基于OBE-CDIO 理念的物流系统仿真与优化课程教学改革探索与实践

0 引言

随着疫情和俄乌冲突的加剧，国际经济形式正在发生翻天覆地的变化，世界大国之间的博弈竞争带来了新的发展格局。国家未来发展的根源在于高水平创新人才的竞争，谁拥有了高素质高质量的创新人才群，谁就能在未来获得主动。习近平在二十大报告中再次明确提出，中国要坚持科技自立自强、人才引领驱动、教育优先发展，全面提高人才培养质量。

作为支撑国民经济发展基础性、战略性和先导性产业的物流业，面对着云计算、大数据、人工智能、区块链等先进数字技术在行业中的应用及带来的新的岗位人才需求，迫切需要培养高素质高质量人才的高等教育行业做出创新性改变，这一改变的落脚点就在于物流数字化课程改革，在于帮助学生寻求成功突破的机会[1]，拓展教师的课程教学观变革思维[2]。

面对新的教学改革要求，本文以OBE-CDIO 理念为指导，依托物流系统仿真与优化课程教学改革设计与实施中的教学经验，探索一条能充分激发学生学业成功以及教师课程教学观变革的实践路径。

1 文献研究

1.1 有关OBE 理念的研究

OBE，即Outcome-Based Education，意指以结果为基础的教育。Spady 认为OBE 意味着能够清晰地关注和组织教育系统中的一切事情，在这种氛围中所有学生在学习经历结束时能够成功展示出至关重要的事情[3]。随着该教育理念在传统教育和继续教育中的推广，人们越发意识到这种模式显示出来的潜力和作用。学者提出期望的结果是基于结果教育学习系统的根基，课程内容和评估要根据结果来制定和实施，倾向于让学生证明他们“知道并能够做”，进而评价学生的表现[4]。教育者将在评估之前给学生提供学习的机会，甚至可能以几种不同的方式。学生必须证明他们已经学会了这项技能，然后才能继续学习[5]。有学者以最终成果为目标反向设计以实现确定迈向最终成果的教学适切性，研究了教学目标设计的问题，力图界定出清晰的目标表述[6]。也有学者认为应该将OBE 理念应用于课程评估中，提升课程评估效果和学生满意度[7]。

1.2 有关CDIO 理念的研究

CDIO 是一种行动框架，代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implemen）t 和运作（Operate），可以构建“以学生为主体，以培养技能应用为核心”的课程体系。CDIO 教学模式要求以“教师为主导，学生为主体”，实现从传统“教书匠”角色向课堂主角扮演者的转变[8]。该模式要求以“项目”为课程载体，在教学过程中让学生感受产品流程全过程涉及的相关知识点展开学习，按功能划分模块并设计学习任务，按照CDIO 行动方案，锻炼个人实践技能[9]。有学者通过课程实践，发现CDIO存在问题并提出相应的解决方案。课程教学的构思阶段可以使用思维导图反推知识点，进而实现有效的课程设计；设计阶段必须充分考虑现场的真实工作场景，培养学生的思维能力；实施阶段应该让学生主动参与设计讨论和多互动，让学生自主解决问题；运作阶段需要制定有效的评价尺度，强化量化评估[10]。

1.3 有关OBE-CDIO 理念的研究

从现有国内文献检索来看，最早将这两种理念融合到实践的是汕头大学，它以CDIO 工程教育改革实践+OBE 学习产出的教育模式进行了探索与创新发展。具体来说，就是基于OBE 理念，以结果/产出为导向设计课程，然后将项目的运作周期与教学过程融合并开展课后实践练习，形成OBE-CDIO 教育模式[11]。还有学者构建了OBE-CDIO 一体化的信息化财务管理人才培养体系，以最终专业“学习产出”为起点，反向设计匹配“学习产出”的课程体系，有效地提升了教学质量[12]。通过制定课程层面的“学习产出”，建立课程与培养目标之间的匹配矩阵，实施CDIO 的一体化教学策略，评估“学习产出”[13]。

综合上述文献，可以看出，国内外学者基于提升教学质量的本质，相继提出OBE、CDIO 等教育理念，在实践中借助二者的优势，实现了二者的融合。不足之处在于：第一，在教学成本不足的情况下，如何将工作场景与课程教学过程有机地融合在一起，让学生依托有效地工作背景完成技能展示的研究在现有文献中还没有发现；第二，学生自主解决问题时，这些问题不能提前由教师自己设定，而应该根据学生在项目实践过程中的经历来偶发性的产生，教师此时转变角色的问题没有解决。

基于以上研究中的不足，本文结合《物流系统仿真与优化》课程特色，拟通过构建基于学生为中心的OBE-CDIO 课程教学改革框架，在教学项目实施过程中，通过学生预设课程教学场景，基于课前+课中和课后一体化流程，教师化身为教学场景中的产品作业者，促进教师角色向学生点餐式的POP 角色以及教师主动进行教学观的改变，使教师变成针对真正学习问题的引导者，进而在教学相长过程中，完成物流数字化人才的高质量培养。

