工程认证背景下的《射频识别技术与应用》课程目标达成度探索.pdf

1、第1 8 期（总第5 4 9 期）工程认证背景下的射频识别技术与应用课程目标达成度探索新潮电子课题研究范伟伟，李文杰，武花干（常州大学微电子与控制工程学院，江苏常州213159)摘要：基于成果导向教育理念的课程目标达成度评价体系设计是工程教育专业认证中课程体系构建的核心环节，其评价结果是指导教学内容和教学质量持续改进的重要依据。射频识别技术与应用作为物联网工程专业的基础必修课程，是一门学科交叉性较强的课程。本文结合常州大学微电子与控制工程学院现有教学资源和实验设备，分析课程需要支撑的毕业要求指标点并设计课程目标。通过优化课程目标、规范考核设计、构建形成性评价方案、建立动态评价机制，形成射频识别

2、技术与应用课程目标达成评价体系。结合课程目标达成度评价结果，发现课程教学中存在的问题，并从教学内容及教学方法、工程实践和实验教学等角度提出相应的持续改进措施。关键词：射频识别技术；教学改革与探索；工程教育专业认证随着全球经济一体化的不断加深，工程教育的全球化也成为趋势。因此，我国的高等教育必须跟上时代步伐，更新人才培养方式，以满足全球化的发展趋势-2 。常州大学物联网工程专业虽然已经筹建近十年，但相对其他成熟的专业来说，物联网工程专业的课程体系、实践教学规范等都在不断地完善中。在学校学院的推动指导下，专业积极推进将“以学生为中心、成果导向、持续改进”工程教育专业认证三大核心理念 3 落实到人才

3、培养体系各个环节中，明确以工程教育专业认证为契机，融人新工科理念，深化工程教育教学改革，创新课程体系，突出专业特色，全面提高教学质量和综合型人才培养国际化水平 4 。射频识别技术与应用是物联网工程专业学生的一门重要的基础必修课 5 ,该课程融合了通信、电磁学和天线技术等多门学科。本文以该课程为例，讨论和探索工程认证背景下射频识别技术与应用课程的教学研究与改革。一、课程目标基本情况射频识别技术与应用课程主要讲授物联网基金项目：常州大学教育教学研究课题“电子综合设计项目化教学改革与实践”（2 0 1 9 XSJY03）；常州大学微电子与控制工程学院教育教学研究课题“信号处理课程学生能力的跟进式培养

4、”（2 0 2 1 WKJY08）。作者简介：范伟伟（1 9 8 2 一），男，江苏宿迁人，讲师，研究方向：物联网工程、电子信息。RFID系统的基本组成和体系结构、RFID工作流程、工作原理和标准体系等相关内容。共包含4 0 个理论学时和8 个实验学时。设置4 个课程目标：能掌握RFID系统的基本组成和工作流程，掌握电子标签和读写器的工作特点及基本构成。能根据实际需要，选择满足需求的电子标签和读写器，具备物联网信息传输和管理的初步开发能力。掌握频率范围的划分，熟悉RFID电波传播的电参数，了解低频、高频和微波RFID电磁场的特点。掌握电基本振子和磁基本振子的辐射特性，无线电参数。根据实际应用场

5、景选择适合RFID通信的工作频率。熟悉RFID读写器和电子标签的射频前端，掌握RFID读写器和电子标签的电感耦合。具备分析RFID读写器和电子标签的电感耦合系统的能力。掌握信道的物理参数及RFID常用的编码方法的调制方法，掌握差错控制、数据传输中的防碰撞问题，熟悉物联网领域相关的技术指标和政策法规。课程目标与毕业要求指标点的对应关系见表1。表1 毕业要求指标点与课程目标的对应关系毕业要求指标点课程目标2.1能运用物联网工程相关科学原理，识别和判断物联网工程领域复杂工程问题的关键环节2.4能针对解决方案，运用物联网工程科学原理，借助文献研究，根据约束条件进行分析和评价，给出具体指标和有效结论。二

