基于OBE理念的最優化理論與方法課程實踐教學模式研究

摘要：隨著教育理念的不斷更新和社會對高素質應用型人才需求的日益增長，基于成果導向教育（OBE）理念的課程教學模式改革成為高等教育發展的重要方向。鑒于此，本文基于OBE理念，探討最優化理論與方法強化實踐教學的必要性，并分析OBE理念在課程教學中的應用價值。最后，提出“校內校外”協同、“三個課堂”聯動和“線上線下”融合的“二三二”實踐教學模式優化策略。以期為培養適應社會需求的高素質人才提供有力支持。

關鍵詞：OBE理念；最優化理論與方法；實踐教學；優化模式

中圖分類號：TB"""""" 文獻標識碼：A""""" doi：10.19311/j.cnki.16723198.2025.18.080

最優化理論與方法作為眾多學科領域的重要基礎課程，其教學質量直接關乎學生解決復雜實際問題的能力及未來職業發展。傳統教學模式側重于理論傳授，學生實踐能力培養不足，難以滿足社會對創新型、應用型人才的需求。OBE理念以學生為中心，強調學習成果導向與持續改進，為最優化理論與方法課程教學改革指明了方向。引入OBE理念，對強化課程實踐教學、提升教學效果、培育符合時代需求的專業人才具有重要的現實意義[1]。

1 基于OBE理念的最優化理論與方法課程強化實踐教學的必要性

隨著大數據時代的到來，對于能夠處理和分析大量數據的專業人才的需求日益增長。OBE理念強調以學生為中心，注重學習成果，即學生在完成課程后應達到的知識、技能和態度。在最優化理論與方法課程中，通過實踐教學，學生可以將理論知識應用于解決實際問題，從而加深對最優化理論的理解和掌握。一方面，從人才培養目標來看，工科碩士畢業后多投身于工業界、科研機構等，需具備將復雜理論轉化為實際解決問題的能力。強化實踐教學，可使學生在課程學習中，借助實踐項目、企業實習等環節，提前接觸行業實際問題，掌握前沿技術與方法的應用路徑，更好地滿足未來崗位需求。以優化算法在工程設計中的應用為例，學生通過實踐能深入理解算法的優劣、適用場景，而非局限于理論推導，從而在入職后迅速上手相關工作。另一方面，在學科發展層面，最優化理論不斷拓展，新方法、新模型層出不窮，實踐是檢驗理論有效性與創新性的關鍵途徑。通過實踐教學，學生可在實際情境中驗證、改進理論知識，甚至發現新的研究方向，推動學科發展。比如在機器學習算法優化領域，學生在處理海量數據實踐時，可能提出更高效的優化策略，為學科注入新活力。同時，實踐教學還有助于提升學生學習興趣與積極性，改變傳統理論教學的枯燥感，增強學生自主學習動力，促進其綜合素養的全面提升，為未來職業發展和學術研究筑牢根基[2]。

2 OBE理念在最優化理論與方法課程教學中的應用價值

2.1 明確學習目標，提升學習動力

OBE理念強調以學生的學習成果為導向，通過反向設計課程教學目標，能夠有效提升學生的學習動力和學習效果。在最優化理論與方法課程教學中，傳統的教學目標側重于知識點的傳授，忽視了學生實際能力的培養，導致學生學習目標模糊，學習動力不足。基于OBE理念，課程教學目標的設定應以學生最終的學習成果為核心，明確學生在課程結束后應具備的知識、能力和素質。例如，學生不僅需要掌握最優化理論的基本概念和算法，還應具備運用最優化方法解決實際工程問題的能力，以及團隊協作和創新思維等綜合素質。通過將學習目標具體化、可量化，學生能夠清晰地了解課程學習的意義和方向，從而激發學習興趣和內在動力。此外，OBE理念強調以學生為中心，教師可以根據學生的學習基礎和個性化需求，設計差異化的學習目標，幫助學生在學習過程中不斷獲得成就感和滿足感，進一步提升學習動力。這種以成果為導向的目標設定方式，不僅能夠提高學生的學習積極性，還能夠為后續教學內容的優化和教學方法的改進提供明確的方向。

2.2 優化教學內容，強化實踐應用

在最優化理論與方法課程中，傳統教學內容局限于理論推導和算法講解，缺乏對學生實踐能力的培養，導致學生在面對真實問題時難以有效運用所學知識。基于OBE理念，教學內容的優化應注重理論與實踐的結合，通過引入真實場景和綜合性問題，構建多層次、多維度的教學內容體系。例如，可以結合大數據分析、人工智能等前沿技術領域中的優化問題，設計具有挑戰性和實用性的教學案例，如基于優化算法的圖像處理、機器學習模型參數優化等，使學生在解決實際問題的過程中掌握理論知識的應用方法。同時，教學內容的設計還應注重學科交叉，將最優化理論與經濟學、管理學、工程學等領域的實際問題相結合，拓寬學生的知識視野和應用場景。此外，OBE理念強調教學內容的動態更新，教師可以根據行業發展和技術進步，及時引入最新的優化問題和解決方案，確保教學內容的前沿性和實用性。通過優化教學內容，強化實踐應用，不僅能夠提升學生的知識應用能力和創新能力，還能夠增強課程的教學效果，為學生未來的學術研究和職業發展提供有力支持[3]。

