基于CDIO-OBE理念的課程混合式教學(xué)改革

段勝利 李璐 馮麗萍 任洺萱

[摘? ? ? ? ? ?要]? 目前交通運輸行業(yè)飛速發(fā)展，交通類應(yīng)用型本科院校重在培養(yǎng)交通事業(yè)一線有成長力的工程師和管理者，管理運籌學(xué)作為交通運輸本科專業(yè)的一門重要基礎(chǔ)課，目前主要采用傳統(tǒng)的教育模式，而這種模式教學(xué)設(shè)計注重學(xué)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(yè)的需要以及對學(xué)生創(chuàng)新、建模能力的培養(yǎng)。因此，急需將 CDIO-OBE 教學(xué)理念和信息化教學(xué)技術(shù)引入教學(xué)過程中，旨在培養(yǎng)學(xué)生良好的探索研究習(xí)慣，提高應(yīng)用知識能力和創(chuàng)新能力。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 混合式教學(xué);工程教育;課程改革

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

一、引言

管理運籌學(xué)課程是交通運輸專業(yè)非常重要的專業(yè)核心課，它的先導(dǎo)課程為高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)和概率論，后續(xù)課程為鐵路行車組織、交通系統(tǒng)分析等，目的是培養(yǎng)學(xué)生運用運籌學(xué)思想、量化分析工具解決交通領(lǐng)域的實際問題。我院管理運籌學(xué)的開課對象是交通運輸（軌道交通運營與管理）專業(yè)的本科生，本論文主要是在工程教育認(rèn)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(shè)要求，結(jié)合交通運輸專業(yè)特點，探究如何把管理運籌學(xué)建成具有鮮明特色的課程，不斷加入國內(nèi)外有關(guān)管理運籌學(xué)的最新動態(tài)和成果以及交通運輸專業(yè)方面的實際案例，不斷更新和豐富課程內(nèi)容，有效地運用案例教學(xué)、多媒體教學(xué)，充分利用已有的國家精品課程等現(xiàn)代化教學(xué)手段和工具，為課程的建設(shè)提供完整的教學(xué)支撐，滿足當(dāng)前的教學(xué)需要，使本課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段和教學(xué)方法達(dá)到“一流課程”的要求。

二、工程教育背景下管理運籌學(xué)教學(xué)需求

（一）工程教育專業(yè)畢業(yè)要求

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，我學(xué)院交通運輸專業(yè)認(rèn)證時對軌道交通運營與管理方向培養(yǎng)畢業(yè)生的基本要求為：（1）工程知識：掌握本專業(yè)所需的數(shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和（專業(yè)知識），用于解決軌道交通運輸領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題。（2）問題分析：能夠應(yīng)用所學(xué)知識對軌道交通領(lǐng)域規(guī)劃、設(shè)計、運營和管理問題進(jìn)行識別、表達(dá)，并通過科技查新等手段對問題進(jìn)行系統(tǒng)分析和總結(jié)，以獲得有效結(jié)論。（3）設(shè)計/開發(fā)解決方案：能夠設(shè)計針對軌道交通運輸領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的解決方案，設(shè)計或開發(fā)滿足軌道交通運輸工程的特定需求的系統(tǒng)。（4）研究：能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對軌道交通運輸領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，包括現(xiàn)狀調(diào)研、技術(shù)路線與實驗方案的設(shè)計與實施、實驗數(shù)據(jù)的收集。（5）使用現(xiàn)代工具：能夠選擇和運用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，解決軌道交通運輸領(lǐng)域中預(yù)測、模擬仿真和優(yōu)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(guān)背景知識，進(jìn)行合理分析和評價專業(yè)工程實踐和解決方案對社會、安全、法律的影響，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。（7）環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展：能夠理解和評價針對軌道交通規(guī)劃與設(shè)計、運營管理相關(guān)的工程實踐對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。（8）職業(yè)規(guī)范：具有人文社會科學(xué)素養(yǎng)、社會責(zé)任意識，能夠理解并遵守職業(yè)道德規(guī)范，履行責(zé)任。（9）個人和團(tuán)隊：能夠在多學(xué)科背景的團(tuán)隊中承擔(dān)個體、團(tuán)隊成員以及負(fù)責(zé)人的角色，具有較好的技術(shù)協(xié)作能力，能較好地組織團(tuán)隊工作。（10）溝通：能夠就軌道交通領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題與業(yè)界同行及社會公眾進(jìn)行有效溝通和交流，包括編纂可行性分析報告、技術(shù)報告等工程項目文件，使用專業(yè)技術(shù)圖紙等技術(shù)語言和工具進(jìn)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(jìn)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(jīng)濟(jì)決策方法，并能在多學(xué)科環(huán)境中應(yīng)用。（12）終身學(xué)習(xí)：具有自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的意識，有不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)發(fā)展的能力。

