基于OBE-CDIO 理念的物流系統仿真與優化課程教學改革探索與實踐

0 引言

隨著疫情和俄烏沖突的加劇，國際經濟形式正在發生翻天覆地的變化，世界大國之間的博弈競爭帶來了新的發展格局。國家未來發展的根源在于高水平創新人才的競爭，誰擁有了高素質高質量的創新人才群，誰就能在未來獲得主動。習近平在二十大報告中再次明確提出，中國要堅持科技自立自強、人才引領驅動、教育優先發展，全面提高人才培養質量。

作為支撐國民經濟發展基礎性、戰略性和先導性產業的物流業，面對著云計算、大數據、人工智能、區塊鏈等先進數字技術在行業中的應用及帶來的新的崗位人才需求，迫切需要培養高素質高質量人才的高等教育行業做出創新性改變，這一改變的落腳點就在于物流數字化課程改革，在于幫助學生尋求成功突破的機會[1]，拓展教師的課程教學觀變革思維[2]。

面對新的教學改革要求，本文以OBE-CDIO 理念為指導，依托物流系統仿真與優化課程教學改革設計與實施中的教學經驗，探索一條能充分激發學生學業成功以及教師課程教學觀變革的實踐路徑。

1 文獻研究

1.1 有關OBE 理念的研究

OBE，即Outcome-Based Education，意指以結果為基礎的教育。Spady 認為OBE 意味著能夠清晰地關注和組織教育系統中的一切事情，在這種氛圍中所有學生在學習經歷結束時能夠成功展示出至關重要的事情[3]。隨著該教育理念在傳統教育和繼續教育中的推廣，人們越發意識到這種模式顯示出來的潛力和作用。學者提出期望的結果是基于結果教育學習系統的根基，課程內容和評估要根據結果來制定和實施，傾向于讓學生證明他們“知道并能夠做”，進而評價學生的表現[4]。教育者將在評估之前給學生提供學習的機會，甚至可能以幾種不同的方式。學生必須證明他們已經學會了這項技能，然后才能繼續學習[5]。有學者以最終成果為目標反向設計以實現確定邁向最終成果的教學適切性，研究了教學目標設計的問題，力圖界定出清晰的目標表述[6]。也有學者認為應該將OBE 理念應用于課程評估中，提升課程評估效果和學生滿意度[7]。

1.2 有關CDIO 理念的研究

CDIO 是一種行動框架，代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implemen）t 和運作（Operate），可以構建“以學生為主體，以培養技能應用為核心”的課程體系。CDIO 教學模式要求以“教師為主導，學生為主體”，實現從傳統“教書匠”角色向課堂主角扮演者的轉變[8]。該模式要求以“項目”為課程載體，在教學過程中讓學生感受產品流程全過程涉及的相關知識點展開學習，按功能劃分模塊并設計學習任務，按照CDIO 行動方案，鍛煉個人實踐技能[9]。有學者通過課程實踐，發現CDIO存在問題并提出相應的解決方案。課程教學的構思階段可以使用思維導圖反推知識點，進而實現有效的課程設計；設計階段必須充分考慮現場的真實工作場景，培養學生的思維能力；實施階段應該讓學生主動參與設計討論和多互動，讓學生自主解決問題；運作階段需要制定有效的評價尺度，強化量化評估[10]。

1.3 有關OBE-CDIO 理念的研究

從現有國內文獻檢索來看，最早將這兩種理念融合到實踐的是汕頭大學，它以CDIO 工程教育改革實踐+OBE 學習產出的教育模式進行了探索與創新發展。具體來說，就是基于OBE 理念，以結果/產出為導向設計課程，然后將項目的運作周期與教學過程融合并開展課后實踐練習，形成OBE-CDIO 教育模式[11]。還有學者構建了OBE-CDIO 一體化的信息化財務管理人才培養體系，以最終專業“學習產出”為起點，反向設計匹配“學習產出”的課程體系，有效地提升了教學質量[12]。通過制定課程層面的“學習產出”，建立課程與培養目標之間的匹配矩陣，實施CDIO 的一體化教學策略，評估“學習產出”[13]。

