基于OBE理念的运筹学课程教学探索与实践

文/赵东伟

运筹学作为高校交通类专业的必修课，在军事、政治、管理、经济、工程技术等许多领域都有广泛的应用。为解决运筹学在传统教学中学生学习主动性缺乏、学习效率不高、实践应用能力弱的问题，本文以讲授运筹学课程的经验为基础，引入OBE教育理念，明确培养目标，遵循以学生为主的思想，从课程目标的重构、教学内容的构建、多元化考核标准体系的完善等三个方面对运筹学课程教学改革进行探索。实践反馈表明，可以达到有效提升学生学习效率和专业成绩的探索目的，同时还培养及提高了学生的创新能力和对学习运筹学的积极性与主动性。

一、引言

运筹学是高校在交通运输、工商管理、物流管理、信息与计算科学等专业开设的一门非常重要的专业必修课[1]。该课程以高等数学、线性代数、概率论与数理统计为基础，具有知识体系复杂、综合性强、学习难度大的特点，而传统的教学过程中存在着理论与实际脱轨、“填鸭式”教学、考核方法单一等问题，已经不能培养具有真正专业素养和主动学习的应用型人才[2-3]。OBE（Outcome Based Education）教育理念主要表示学生在每一个环节学习完成后都能获得理想的学习效果，明确组织教学活动布置的一种教育方式[4]。在上课前，教师首先去设想各班学生学习该章节内容的理解能力、吸收程度，然后根据这个结果去设计课程目标、教学重难点、教学过程，使学生尽可能达到预期的学习效果[5]。因此，本文以交通运输类专业运筹学教学为研究对象，利用成果导向的教育理念OBE对运筹学在教学内容、方法等方面进行改革探索，从而改善传统教学只关注学生考试成绩多少的弊端，实现新型的教学关系：教师“以学生为中心”的教和学生“以成果为导向”的学。

二、《运筹学》课程教学现状分析

本文以郑工学院交通运输专业为例，本专业每个年级有90人左右，运筹学课程安排在大三上学期授课，选用教材为：由机械工业出版社出版，武汉理工大学熊伟主编《运筹学（第3版）》，课程主要包括线性规划模型、对偶理论模型、运输和指派问题、网络模型、网络计划、存储论以及决策论等相关内容。（1）教学内容。该课程共分为理论与实践两大部分，共有56学时，其中理论教学共48学时，实验教学8个学时。运筹学整个模块理论知识比较复杂难懂，数学公式和定理的推导较为枯燥无味，随着上课时间的增加，学生学习相关内容知识的积极性和主动性逐渐下降，从而不能全面掌握知识点，也达不到预期的教学效果。另外，运筹学教材版本众多，虽然教材的主要章节和知识点基本相同，但不同教材侧重点大相径庭，理论深度和应用案例的设计不能高度契合交通运输行业的实际问题。在理论课结束后会统一组织学生在机房进行实验，但由于大部分的实验是集中进行的，并不能与之前所学知识案例融为一体，导致学生并不能有效解决交通运输专业领域的实际问题。（2）教学方法。传统的教学方法主要是教师在课堂利用PPT+板书的方式进行讲授，教学手段较为单一，学生是处于被动学习的状态，“填鸭式”教学形式仍然存在[6]。在上课过程中，教师通过使用PPT展示本节课的教学内容，虽然增加了知识信息量，但呈现较快使得大多数学生并不能跟上老师的思路，学生也丧失了独立思考、创新等能力。另外，从整个学期的授课过程来看，学生对于这门课学习的积极性不高，将实际问题抽象成线性规划数学模型、对偶模型、运输模型的能力较弱，各种分支领域解决问题的算法比较晦涩难懂。大多数学生只是为了应付考试，不知道学习这门课程对于交通运输领域有何作用，可能等到考试结束之后相关知识也就随之而去[7]。最后，部分教师没有充分时间去了解每位学生的个体差异性，在授课时采用小组讨论的方式，由于教学内容的难度和课时限制，导致学生参与度并不高。（3）教学评价。大部分高校的《运筹学》课程考核方式为闭卷考试，最后期末成绩由平时成绩、实验成绩、考试卷面成绩三部分组成。其中平时成绩主要包括考勤、平时作业、课堂表现、测验等，占总成绩的10%，实验成绩期主要包括考勤、课堂表现、实验报告等，占总成绩的20%，期末考试题型主要包括选择题、判断题、填空题、计算题、综合应用题，占总成绩的70%。虽然总成绩按照这种方法可以一定程度上考量学生掌握运筹学相关知识的程度，但不能全面地评价学生应用到本领域解决实际问题的能力，并且大部分学生为了考试及格，期末之前会采用临时抱佛脚，死记硬背，突击复习的方式应付考试，导致运筹学的教学评价还是不够全面，也不能真实反映学生的综合能力[8-9]。