基于國家工程專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，以上12條基本覆蓋了全部的畢業(yè)要求指標(biāo)，其中管理運籌學(xué)作為交通運輸專業(yè)課程體系中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課在畢業(yè)要求主要對應(yīng)的是要求（1）～（3）。

（二）工程教育專業(yè)教學(xué)需求

1.工程教育認(rèn)證背景下交通運輸專業(yè)管理運籌學(xué)教學(xué)內(nèi)容需求

管理運籌學(xué)是一門內(nèi)容相當(dāng)豐富的學(xué)科，涉及經(jīng)濟(jì)、軍事、管理等各個領(lǐng)域。它的主要內(nèi)容一般包含線性規(guī)劃與非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、指派問題、運輸問題、整數(shù)規(guī)劃問題、存貯論、決策論、排隊論和啟發(fā)式方法等，其中每一個分支都有豐富的內(nèi)容。在具體教學(xué)中，針對交通運輸專業(yè)的學(xué)生，應(yīng)進(jìn)行內(nèi)容取舍，因材施教。在教學(xué)過程中需要合理設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，既能保證學(xué)科體系的完整性，又能結(jié)合交通運輸專業(yè)的特點保證其具有針對性，同時將一些新的學(xué)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(xué)內(nèi)容，以保證教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性。另一方面針對不同學(xué)習(xí)層次的學(xué)生如何設(shè)置教學(xué)內(nèi)容，以供學(xué)生根據(jù)自己的不同情況和能力期望來選取相應(yīng)的、適合自己的教學(xué)內(nèi)容。

2.工程教育認(rèn)證背景下管理運籌學(xué)教學(xué)方法需求

以“成果導(dǎo)向教育（OBE）”理念，采用OBTL教學(xué)模式，探究OBTL模式下結(jié)合多種混合教學(xué)模式的“綜合型課堂”的構(gòu)建。（1）采用適當(dāng)?shù)陌咐虒W(xué)，將管理運籌學(xué)知識點運用到解決實際的專業(yè)問題中，研究構(gòu)建不同知識點模塊的交通運輸案例庫，一方面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面提高學(xué)生動用所學(xué)知識和方法分析問題的能力。（2）采用信息化教學(xué)手段，研究如何結(jié)合已有的國家精品課程，構(gòu)建適合交通運輸專業(yè)的線上線下混合式教學(xué)模式。（3）采用項目驅(qū)動法，選擇合適的計算機(jī)軟件，加強(qiáng)上機(jī)實踐能力的培養(yǎng)，研究如何將理論與實踐結(jié)合，實現(xiàn)科研、教學(xué)深度融合，培養(yǎng)學(xué)生實踐的動手能力，使其能夠解決實際問題。結(jié)合軌道交通行業(yè)對交通運輸專業(yè)人才的要求，基于OBTL教學(xué)模式，探究根據(jù)理實一體化的教學(xué)內(nèi)容、線上線下混合式教學(xué)方式以及應(yīng)用能力為主要考核點的多元化評價考核方式。