綜合上述文獻，可以看出，國內外學者基于提升教學質量的本質，相繼提出OBE、CDIO 等教育理念，在實踐中借助二者的優勢，實現了二者的融合。不足之處在于：第一，在教學成本不足的情況下，如何將工作場景與課程教學過程有機地融合在一起，讓學生依托有效地工作背景完成技能展示的研究在現有文獻中還沒有發現；第二，學生自主解決問題時，這些問題不能提前由教師自己設定，而應該根據學生在項目實踐過程中的經歷來偶發性的產生，教師此時轉變角色的問題沒有解決。

基于以上研究中的不足，本文結合《物流系統仿真與優化》課程特色，擬通過構建基于學生為中心的OBE-CDIO 課程教學改革框架，在教學項目實施過程中，通過學生預設課程教學場景，基于課前+課中和課后一體化流程，教師化身為教學場景中的產品作業者，促進教師角色向學生點餐式的POP 角色以及教師主動進行教學觀的改變，使教師變成針對真正學習問題的引導者，進而在教學相長過程中，完成物流數字化人才的高質量培養。

2 基于OBE-CDIO 理念的課程教學改革框架構建

在培養新時代高質量高技能高素質人才過程中，高校在企業和學生之間起到了橋梁和平臺的關鍵基礎性作用。通過將企業需求轉變為可見性的人才培養目標，借助課程教學對學生展開因材施教，在促進學生成長的過程中，高校通過課程教學有機地滿足了企業和學生之間的需求?；谏鲜鑫墨I研究，構建了如圖1 所示的基于OBE-CDIO 理念的課程教學改革框架。

圖1 基于OBE-CDIO 理念的課程教學改革框架圖

OBE 教學產出理念觀強調要根據企業行業需求反向設計教學目標，盡量實現人才培養目標的可量化屬性。因此，在研究基于OBE-CDIO 理念的課程教學改革框架時，必須首先建立正確的人才培養目標，進而按照人才培養時間進度和課程屬性進行分解，層層落實到各個課程中，取得人才培養的成效。本文結合研究框架提出，高校在制定人才培養方案時，必須有效區分行業需求和企業需求，并且有機的將二者與人才的基礎需求和未來需求進行對應。行業需求是眾多企業的普適性需求，是一種平均需求，它是在較長時期內形成的一種較為穩定的需求；企業需求是一種典型性的需求，作為某個行業的領軍企業或單項冠軍企業而言，該企業需求反映出的人才培養需求要高于行業需求。如果作為某個行業中的夕陽企業，有可能該企業的需求要低于行業需求。從企業生命周期而言，一般來說，行業的生命周期要長于企業的生命周期。對于培養的學生而言，我們希望他們的就業周期要與行業的生命周期相匹配，而不能把關注點激進地放在滿足某個或某些典型企業上。如果分不清上述區別的話，將來制定出來的人才培養目標必然會出現高估或者低估現象，不利于真正的人才培養。

