，改革教學方式”“理論與實踐教學有機結合”“深化產教融合，推進校企合作協同育人機制”“完善課程評價與持續改進”五個方面進行了課程教學研究與改進，落實了OBE 教育理念。本課程整套改革方案已在我校物聯網工程專業2019 級和2020 級的四個班級完成實驗。實踐表明，通過上述課程改革，有效激發了學生的學習興趣，提高了學生學習的主動性和創新能力，取得了良好的教學效果。