6、、课程目标合理性分析在支撑课程目标1 和2 的教学单元中，学生通过教师讲授了解了RFID系统的基本构成相关知识，包括RFID系统概述、电子标签、读写器及系统高层，熟悉208课程目标1、2课程目标3、4课题研究RFID读写器和电子标签的射频前端，掌握RFID读写器和电子标签的电感耦合，掌握RFID常用的编码方法的调制方法。同时通过相关实验的训练，培养学生具备具有初步设计RFID天线、分析RFID读写器和电子标签的电感耦合系统和熟悉物联网领域相关的技术指标和政策法规的能力。由此可见，课程目标1 和2 能够有效支撑毕业要求2.1。在支撑课程目标3和4 的教学单元中，学生通过教师讲授了解RFID电磁场

7、的特点和RFID电波传播的电参数，熟悉由电子标签与读写器构成的识别系统，掌握频率范围的划分，掌握差错控制、数据传输中的防碰撞问题。同时，通过相关实验的训练，培养学生能够具备根据实际应用场景选择适合RFID通信的工作频率，物联网信息传输和管理的初步开发，在实际的RFID系统中保证数据的完整性及安全性的能力。课程目标3和4 能够有效支撑毕业要求2.4。本课程采用向学生发放调查问卷的方式来评价课程目标、教学内容对相应毕业要求指标点的支撑程度及其合理性，共发放调查问卷37 份，回收有效调查问卷37 份，调查统计结果见图1。结果显示，本课程的课程目标、教学内容合理，能够对相应毕业要求指标点进行支撑。你认

8、为本课程的课程目标、教学内容对相应毕业要求指标点的支撑程度及其合理性如何？基本支撑，基本合理不支撑，不合理8.1%0.0%完全支撑，很合理支撑，合理支撑，合理32.4%基本支撑，基本合理完全支撑，很合理不支撑，不合理59.5%图1 课程目标、教学内容对指标点支撑程度及合理性调查问卷统计结果表2 R F I D 技术及应用成绩组成表考核与评价方式及成绩比例（%）课程目标指标点形成性过程考核终结性考核成绩比例作业实验期末考试总评课程目标12.1课程目标22.1课程目标32.4课程目标42.4汇总在注重理论知识学习的同时，本课程也侧重于将实践能力的培养贯穿整个教学过程。本课程考核成绩包括3部分，分别

9、为作业成绩、实验成绩、期末考试成209新潮电子绩。各部分成绩比例如表2 所示。所支撑的两个毕业要求指标点均体现了对学生实践能力培养的重视。我们在课程评价时将过程性考核成绩和期末成绩按4 0%和60%的比例融人四个课程目标的评价，并对四个课程目标分别设定权重。期末考试出题严格按照四个课程目标的权重比例进行分配。以上课程考评方式的设计充分体现了理论与实践的结合，同时侧重于学生实践能力的培养。三、课程目标达成度分析本课程中课程目标达成分析的基础资料包括：课程教学大纲；平时作业、实验成绩；考试试卷；考试试卷参考答案与评分标准；学生调查问卷。本课程采用向学生发放调查问卷的方式来收集学生了解课程目标与知识

10、、能力培养要求的途径，调查统计结果显示教师讲授是学生了解课程目标与知识、能力培养要求的最主要的途径。调查统计结果同时表明该课程通过教师讲授、上传教学大纲等手段，使学生充分了解了本课程目标及对毕业要求指标点支撑。该课程采用“N+1”考核方式，过程考核包括平时作业以及实验，在终结性考核中采用期末考试形式。依据考核结果，对课程目标达成情况进行了直接评价。以2 0 1 9 级物联网专业学生为例，评价结果显示，2019级所有课程目标的达成情况均超过了0.7，说明2019级学生在整体上较好地达成了各项课程目标。在4个课程目标中，课程目标1 的达成情况相对较低，说明学生对物联网信息传输和管理的初步开发能力相

11、对偏弱。与2 0 1 8 级学生相比，课程目标2、3的达成情况略有提升，说明2 0 1 9 级学生对RFID电波传播的电参数、RFID读写器和电子标签的射频前端掌握较好，分析RFID读写器和电子标签的电感耦合系统的能力较强。而课程目标4 的达成情况有一点下降，说明2 0 1 9 级学生对差错控制、数据传输中的防碰撞问题的掌握要弱一些。数据显示，与2 0 1 8 级学生相比，2 0 1 9 级学生在课程目标1 和课程目标2 的达成情况分布方面不够集中，方差分别由0.0 1 2 和0.0 1 3提高为0.0 2 1 和0.0 1 7，课程目标达成情况低于0.6 的学生明显增多，分化较严重；在课程2