2.3 改進評價方式，促進能力提升

傳統的評價方式側重于期末考試的分數，忽視了對學生實踐能力、創新能力和解決問題能力的綜合考察，難以真實反映學生的學習成果。基于OBE理念，評價方式的改進應注重過程性評價與結果性評價相結合，構建多維度、多層次的評價體系。例如，可以通過課堂表現、項目實踐、團隊協作、案例分析等多種形式，對學生的理論知識掌握情況、實踐應用能力、創新思維和團隊合作能力進行全面評估。同時，引入基于數據的形成性評價方法，利用學習分析技術對學生的學習行為數據進行跟蹤和分析，及時發現學生的學習困難并提供個性化指導，幫助學生不斷改進學習策略。此外，評價主體也應從單一的教師評價擴展到學生自評、同伴互評以及行業專家評價，通過多元化的評價視角，更客觀地反映學生的學習成果和能力發展。通過改進評價方式，不僅能夠激發學生的學習積極性和主動性，還能夠促進學生綜合能力的全面提升，為培養高素質的應用型人才提供有力保障。

3 基于OBE理念的最優化理論與方法課程實踐教學模式的優化

3.1 “校內校外”協同，拓展實踐教學

在校內，高校依托豐富的教學資源與專業師資，為學生搭建起堅實的理論學習框架。教師通過精心設計的課堂教學環節，如運用多媒體手段直觀展示優化算法的運行過程，組織學生開展理論研討，引導學生深入理解課程中的復雜理論知識，為后續實踐應用筑牢根基。同時，校內實驗室配備先進設備與專業軟件，學生可在此進行模擬實驗，像利用數學建模軟件對不同優化模型進行仿真測試，在虛擬環境中驗證理論、積累實踐經驗。校外實踐則為學生開展了接觸真實行業場景的廣闊平臺。高校積極與企業、科研機構建立合作關系，為學生提供實習機會。學生深入企業生產一線，參與實際項目運作，如在制造業企業中，運用所學優化理論改進生產流程，通過對原材料采購、生產工序安排等環節進行優化，幫助企業降低成本、提高生產效率；在科研機構參與課題研究時，面對前沿研究中的復雜優化問題，學生將理論知識與科研實踐緊密結合，拓寬知識應用邊界。企業與科研機構的資深專業人員還可為學生提供實踐指導，分享行業最新動態與實用技術，使學生所學知識與行業需求無縫對接。通過校內校外協同，學生既能在校園內夯實理論基礎，又能在校外將理論知識轉化為實際生產力，全方位提升自身專業素養與實踐能力，滿足OBE理念下對學生產出能力的培養要求，真正實現從理論學習到實踐應用的跨越，推動最優化理論與方法課程實踐教學模式的優化升級[4]。

3.2 “三個課堂”聯動，打造多元學習生態

豐富且多元的學習環境能有效促進學生知識構建與能力發展。在OBE理念指引下，最優化理論與方法課程通過“三個課堂”聯動，全力打造多元學習生態，有力推動實踐教學模式優化。首先，第一課堂作為師生深度互動的核心場所，是知識傳遞的主要場所。教師憑借扎實專業知識與豐富教學經驗，借助板書推演、案例分析等傳統教學手段，結合多媒體演示、在線教學平臺輔助，將最優化理論中的復雜概念、算法原理深入淺出地傳授給學生。課堂上，組織學生圍繞典型案例展開小組討論，鼓勵學生大膽質疑、積極發言，培養批判性思維。例如在講解線性規劃問題時，通過展示企業生產資源分配案例，引導學生分析問題、建立模型、求解并評估結果，在師生共同探討中深化對知識的理解與掌握，為后續實踐應用奠定堅實理論基礎。其次，第二課堂突破傳統課堂時空限制，以豐富多彩的形式助力學生綜合素養提升。學校與教師精心策劃學科競賽、學術講座、企業參觀等開放性教育活動。在學科競賽中，學生組隊運用最優化理論與方法知識解決實際問題，如在數學建模競賽中構建優化模型應對復雜工程場景，鍛煉團隊協作與問題解決能力；學術講座邀請行業專家、學者分享前沿研究成果與實踐經驗，拓寬學生視野，激發創新思維；企業參觀讓學生實地了解最優化理論在生產運營中的應用，增強感性認識，明確學習方向。最后，以網絡學習資源為依托的第三課堂，具有開放性、自主性與豐富性特點。學生可根據自身學習進度與興趣，在網絡平臺自主選擇相關課程、學術論文、教學視頻等資源。如在慕課平臺上，有國內外知名高校開設的最優化理論相關課程，學生可反復觀看課程視頻，深入學習不同學者對同一知識點的解讀；利用專業學術數據庫查閱前沿研究論文，跟蹤學科最新動態；參與線上學術論壇，與同行交流心得，突破地域限制，實現知識共享與思想交流[5]。

