基于CDIO-OBE理念的課程混合式教學改革

段勝利 李璐 馮麗萍 任洺萱

[摘? ? ? ? ? ?要]? 目前交通運輸行業飛速發展，交通類應用型本科院校重在培養交通事業一線有成長力的工程師和管理者，管理運籌學作為交通運輸本科專業的一門重要基礎課，目前主要采用傳統的教育模式，而這種模式教學設計注重學科的需要，往往偏重于煩瑣的計算，在一定程度上忽視了專業的需要以及對學生創新、建模能力的培養。因此，急需將 CDIO-OBE 教學理念和信息化教學技術引入教學過程中，旨在培養學生良好的探索研究習慣，提高應用知識能力和創新能力。

[關? ? 鍵? ?詞]? 混合式教學;工程教育;課程改革

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）28-0020-02

一、引言

管理運籌學課程是交通運輸專業非常重要的專業核心課，它的先導課程為高等數學、線性代數和概率論，后續課程為鐵路行車組織、交通系統分析等，目的是培養學生運用運籌學思想、量化分析工具解決交通領域的實際問題。我院管理運籌學的開課對象是交通運輸（軌道交通運營與管理）專業的本科生，本論文主要是在工程教育認證背景下，基于CDIO-OBE理念參照線上線下混合式“一流課程”建設要求，結合交通運輸專業特點，探究如何把管理運籌學建成具有鮮明特色的課程，不斷加入國內外有關管理運籌學的最新動態和成果以及交通運輸專業方面的實際案例，不斷更新和豐富課程內容，有效地運用案例教學、多媒體教學，充分利用已有的國家精品課程等現代化教學手段和工具，為課程的建設提供完整的教學支撐，滿足當前的教學需要，使本課程的教學內容、教學手段和教學方法達到“一流課程”的要求。

二、工程教育背景下管理運籌學教學需求

（一）工程教育專業畢業要求

根據工程教育專業認證標準，我學院交通運輸專業認證時對軌道交通運營與管理方向培養畢業生的基本要求為：（1）工程知識：掌握本專業所需的數學、自然科學、工程基礎和（專業知識），用于解決軌道交通運輸領域的復雜工程問題。（2）問題分析：能夠應用所學知識對軌道交通領域規劃、設計、運營和管理問題進行識別、表達，并通過科技查新等手段對問題進行系統分析和總結，以獲得有效結論。（3）設計/開發解決方案：能夠設計針對軌道交通運輸領域復雜工程問題的解決方案，設計或開發滿足軌道交通運輸工程的特定需求的系統。（4）研究：能夠基于科學原理并采用科學方法對軌道交通運輸領域復雜工程問題進行研究，包括現狀調研、技術路線與實驗方案的設計與實施、實驗數據的收集。（5）使用現代工具：能夠選擇和運用恰當的技術、資源、現代工程工具和信息技術工具，解決軌道交通運輸領域中預測、模擬仿真和優化評價等問題，并了解其局限性。（6）工程與社會：能夠基于軌道交通運輸工程相關背景知識，進行合理分析和評價專業工程實踐和解決方案對社會、安全、法律的影響，并理解應承擔的責任。（7）環境和可持續發展：能夠理解和評價針對軌道交通規劃與設計、運營管理相關的工程實踐對環境、社會可持續發展的影響。（8）職業規范：具有人文社會科學素養、社會責任意識，能夠理解并遵守職業道德規范，履行責任。（9）個人和團隊：能夠在多學科背景的團隊中承擔個體、團隊成員以及負責人的角色，具有較好的技術協作能力，能較好地組織團隊工作。（10）溝通：能夠就軌道交通領域的復雜工程問題與業界同行及社會公眾進行有效溝通和交流，包括編纂可行性分析報告、技術報告等工程項目文件，使用專業技術圖紙等技術語言和工具進行交流，能夠較好地理解他人的需求與意愿，并具備一定的國際視野，能夠在跨文化背景下進行溝通和交流。（11）項目管理：理解并掌握軌道交通運輸工程管理原理及經濟決策方法，并能在多學科環境中應用。（12）終身學習：具有自主學習和終身學習的意識，有不斷學習和適應發展的能力。

基于國家工程專業認證標準，以上12條基本覆蓋了全部的畢業要求指標，其中管理運籌學作為交通運輸專業課程體系中的一門專業基礎課和必修課在畢業要求主要對應的是要求（1）～（3）。

（二）工程教育專業教學需求

1.工程教育認證背景下交通運輸專業管理運籌學教學內容需求

管理運籌學是一門內容相當豐富的學科，涉及經濟、軍事、管理等各個領域。它的主要內容一般包含線性規劃與非線性規劃、動態規劃、指派問題、運輸問題、整數規劃問題、存貯論、決策論、排隊論和啟發式方法等，其中每一個分支都有豐富的內容。在具體教學中，針對交通運輸專業的學生，應進行內容取舍，因材施教。在教學過程中需要合理設置教學內容，既能保證學科體系的完整性，又能結合交通運輸專業的特點保證其具有針對性，同時將一些新的學科前沿知識和新的算法如遺傳算法、模擬退火算法等融入教學內容，以保證教學內容的先進性。另一方面針對不同學習層次的學生如何設置教學內容，以供學生根據自己的不同情況和能力期望來選取相應的、適合自己的教學內容。

2.工程教育認證背景下管理運籌學教學方法需求

以“成果導向教育（OBE）”理念，采用OBTL教學模式，探究OBTL模式下結合多種混合教學模式的“綜合型課堂”的構建。（1）采用適當的案例教學，將管理運籌學知識點運用到解決實際的專業問題中，研究構建不同知識點模塊的交通運輸案例庫，一方面激發學生的學習興趣，另一方面提高學生動用所學知識和方法分析問題的能力。（2）采用信息化教學手段，研究如何結合已有的國家精品課程，構建適合交通運輸專業的線上線下混合式教學模式。（3）采用項目驅動法，選擇合適的計算機軟件，加強上機實踐能力的培養，研究如何將理論與實踐結合，實現科研、教學深度融合，培養學生實踐的動手能力，使其能夠解決實際問題。結合軌道交通行業對交通運輸專業人才的要求，基于OBTL教學模式，探究根據理實一體化的教學內容、線上線下混合式教學方式以及應用能力為主要考核點的多元化評價考核方式。