CDIO 模式強調過程導向，強調學生的主動性，以學生為中心，教師切實轉化角色。本文中的CDIO 課程教學模式，基于環境影響并改造人的思考，以學生為中心，依托課程目標+學情分析、項目場景設計、課前預設場景、課中教師點餐式互動和課后場景修正及反思循環過程，較為合理地解決了教師自設問題，學生真正問題無法主動體現的情況。具體來說，教師在接到相關課程教學任務時，第一步，要根據課程特點及分解后落實到課程的人才培養目標，進行教學改革方案構思，對應到學生能切實感受到的環節就是對課程目標和學生情況進行分析，找到有效地授課方式和評價方式。實踐中，有部分課程進行學情分析后，對原有的知識目標和技能目標進行簡化處理。有些教師在實踐過程中，甚至拋棄了已有目標，轉變為其他所謂學生能夠接受和理解的目標，美其名曰為以學生為中心等現象的存在，實際上這不是以學生為中心，這是教學中的不負責任、誤人子弟。在這個階段，教師必須根據OBE 理念下制定出的人才培養目標，第一步，合理劃分出基礎目標和附加需求目標，結合班級學生實際情況，對班級學生采取分層，確定出不同層次比例人數及對應的培養目標，如基礎培養目標或附加培養目標，然后確定采用相應方式和方法展開未來的教學。第二步，教師展開教學內容設計。教師需要根據第一步確定的分層人數及其依托的不同培養目標，進行項目場景設計。無論何種層次的學生，在學習行業需求目標衍生出的教學目標時，是一視同仁的。因此，教師在設計項目場景時，所蘊含的培養目標對所有學生必須保持一致性。對于層次較高的同學組，可以考慮在已有項目場景的基礎上，增加附加或選修任務或模塊，從而保障學有余力同學能夠學到更多領軍企業或單項冠軍企業人才需求衍生出來的知識和技能。教師在項目問題任務設計時，必須拋棄原有的根據自己的設想設計學習任務觀，不提前設計任何問題，而應該主動深入項目依托的企業真實場景中遍歷各種突發情況，將理論和實踐進行充分的融合，以問題的真實面目出現在課堂上，展現給所有學生。第三步，教師將教學方案實施和教學效果評價與課前、課中和課后流程有機地融合在一起，多維度多層次地增加學生的表現機會，為開展對學生的評價奠定基礎。由于課堂教學過程中，存在不同層次的學生組，同時也存在基礎培養目標和附加培養目標，面對一節課有限的時間段，如何保證教學效果，成為教學實施中的重點和難點。具體來說，帶有基礎培養目標的學生組，教師要求其在課前對具體項目任務場景進行課堂授課現場的布局或仿真，這一要求一視同仁，所有人都必須達到規定的目標。教師在課中教學時，根據學生布置的項目場景，結合產品開發流程或者任務實施流程進行授課，每個學生在課前預習任務時根據每個節點都會有相應結果，教師在達到每個節點時，出示項目任務節點上的企業成果，與學生已有的節點成果進行對比。同時要求各層次組同學根據節點結果的不同進行理由闡述或者向教師提問方法或技巧，這樣一來，學生會將自己技能或知識不足的問題主動暴露，教師可以開展針對性講解。到達項目任務的附加節點時，由于這些節點任務主要針對學有余力的學生組，教師在公布這些節點成果的同時，不在課堂上加以展示，而是要求有附加節點任務的同學面向全體學生組進行現場結果展示和推介，沒有附加節點任務的同學主要任務是觀摩和點評。教師收集不同組別的狀況，然后在課后對不同組別同學分別開展不同反思任務的訓練。比如，對有附加節點任務的同學組，根據課堂上的學生展示給出企業真實節點成果和提出點評意見及解決方案，要求該組別同學修正自己的項目任務。對于帶有基礎目標的同學組，要求梳理觀摩意見并給出自己的思考。在進行教學效果評價時，教師可以根據學生組的表現情況，將課前、課中和課后三個階段的表現進行打分，然后比較課程目標和教學實施中的目標情況，基于需求/能力差距進行評判，及時確定學生的表現，為學生下一階段的學習提供改進參考意見，比如對方是能力不足，需要反復訓練，抑或是企業需求目標較弱，大部分同學能力遠超這些目標，后期項目任務需要增加難度等。