2 基于OBE-CDIO 理念的课程教学改革框架构建

在培养新时代高质量高技能高素质人才过程中，高校在企业和学生之间起到了桥梁和平台的关键基础性作用。通过将企业需求转变为可见性的人才培养目标，借助课程教学对学生展开因材施教，在促进学生成长的过程中，高校通过课程教学有机地满足了企业和学生之间的需求。基于上述文献研究，构建了如图1 所示的基于OBE-CDIO 理念的课程教学改革框架。

图1 基于OBE-CDIO 理念的课程教学改革框架图

OBE 教学产出理念观强调要根据企业行业需求反向设计教学目标，尽量实现人才培养目标的可量化属性。因此，在研究基于OBE-CDIO 理念的课程教学改革框架时，必须首先建立正确的人才培养目标，进而按照人才培养时间进度和课程属性进行分解，层层落实到各个课程中，取得人才培养的成效。本文结合研究框架提出，高校在制定人才培养方案时，必须有效区分行业需求和企业需求，并且有机的将二者与人才的基础需求和未来需求进行对应。行业需求是众多企业的普适性需求，是一种平均需求，它是在较长时期内形成的一种较为稳定的需求；企业需求是一种典型性的需求，作为某个行业的领军企业或单项冠军企业而言，该企业需求反映出的人才培养需求要高于行业需求。如果作为某个行业中的夕阳企业，有可能该企业的需求要低于行业需求。从企业生命周期而言，一般来说，行业的生命周期要长于企业的生命周期。对于培养的学生而言，我们希望他们的就业周期要与行业的生命周期相匹配，而不能把关注点激进地放在满足某个或某些典型企业上。如果分不清上述区别的话，将来制定出来的人才培养目标必然会出现高估或者低估现象，不利于真正的人才培养。

CDIO 模式强调过程导向，强调学生的主动性，以学生为中心，教师切实转化角色。本文中的CDIO 课程教学模式，基于环境影响并改造人的思考，以学生为中心，依托课程目标+学情分析、项目场景设计、课前预设场景、课中教师点餐式互动和课后场景修正及反思循环过程，较为合理地解决了教师自设问题，学生真正问题无法主动体现的情况。具体来说，教师在接到相关课程教学任务时，第一步，要根据课程特点及分解后落实到课程的人才培养目标，进行教学改革方案构思，对应到学生能切实感受到的环节就是对课程目标和学生情况进行分析，找到有效地授课方式和评价方式。实践中，有部分课程进行学情分析后，对原有的知识目标和技能目标进行简化处理。有些教师在实践过程中，甚至抛弃了已有目标，转变为其他所谓学生能够接受和理解的目标，美其名曰为以学生为中心等现象的存在，实际上这不是以学生为中心，这是教学中的不负责任、误人子弟。在这个阶段，教师必须根据OBE 理念下制定出的人才培养目标，第一步，合理划分出基础目标和附加需求目标，结合班级学生实际情况，对班级学生采取分层，确定出不同层次比例人数及对应的培养目标，如基础培养目标或附加培养目标，然后确定采用相应方式和方法展开未来的教学。第二步，教师展开教学内容设计。教师需要根据第一步确定的分层人数及其依托的不同培养目标，进行项目场景设计。无论何种层次的学生，在学习行业需求目标衍生出的教学目标时，是一视同仁的。因此，教师在设计项目场景时，所蕴含的培养目标对所有学生必须保持一致性。对于层次较高的同学组，可以考虑在已有项目场景的基础上，增加附加或选修任务或模块，从而保障学有余力同学能够学到更多领军企业或单项冠军企业人才需求衍生出来的知识和技能。教师在项目问题任务设计时，必须抛弃原有的根据自己的设想设计学习任务观，不提前设计任何问题，而应该主动深入项目依托的企业真实场景中遍历各种突发情况，将理论和实践进行充分的融合，以问题的真实面目出现在课堂上，展现给所有学生。第三步，教师将教学方案实施和教学效果评价与课前、课中和课后流程有机地融合在一起，多维度多层次地增加学生的表现机会，为开展对学生的评价奠定基础。由于课堂教学过程中，存在不同层次的学生组，同时也存在基础培养目标和附加培养目标，面对一节课有限的时间段，如何保证教学效果，成为教学实施中的重点和难点。具体来说，带有基础培养目标的学生组，教师要求其在课前对具体项目任务场景进行课堂授课现场的布局或仿真，这一要求一视同仁，所有人都必须达到规定的目标。教师在课中教学时，根据学生布置的项目场景，结合产品开发流程或者任务实施流程进行授课，每个学生在课前预习任务时根据每个节点都会有相应结果，教师在达到每个节点时，出示项目任务节点上的企业成果，与学生已有的节点成果进行对比。同时要求各层次组同学根据节点结果的不同进行理由阐述或者向教师提问方法或技巧，这样一来，学生会将自己技能或知识不足的问题主动暴露，教师可以开展针对性讲解。到达项目任务的附加节点时，由于这些节点任务主要针对学有余力的学生组，教师在公布这些节点成果的同时，不在课堂上加以展示，而是要求有附加节点任务的同学面向全体学生组进行现场结果展示和推介，没有附加节点任务的同学主要任务是观摩和点评。教师收集不同组别的状况，然后在课后对不同组别同学分别开展不同反思任务的训练。比如，对有附加节点任务的同学组，根据课堂上的学生展示给出企业真实节点成果和提出点评意见及解决方案，要求该组别同学修正自己的项目任务。对于带有基础目标的同学组，要求梳理观摩意见并给出自己的思考。在进行教学效果评价时，教师可以根据学生组的表现情况，将课前、课中和课后三个阶段的表现进行打分，然后比较课程目标和教学实施中的目标情况，基于需求/能力差距进行评判，及时确定学生的表现，为学生下一阶段的学习提供改进参考意见，比如对方是能力不足，需要反复训练，抑或是企业需求目标较弱，大部分同学能力远超这些目标，后期项目任务需要增加难度等。

