新工科背景下融合CDIO-OBE和翻转课堂的混合教学模式探索
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作者:周蓉 沈维蕾
[摘要]将CDIO工程教育理念、OBE教育理念和翻转课堂相结合，提出融合CDIO-OBE和翻转课堂的校本“设施规划与物流分析”课程教学模式改革新方案，符合“新工科”培养具备多学科交叉能力、批判性思维、具备国际竞争力和终生学习的高素质复合型创新设施设计和物流人才的专业培养目标和要求。教学实践表明，所提出的混合教学模式能够有效提升课程教学质量，可为高等教育教学的改革与创新提供参考。
[关键词]新工科;设施规划与物流分析;CDIO;翻转课堂;混合教学模式
[中图分类号]G642
[文献标识码]A
[文章编号]1005-152X（2022）02-0147-09
[收稿日期]2021-09-15
[基金项目]安徽省2020年高等学校省级质量工程教学研究项目（2020jyxm1484）
[作者简介]周蓉（1977-），女，四川德阳人，博士，讲师，研究方向：资源调度、物流系统优化等。
0引言
随着智能制造、工业4.0的提出与逐步展开，全国各地对于工业工程专业创新型人才的需求呈井喷状态[1]。然而，面对广阔的市场需求，我国创新型多元化工业工程人才储备明显匮乏，在智能工厂生产系统及智慧物流系统方面的创新型、高技能规划设计人才尤其不足[2]，呈现出传统工程人才相对过剩而创新型多元化高端人才短缺并存的不适应局面[3]。在此背景下，迫切需要高校，尤其是工科优势高校探索“新工科”人才培养模式，夯实、强化“新工科”建设与发展。新工科建设给高校的工科人才培养提出了更高要求和新标准，要更加注重培养学生的自主学习能力、工程实践能力、团队协作能力和创新能力，培养应用型、创新型、复合型的新工科人才[3]。
“设施规划与物流分析”（有的学校称为“物流工程”）是工业工程专业一门重要的专业基础课，目标是培养学生具备解决企业生产与管理过程中设施的空间组织与物料搬运的系统设计和改善的综合技术能力[4]。它是学生从管理学、机械制造技术基础、运筹学等纯理论知识转向实际应用的综合学习及实践的重要课程，也是培养学生综合分析能力、解决工程实际问题能力和创新设计能力的专业主干课程，是学生了解和掌握专业领域工程问题的实际设计分析的开端[5]，其教学质量会直接影响学生的专业技能。
“新工科”建设行动路线（“天大行动”）指出，要“问学生志趣变方法，创新工程教育方式与手段”[6]。因此，在新工科背景下，“设施规划与物流分析”课程的教学改革变得更加迫在眉睫、势在必行。
1“设施规划与物流分析”课程教学现状分析
“设施规划与物流分析”课程具有很强的理论性、工程性、综合性和设计性，主要由理论教学、实验教学和课程设计三个环节组成[7]。然而，由于受到课程教材、教学方式、教学条件和指导力量等多方面的限制，这些教学环节并不能真正激发学生创新意识。纵观各高校“设施规划与物流分析”课程教学现状，主要存在以下三个方面的问题：
（1）现有教材知识体系跟不上时代需求。各高校所用教材多为十几年前编写的书籍，版本较老、内容陈旧偏重理论推导[4]，大多数教材的知识体系未能涵盖服务于智能工厂和智慧物流等科技前沿领域的规划设计理论范畴，故无法满足新一代产业革命下诞生的“新工科”建设对高校工科人才提出的新要求和新标准。
（2）“重理论轻实践”的教学模式不利于学生创新能力培养。在理论教学中，通常以“教师为中心”，以传统书本章节内容顺序灌输式讲授，课堂缺乏学生互动，难以体现学生学习的主体作用，致使学生课堂体验效果差。在实验教学环节，实验项目大多处于理论验证、现象演示等^低层次上，缺乏综合创新类实验[8]，不能充分挖掘学生的实践创新能力;在课程设计环节，各高校基本以机械制造厂总平面布置设计作为课程设计题目[9]，题目单调内容简单，没能和现代行业企业对设施规划与设计类人才需求相结合，很难做到产学结合，容易与社会需求脱节。
（3）单调的课程质量评价方式不利于课程持续闭环改进。课程考核方式较为单调，学生成绩通常以期末考试成绩和实验分析报告评定，缺乏过程性考核、激励性考核机制，不能对设施规划与物流分析学习效果进行合理有效地评定、及时跟踪与反馈。更重要的是，考核指标仅考虑学生学习效果，鲜有指标涉及教师层面教学质量，课程质量评价体系缺乏完整性，将不利于课程未来的持续闭环改进。
综上所述，《设施规划与物流分析》课程的现有教学模式难以培养满足具备家国情怀、批判性思维、全球视野和国际竞争力的工程实践能力强、创新创业能力强的高素质复合型“新工科”设施规划设计和物流人才的需求。因此，在新工科建设路径指导下，如何在“设施规划与物流分析”课程教学过程中提高学生的自主学习能力、工程实践能力、团队协作能力和创新能力等综合素质，已成为“设施规划与物流分析”课程亟待解决的问题。
2CDIO工程教育理念和翻转课堂教学模式
CDIO是由美国麻省理工大学和瑞典皇家工学院等四所大学于2004年联合探索创立的工程教育理念和全新的国际工程教育与人才培养的创新模式，它强调工程教育应当关注实践并以科技为基础，以工程项目（包括产品、生产流程和系统）的生命周期为载体，让学生在有机联系的集成化课程群中，以主动学习和实践的方式学习工程技术，达到培养具有综合创新能力的创新型工程人才之目标[10]。
从国内教育界对CDIO近16年的研究、以及CIDO在“设施规划与物流分析”课程中的应用[11，12]来看，CDIO这个舶来品已经渗入到国内高校各专业人才培养、课程改革、实验室建设、职业培训、学生竞赛等领域并取得了较为显著的效果，是仍然存在一些问题，比较突出的是：CDIO并未真正融入课程实施过程，研究缺乏必要的数据支撑，CDIO模式的应用需要充分考虑实施效果的评价评价体系的建立[13]。
nlc202204081717
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