基于CDIO-OBE理念的课程混合式教学改革

段胜利 李璐 冯丽萍 任洺萱

[摘           要]  目前交通运输行业飞速发展，交通类应用型本科院校重在培养交通事业一线有成长力的工程师和管理者，管理运筹学作为交通运输本科专业的一门重要基础课，目前主要采用传统的教育模式，而这种模式教学设计注重学科的需要，往往偏重于烦琐的计算，在一定程度上忽视了专业的需要以及对学生创新、建模能力的培养。因此，急需将 CDIO-OBE 教学理念和信息化教学技术引入教学过程中，旨在培养学生良好的探索研究习惯，提高应用知识能力和创新能力。

[关    键   词]  混合式教学;工程教育;课程改革

[中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603（2021）28-0020-02

一、引言

管理运筹学课程是交通运输专业非常重要的专业核心课，它的先导课程为高等数学、线性代数和概率论，后续课程为铁路行车组织、交通系统分析等，目的是培养学生运用运筹学思想、量化分析工具解决交通领域的实际问题。我院管理运筹学的开课对象是交通运输（轨道交通运营与管理）专业的本科生，本论文主要是在工程教育认证背景下，基于CDIO-OBE理念参照线上线下混合式“一流课程”建设要求，结合交通运输专业特点，探究如何把管理运筹学建成具有鲜明特色的课程，不断加入国内外有关管理运筹学的最新动态和成果以及交通运输专业方面的实际案例，不断更新和丰富课程内容，有效地运用案例教学、多媒体教学，充分利用已有的国家精品课程等现代化教学手段和工具，为课程的建设提供完整的教学支撑，满足当前的教学需要，使本课程的教学内容、教学手段和教学方法达到“一流课程”的要求。

二、工程教育背景下管理运筹学教学需求

（一）工程教育专业毕业要求

根据工程教育专业认证标准，我学院交通运输专业认证时对轨道交通运营与管理方向培养毕业生的基本要求为：（1）工程知识：掌握本专业所需的数学、自然科学、工程基础和（专业知识），用于解决轨道交通运输领域的复杂工程问题。（2）问题分析：能够应用所学知识对轨道交通领域规划、设计、运营和管理问题进行识别、表达，并通过科技查新等手段对问题进行系统分析和总结，以获得有效结论。（3）设计/开发解决方案：能够设计针对轨道交通运输领域复杂工程问题的解决方案，设计或开发满足轨道交通运输工程的特定需求的系统。（4）研究：能够基于科学原理并采用科学方法对轨道交通运输领域复杂工程问题进行研究，包括现状调研、技术路线与实验方案的设计与实施、实验数据的收集。（5）使用现代工具：能够选择和运用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，解决轨道交通运输领域中预测、模拟仿真和优化评价等问题，并了解其局限性。（6）工程与社会：能够基于轨道交通运输工程相关背景知识，进行合理分析和评价专业工程实践和解决方案对社会、安全、法律的影响，并理解应承担的责任。（7）环境和可持续发展：能够理解和评价针对轨道交通规划与设计、运营管理相关的工程实践对环境、社会可持续发展的影响。（8）职业规范：具有人文社会科学素养、社会责任意识，能够理解并遵守职业道德规范，履行责任。（9）个人和团队：能够在多学科背景的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色，具有较好的技术协作能力，能较好地组织团队工作。（10）沟通：能够就轨道交通领域的复杂工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括编纂可行性分析报告、技术报告等工程项目文件，使用专业技术图纸等技术语言和工具进行交流，能够较好地理解他人的需求与意愿，并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。（11）项目管理：理解并掌握轨道交通运输工程管理原理及经济决策方法，并能在多学科环境中应用。（12）终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

基于国家工程专业认证标准，以上12条基本覆盖了全部的毕业要求指标，其中管理运筹学作为交通运输专业课程体系中的一门专业基础课和必修课在毕业要求主要对应的是要求（1）～（3）。

（二）工程教育专业教学需求

1.工程教育认证背景下交通运输专业管理运筹学教学内容需求

管理运筹学是一门内容相当丰富的学科，涉及经济、军事、管理等各个领域。它的主要内容一般包含线性规划与非线性规划、动态规划、指派问题、运输问题、整数规划问题、存贮论、决策论、排队论和启发式方法等，其中每一个分支都有丰富的内容。在具体教学中，针对交通运输专业的学生，应进行内容取舍，因材施教。在教学过程中需要合理设置教学内容，既能保证学科体系的完整性，又能结合交通运输专业的特点保证其具有针对性，同时将一些新的学科前沿知识和新的算法如遗传算法、模拟退火算法等融入教学内容，以保证教学内容的先进性。另一方面针对不同学习层次的学生如何设置教学内容，以供学生根据自己的不同情况和能力期望来选取相应的、适合自己的教学内容。

2.工程教育认证背景下管理运筹学教学方法需求

以“成果导向教育（OBE）”理念，采用OBTL教學模式，探究OBTL模式下结合多种混合教学模式的“综合型课堂”的构建。（1）采用适当的案例教学，将管理运筹学知识点运用到解决实际的专业问题中，研究构建不同知识点模块的交通运输案例库，一方面激发学生的学习兴趣，另一方面提高学生动用所学知识和方法分析问题的能力。（2）采用信息化教学手段，研究如何结合已有的国家精品课程，构建适合交通运输专业的线上线下混合式教学模式。（3）采用项目驱动法，选择合适的计算机软件，加强上机实践能力的培养，研究如何将理论与实践结合，实现科研、教学深度融合，培养学生实践的动手能力，使其能够解决实际问题。结合轨道交通行业对交通运输专业人才的要求，基于OBTL教学模式，探究根据理实一体化的教学内容、线上线下混合式教学方式以及应用能力为主要考核点的多元化评价考核方式。