3 基于OBE-CDIO 理念的《物流系统仿真与优化》课程教学改革路径探索

3.1 依托行业企业需求，重新凝练了课程培养目标

课程在实现人才培养目标可量化层面，依托物流企业和物流行业岗位需求现状，基于OBE 教学理念，反向设计了教学目标。在培养目标中，凝练了基于物流行业岗位人才培养需求的基础目标和基于典型物流企业岗位人才需求的附加需求目标。围绕培养目标，又进一步细化了知识目标、技能目标和素养目标，部分节选表结构如表1 所示。依托该课程知识培养目标，《物流系统仿真与优化》课程根据学生在大一学年的综合表现，将大二物流xx 班学生（该班有42 人）分成了两个层次，一组是能够胜任基本目标学习组（该组中共有27 人），一组是能够满足附加需求目标学习组（该组中共有15 人）。

表1 课程培养目标节选表

3.2 教学方案实施和教学效果评价之课前预设场景

在教学方案实施和教学效果评价阶段，为了摆脱期末靠考试分数评价学生这一弊端，教学评价结合OBE 理念，结合课前、课中和课后三个阶段，给予学生多种机会来展现自己的掌握能力。在课前预设场景阶段，该课程将胜任基本目标学习组分成三个小组，每组九名同学。附加需求目标学习组分成三个小组，每组五名同学。每次授课前会发布不同学习任务（附加需求小组任务会在基本目标小组任务基础上加上附加需求任务），要求各学习小组在授课前提交建模场景（该场景由团队成员集体完成），然后结合课堂上的道具，由基本目标小组根据各自的成果完成三种布局。

3.3 教学方案实施和教学效果评价之课中教师点餐式互动，激发教师角色转变

在该阶段，原有附加需求小组抽签作为评判员，分别与布置不同场景的基本目标小组成员围坐在一起，该附加小组有三个任务，一是根据教师声音变化点评依托基本小组建模成果得失；二是给予依托基本目标小组成员打分，确定小组成员对技能的表现程度；三是修改原有场景布局，改成带有附加任务的场景。教师化身为进货入库的产品，沿着学生设计的场景流程边前进边进行教学，其中通过声音的大小展示系统流程的阻塞与否，当声音完全没有时，则表示该系统堵塞。此时将激发教师开展点餐式互动活动，此时的堵塞问题代表了学生组的一种真实技能或知识需求，教师一方面要求场景布局人员回答问题及自己的解决思路；另一方面，要求旁边的观摩小组或打分小组给予方案提供。在以上基础上，教师再给出企业的真实建模成果，并回答里面涉及的know-how，帮助学生强化知识和技能学习，在此过程中，教师将依托场景，化身为学习问题的引导者；学生将结合场景，身临其境地发现自身任务的错误，从而真正地激发出带着自己真实问题来学习的激情。当基本目标小组任务展示结束后，由附加需求目标小组成员增加附加任务场景布局，此时基本小组成员转化为观摩组，此时该小组承担两个任务，一是教师声音变化点评依托基本小组建模成果得失；二是给予依托基本目标小组成员打分，确定小组成员对技能的表现程度。

3.4 教学方案实施和教学效果评价之课后场景修正及反思

对于基本小组的课后任务要求是，根据教师评价和其他小组同学点评，对自己的技能错误点进行总结，同时结合观摩附加需求目标小组成果，对建模任务进行整体思考，同时提交个人的系统建模任务，保证每个同学都会独立完成建模任务。对于附加需求目标小组的课后任务要求是，根据课堂上教师的点评意见及观摩的企业真实成果，个人独立完成附加任务作业。教师对课前、课中和课后任务进行综合评价，只要其中任何一项评分达到90 分，则代表该小组成员对该技能和知识的掌握已经达到。

4 总结

本文通过构建基于OBE-CDIO 教学理念的课程教学改革框架，目的是为了研究如何实现真正以学生为中心，通过给予学生多维度多场合地展示机会，让学生充分证明他们掌握了技能和知识。结合《物流系统仿真与优化》课程的实践，围绕构建的教学改革框架指导，着重在课程培养目标凝练、教学方案实施和教学效果评价依托的课前、课中和课后三个阶段进行了研究探索，取得了较好的评价效果。