三、基于OBE理念的《运筹学》课程教学改革

为了解决传统运筹学课程存在的问题，以讲授运筹学课程的经验为基础，基于OBE教育理念，从课程目标的重构、课程内容的构建、考核标准体系完善等三个方面对运筹学课程教学改革进行探索。（1）重构课程目标。OBE理论是针对教学设计和教学实施进行产出导向教育，要求整个教学活动是围绕学生预期的学习成果进行，其目标是培养具有真正专业实践能力和主动学习的应用型人才。为了达到培养适应地方经济社会发展目标的要求，就要从素质、知识、能力等方面明确运筹学的教学目标。在素质方面，教师可以通过介绍运筹学各个领域做出突出贡献的数学家的生平事迹，培养学生的永攀高峰、团队合作、正确的人生观和价值观等综合素质。在知识方面主要包括理论知识和实践知识，理论知识要求学生掌握运筹学中线性规划数学模型、对偶模型、运输问题、网络模型、存储模型等问题的基本概念，模型构建原理以及求解方法，可引入学生感兴趣的案例，提高学生的学习的积极性；实践知识方面需要增加实验中对W inQSB、Lingo、M atlab软件的教学学时，不同的小组除了编程、求解和验证课本附录中的案例之外，也可以尝试解决交通运输领域的实际问题案例，培养学生的团队合作的精神。能力方面要求学生具有利用不同的运筹学算法解决实际问题的能力，培养具有真正专业实践能力和创新思维的应用型人才。（2）重构教学内容。传统的教学内容主要是教师围绕教学大纲、教学进度计划与教材进行灌输式授课，但由于运筹学所涉及分支内容较为复杂，求解不同分支问题时需要不同的复杂算法进行求解，导致大多数学生有畏难情绪，也不理解所学的模型、算法具有什么作用，更不能培养学生的创造性思维能力。根据重构的课程目标，引入OBE理念，重新设计运筹学的核心知识框架，如图1所示。对于核心知识的讲解，可以穿插古代运筹学故事和近现代学科学家对运筹学所作出突出贡献的生平轶事，激发学生的学习兴趣，培养学生的正确的价值取向和勇于创新、锲而不舍的科研精神；可以在慕课平台搭建线上沟通平台，将核心知识框架中的知识点制作成20分钟以内的微课视频，使学生在课前对本节所学知识脉络有清晰的认知，设置一些课前思考题目，通过抢答、小组讨论的方式去调动学生主动学习的积极性，使学生循序渐进地掌握各章节的重难点；可以合理分配核心知识点的教学学时和实验学时，将实验学时平均分配到各个章节，讲练结合，有利于加深对运筹学基础知识的掌握，并提升学生学习效率和专业成绩；可以引入国内外交通运输领域前沿的发展动态，将产业背景与课程教学紧密地融合在一起，利用W inQSB、Lingo、Matlab软件去构建模型、求解、优化等方法去解决复杂的工程问题案例，让学生相信运筹学的重要性和实用性，注重培养学生的动手实践和创新能力。（3）完善多元化考核体系。为了全方位考核学生对运筹学知识运用的实际能力，总成绩除了常用的平时成绩+实验成绩+期末成绩组成外，还需要结合学生的知识掌握水平、实践应用水平、学习态度表现、团体合作、身心健康状况等多方面进行测试。基于学习成果为导向的OBE理念，将过程性考核与结课考核紧密结合，根据重构的课程目标和教学内容来建立更加客观、科学、多元化的考核评价体系。如图2所示，过程性考核包括：考勤、作业、课堂表现、章节测试、课程视频观看情况按照权重进行综合打分。结课考核包括：上机操作建模、求解交通运输行业实践案例+多种题型组合的闭卷考试。

图1 《运筹学》核心知识框架

图2 运筹学多元化考核形式

四、结语

本文对传统运筹学课程的教学内容、教学方法、教学评价现状进行分析，提出将新型教学理念OBE与课程教学相融合，从课程目标的重构、教学内容的构建、多元化考核标准体系完善等三个方面对运筹学课程教学改革进行探索。经过一年的实践证明，OBE理念可以达到有效提升学生学习效率和专业成绩的探索目的，同时还可以培养具有真正专业实践能力和创新思维的应用型人才。C

引用出处

[1]段胜利，李璐，冯丽萍，任洺萱.基于CDIO-OBE理念的课程混合式教学改革——以管理运筹学为例[J].现代职业教育,2021,000(028):20-21.

[2]曾丹丹.基于“TOPCARES”的运筹学课程教学探索[J].物流技术,2022,41(10):4.

[3]汪凌，姜凌.基于MOOC+SPOC的混合式教学模式在运筹学课程教学中的应用[J].实验技术与管理,2020,37(8):211-215.

[4]吴开信,成利刚,肖蒙,等.基于OBE理念的《运筹学》课程教学改革探索与实践[J].高教学刊,2019(2):3.

[5]袁娜，熊爽，姚海波.基于OBE理念的应用型本科院校《物流运筹学》教学改革探索[J].知识经济,2020,000(013):172-173.

[6]余朋林.关于物流专业运筹学课程教学改革的思考与探索[J].物流工程与管理,2016,38(11):2.

[7]柳静,梁瑛.基于OBE理念的运筹学课堂教学设计[J].当代教育实践与教学研究(电子刊),2018.

[8]胡发胜,刘桂真.国家精品课程运筹学的教学改革与实践[J].中国大学教学,2006,000(007):9-10.

[9]于金秀.基于“软件+案例库”的运筹学课程改革[J].物理与工程,2022,32(4):4.