3 基于OBE-CDIO 理念的《物流系統仿真與優化》課程教學改革路徑探索

3.1 依托行業企業需求，重新凝練了課程培養目標

課程在實現人才培養目標可量化層面，依托物流企業和物流行業崗位需求現狀，基于OBE 教學理念，反向設計了教學目標。在培養目標中，凝練了基于物流行業崗位人才培養需求的基礎目標和基于典型物流企業崗位人才需求的附加需求目標。圍繞培養目標，又進一步細化了知識目標、技能目標和素養目標，部分節選表結構如表1 所示。依托該課程知識培養目標，《物流系統仿真與優化》課程根據學生在大一學年的綜合表現，將大二物流xx 班學生（該班有42 人）分成了兩個層次，一組是能夠勝任基本目標學習組（該組中共有27 人），一組是能夠滿足附加需求目標學習組（該組中共有15 人）。

表1 課程培養目標節選表

3.2 教學方案實施和教學效果評價之課前預設場景

在教學方案實施和教學效果評價階段，為了擺脫期末靠考試分數評價學生這一弊端，教學評價結合OBE 理念，結合課前、課中和課后三個階段，給予學生多種機會來展現自己的掌握能力。在課前預設場景階段，該課程將勝任基本目標學習組分成三個小組，每組九名同學。附加需求目標學習組分成三個小組，每組五名同學。每次授課前會發布不同學習任務（附加需求小組任務會在基本目標小組任務基礎上加上附加需求任務），要求各學習小組在授課前提交建模場景（該場景由團隊成員集體完成），然后結合課堂上的道具，由基本目標小組根據各自的成果完成三種布局。

3.3 教學方案實施和教學效果評價之課中教師點餐式互動，激發教師角色轉變

在該階段，原有附加需求小組抽簽作為評判員，分別與布置不同場景的基本目標小組成員圍坐在一起，該附加小組有三個任務，一是根據教師聲音變化點評依托基本小組建模成果得失；二是給予依托基本目標小組成員打分，確定小組成員對技能的表現程度；三是修改原有場景布局，改成帶有附加任務的場景。教師化身為進貨入庫的產品，沿著學生設計的場景流程邊前進邊進行教學，其中通過聲音的大小展示系統流程的阻塞與否，當聲音完全沒有時，則表示該系統堵塞。此時將激發教師開展點餐式互動活動，此時的堵塞問題代表了學生組的一種真實技能或知識需求，教師一方面要求場景布局人員回答問題及自己的解決思路；另一方面，要求旁邊的觀摩小組或打分小組給予方案提供。在以上基礎上，教師再給出企業的真實建模成果，并回答里面涉及的know-how，幫助學生強化知識和技能學習，在此過程中，教師將依托場景，化身為學習問題的引導者；學生將結合場景，身臨其境地發現自身任務的錯誤，從而真正地激發出帶著自己真實問題來學習的激情。當基本目標小組任務展示結束后，由附加需求目標小組成員增加附加任務場景布局，此時基本小組成員轉化為觀摩組，此時該小組承擔兩個任務，一是教師聲音變化點評依托基本小組建模成果得失；二是給予依托基本目標小組成員打分，確定小組成員對技能的表現程度。

3.4 教學方案實施和教學效果評價之課后場景修正及反思

對于基本小組的課后任務要求是，根據教師評價和其他小組同學點評，對自己的技能錯誤點進行總結，同時結合觀摩附加需求目標小組成果，對建模任務進行整體思考，同時提交個人的系統建模任務，保證每個同學都會獨立完成建模任務。對于附加需求目標小組的課后任務要求是，根據課堂上教師的點評意見及觀摩的企業真實成果，個人獨立完成附加任務作業。教師對課前、課中和課后任務進行綜合評價，只要其中任何一項評分達到90 分，則代表該小組成員對該技能和知識的掌握已經達到。

4 總結

本文通過構建基于OBE-CDIO 教學理念的課程教學改革框架，目的是為了研究如何實現真正以學生為中心，通過給予學生多維度多場合地展示機會，讓學生充分證明他們掌握了技能和知識。結合《物流系統仿真與優化》課程的實踐，圍繞構建的教學改革框架指導，著重在課程培養目標凝練、教學方案實施和教學效果評價依托的課前、課中和課后三個階段進行了研究探索，取得了較好的評價效果。