“三個課堂”緊密聯動，第一課堂為第二、三課堂提供理論支撐，學生在第一課堂所學知識在第二課堂實踐活動與第三課堂自主學習中得以應用與拓展。第二課堂實踐經驗反饋至第一課堂教學內容調整，同時為第三課堂學習指明方向。第三課堂豐富資源反哺第一、二課堂，更新教學內容，提升教學質量。如此，打造出全方位、多層次的多元學習生態，促進學生知識、能力與素質協調發展，切實優化最優化理論與方法課程實踐教學模式，達成OBE理念下的人才培養目標。

3.3 “線上線下”融合，優化教學資源配置

線上線下融合能夠創設更具活力與實效的學習環境，推動知識的有效傳播與應用。在OBE理念的驅動下，最優化理論與方法課程積極探索“線上線下”融合模式，致力于優化教學資源配置，提升教學質量與學生學習效果。一方面，線下教學依托傳統課堂，具備面對面交流、實時互動的顯著優勢。教師在課堂上進行細致入微的理論講解，通過黑板板書逐步推導復雜的最優化算法公式，讓學生清晰理解知識的形成過程。在講解“動態規劃”這一章節時，教師運用實物道具模擬實際問題場景，幫助學生建立直觀認知。同時，組織小組討論，學生圍繞實際案例各抒己見，教師及時給予指導和反饋，增強學生對知識的理解與掌握程度。此外，線下的實驗課程為學生提供了親自動手操作的機會，學生在實驗室利用專業軟件和設備，將所學理論應用于實際問題求解，如運用MATLAB軟件編寫程序解決優化問題，提升實踐操作能力。另一方面，線上教學則憑借互聯網的強大功能，拓展了教學資源的廣度與深度。在線學習平臺匯聚了海量的優質課程資源，包括國內外頂尖高校的公開課、知名學者的專題講座等。學生可以根據自身的學習進度和需求，隨時隨地進行自主學習。例如，學生在學習“遺傳算法”遇到困難時，可在平臺上搜索相關課程視頻，觀看不同教師從多個角度進行的詳細講解，加深對算法原理和應用的理解。線上平臺還提供豐富的學習輔助工具，如在線測試、學習論壇等。在線測試功能讓學生能夠及時檢驗學習成果，了解自己對知識的掌握情況；學習論壇則為學生提供了交流互動的空間，大家可以分享學習心得、討論疑難問題，營造良好的學習氛圍[6]。

“線上線下”融合實現了教學資源的優化配置。線上資源作為線下教學的有力補充，豐富了教學內容，拓寬了學生的學習視野。教師在教學過程中，可以根據教學目標和學生實際情況，有針對性地選取線上資源融入線下課堂教學，如在講解“非線性規劃”時，引入線上的實際工程案例分析視頻，讓學生了解該理論在實際中的應用，增強學習興趣。線下教學則為線上學習提供了實踐檢驗的機會，學生通過線下實驗、討論等活動，將線上所學知識應用于實際，加深對知識的理解和記憶。同時，線上線下的融合打破了時間和空間的限制，使學生能夠更加靈活地安排學習，提高學習效率。通過這種融合模式，最優化理論與方法課程的教學資源得到了充分利用，教學效果得到顯著提升，切實符合OBE理念下以學生為中心、注重學習成果產出的要求。

4 結語

基于OBE理念的最優化理論與方法課程實踐教學模式優化研究，為課程教學改革提供了新的視角和方法。通過“校內校外”協同、“三個課堂”聯動和“線上線下”融合，構建了多元化、開放式的實踐教學體系，有效提升了學生的實踐能力、創新能力和解決復雜問題的能力。未來，隨著教育技術的不斷發展和行業需求的持續變化，課程教學改革仍需進一步深化。

主要參考文獻

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[4]楊洋.OBE教學模式下概率論與數理統計課程教學實踐研究[J].時代教育，2017，（11）：5.

[5]楊苗苗.新工科背景下基于OBE理念的概率論與數理統計課程教學創新案例設計[J].高教學刊，2022，8（17）：2225.

[6]杜守強.大數據背景下碩士研究生課程案例教學研究——最優化理論與方法課程為例[J].山東高等教育，2022，10（05）：6570.