12、.502.5102.552.551030第1 8 期（总第5 4 9 期）1517.51214.516.819.316.218.760100目标3和4 方面，2 0 1 9 级学生的达成情况方差几乎未有改善。说明针对RFID读写器和电子标签的电感耦合系统的分析等能力，在2 0 1 9 级教学过程中所采用的教学方法对于基础较为薄弱学生的帮扶效果差。在间接评价中，采用问卷的形式，对2 0 1 9 级学生课程目标达成情况的主观自我评价进行了调查。在问卷中，对课程目标所要求的能力进行了分解，针对4 个课程目标分别有4、第1 8 期（总第5 4 9 期）10、5 和6 道相关题目。学生针对具体题目给出对

13、自己相应能力获得情况的主观评价。通过对每个课程目标相关题目的评价结果进行统计，经过计算平均值得到相应课程目标的间接评价结果。对2 0 1 9 级全体学生发出了37 份问卷，问卷全部收回并有效。课程目标达成情况间接评价结果显示，所有课程目标达成情况的间接评价结果均超过了0.7，说明2 0 1 9 级学生对课程目标相应能力的获得情况有较高的自我评价。同时也可以看出，每项课程目标直接评价结果和间接评价结果的差值均不大于0.0 5，说明两种评价方法在整体上具有较好的一致性，从而证明了两种评价方法及相应评价结果的合理性。四、持续改进措施针对本轮课程教学存在的问题，我们考虑采用如下的持续改进方案：围绕课程

14、目标1，继续强化学生物联网信息传输和管理的开发能力的培养。例如，继续加强问题驱动式教学，在讲解实际射频识别系统开发时，多设计课堂启发互动环节，带领学生共同完成系统的分析过程，尤其是复杂系统的分析，例如，标签与读写器之间的信号干扰、标签的存储容量和读取距离等，活跃课堂气氛，充分调动学生参与的积极性，提高教学效果，培养学生解决复杂工程问题的能力。围绕课程目标4，继续强化对学生的防碰撞和差错控制能力培养，加强RFID常用的编码方法的调制方法的指导，同时在课堂上加大物联网领域相关的政策法规的宣传力度。通过布置一些实践性的作业，学生以小组为单位，分工合作，查阅相关资料，完成项目的研究报告。最后，在课堂上

15、进行小组汇报和论证，实现课内外有机结合，调动学生的主观能动性，激发学生的协同创新能力。围绕课程目标1、2 的达成情况分布不够集中，新潮电子分化较厉害问题，采用因材施教的教学方式，在教学中根据不同学生的认知水平、学习能力以及自身素质，教师选择适合每个学生特点的学习方法来有针对性地教学，例如，通过作业和过程考核及时了解学生的学习情况，对于学习基础差的同学多鼓励，帮助他找到困难并进行指导，对于作业困难或者不认真做作业的学生采取个别辅导和督促，努力实现工程认证“以全体学生为中心 的宗旨。五、结束语持续提升教学质量是高等教育的根本任务，射频识别技术与应用课程根据工程教育专业认证对人才培养的评价标准，坚持

16、以学生为中心的教学理念，积极地对课程内容、教学模式、评价体系以及教学效果反馈等进行改革和探索，注重学生理论与实践综合能力的培养与提高。通过对本课程的持续改进，达成工程教育专业认证对人才培养的要求。参考文献：1吴启迪.提高工程教育质量,推进工程教育专业认证一在全国工程教育专业认证专家委员会全体大会上的讲话 .高等工程教育研究,2 0 0 8(2):1-4.2宋亚峰,孙晶,海霞高等工程教育研究的世界图景与中国特色 J.高等工程教育研究,2 0 2 2(6):1 8 6-1 9 2.3周洪波,周平,黄贤.OBE理念下应用型本科人才培养方案的构建 .高教学刊,2 0 1 8(1 0):7 6-7 8.4】肖四喜.OBE教育模式下应用型本科高校创新创业人才培养课程体系设计 J.创新创业理论研究与实践,2 0 2 2(1 9):3.5】黄玉兰.物联网-射频识别（RFID）核心技术教程 M.北京：人民邮电出版社,2 0 1 6.1 5-30.课题研究210.