基于CDIO與OBE教育理念的文科專業(yè)工程化教學改革思考與探索實踐

摘 要：探討如何將CDIO（以工程實踐為導向的教育模式）和OBE（基于產出導向的教育模式）二者融合引入文科專業(yè)教學中，并以會展經濟與管理專業(yè)“Python數據采集與分析”課程為實例進行具體討論。分析了傳統文科專業(yè)教學中存在的若干問題，如知識體系框架的相對固化和知識端到能力端的轉換渠道不暢通等，結合CDIO和OBE，以“Python數據采集與分析”課程單元教學為例，探索如何通過整合實踐項目、工程設計、團隊合作等元素來提升學生的綜合能力和解決問題的能力，為文科專業(yè)工程化教學改革，提高文科專業(yè)學生的創(chuàng)新工程實踐能力提供基本的借鑒。

關鍵詞：CDIO；OBE；文科專業(yè)教育；教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1002-4107（2024）11-0060-04

近年來，隨著信息社會向“互聯網+智能”時代邁進，大數據應用得以廣泛推廣，以數據思維與數據分析能力為基本特征的數字素養(yǎng)已成為現代社會中不可或缺的重要技能。傳統文科專業(yè)教育遵循固有的文科邏輯，按照文科學生人才培養(yǎng)的范式，缺乏現代社會對

“互聯網+智能”所需能力的訓練，導致學生在面對復雜的信息和社會問題時缺乏實際操作和解決問題的能力。國內高校，如清華大學、中南大學、四川大學等早在20世紀末就開始對文科類學生進行工程訓練實踐教學[1]。2024年2月，中南民族大學經濟學院組織該校2023級經濟學大類3 000多名本科生開展激光加工、智能制造、3D打印、虛擬仿真等工程訓練教學活動，是該校文科類專業(yè)學生首次參加此類實踐教學活動[2]。

筆者通過實地走訪交流調研，了解到一些工科背景的院校，如沈陽理工大學、沈陽工業(yè)大學等，在人才培養(yǎng)方案的制定中，已考慮到要與學校的辦學定位相結合，與“新文科”的建設需要相結合，與互聯網時代倡導的數字產業(yè)化、產業(yè)數字化相結合，在傳統的文科類專業(yè)如工商管理、會計、工程管理等中，植入一些工科元素，融入一些與大數據智能化相關的一些元素，這里面最典型的就是開發(fā)出Python程序設計類課程，并與學校的行業(yè)背景、專業(yè)背景相融合，從而凸顯人才培養(yǎng)方案與專業(yè)建設和課程教學的鮮明時代特征。

如何將數據科學的理念、思維和能力矩陣植入到文科專業(yè)的教學中，真正實現學科專業(yè)的跨界、交叉、融合，打通學科壁壘，提升學生的數智實踐能力和綜合素質，成為當前教育改革亟須解決的問題。

本文主要探討如何融合CDIO（以工程實踐為導向的教育模式）與OBE（基于產出導向的教育模式），以促進文科專業(yè)教學的創(chuàng)新和改善，并以重慶文理學院會展經濟與管理專業(yè)開設的“Python數據采集與分析”課程為例進行思考和探索，以期對文科專業(yè)工程化教學改革提供一點思路和借鑒。

一、傳統文科專業(yè)教學中存在的若干問題

嚴孟帥等指出，相對于理、工等其他專業(yè)而言，文科專業(yè)在課程體系更新、教材建設、教學內容改革等方面較為滯后。文科與科技現代社會、其他學科的融合程度也較低[3]。文科專業(yè)在發(fā)展過程中，對產業(yè)變化、新技術、新方法、新工具的敏感度不如理、工等學科，傳統文科專業(yè)的教學相應也存在一些問題，主要表現在以下幾個方面。

（一）知識體系框架的相對固化

在以往的人才培養(yǎng)方案中，所開設課程延續(xù)的是傳統的知識邏輯。在教學內容、考核方式的設計上，要求學生背誦記憶的內容較多，即使有案例分析、綜合應用等訓練，但未達到真正的實際應用場景要求，缺乏深層次的批判思維的訓練。傳統文科專業(yè)課程教學往往只注重自身學科的知識和技能培養(yǎng)，缺乏與其他學科的交叉融合，導致學生解決現實問題的能力有限，難以應對復雜多變的社會挑戰(zhàn)。

（二）知識端到能力端的轉換渠道不暢通

通過大學四年的學習，學生已基本建構知識體系，但應用知識解決實際問題的能力還有所欠缺，且將知識轉換成能力的意識也不夠。在課程學時安排與教學大綱編制中，強調知識學習居多，對能力訓練重視不夠，對知識如何轉換為能力的思考不足。教學中，往往以教師為中心，學生大多被動接受知識，缺乏互動、合作和參與的機會，學生的興趣和積極性難以激發(fā)，從而影響課程教學效果和學習動力。由于缺少這種知識端到能力端的轉換訓練，使得學生缺乏相應的思維、能力、技術的訓練過程，學生畢業(yè)后對于專業(yè)的認知仍停留在知識層面，不能有效轉化為面對實際工作場景解決實際工作問題的綜合能力。

（三）文科邏輯與其他學科邏輯的交流融通不夠

文科學生發(fā)散性思維特征較為明顯，但在遇到一些較為復雜的應用場景時，缺少有關整體、系統、邏輯、層次、風險等的思考，這是因為深度思考的能力訓練在教學中比較缺乏。學生學習了大量的概念和理論，但往往無法將其應用到解決實際問題的過程中，使得他們的學習體驗和能力培養(yǎng)存在斷層。工程教育專業(yè)認證中強調的解決復雜工程問題的能力，也應在文科專業(yè)人才培養(yǎng)中得到相應重視。將文科邏輯與工程邏輯、工科專業(yè)的訓練邏輯結合起來，有助于培養(yǎng)文科專業(yè)學生解決復雜問題的復合創(chuàng)新應用能力。

（四）與新技術，尤其是大數據、智能化的結合不夠緊密

樊麗明等提出，要以數字化時代要求，構建教學新內容，以數字技術手段塑造教學新形態(tài)，提升文科專業(yè)學生適應數字時代要求的能力和水平[4]。隨著新一代數字技術的迅猛發(fā)展，一些新產業(yè)、新模式、新業(yè)態(tài)的產生，人工智能、大數據、各種互聯網的應用，大語言模型衍生的ChatGPT、文生視頻Sora等的快速發(fā)展，使知識體系加速重構，知識更新不斷加快，對知識復合、學科交叉、具備創(chuàng)新實踐能力及解決復雜現實問題能力的新型人才的需求也更加迫切。常見的如短視頻的內容創(chuàng)作與營銷、PPT的制作與創(chuàng)意表達、小程序的開發(fā)、微信公眾號的運營與開發(fā)等新技術、新方法、新手段在傳統文科專業(yè)教學體系中鮮有涉及。

二、CDIO與OBE的融合

CDIO與OBE作為兩種創(chuàng)新教育理念，正逐漸受到文科專業(yè)教學的重視，并應用到教學中。

（一）CDIO工程教育理念

CDIO發(fā)端于工程教育與工程人才培養(yǎng)，強調在企業(yè)和社會環(huán)境中，以產品研發(fā)到產品運行的全生命周期為載體，完成構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）的過程。CDIO看重的不是某個具體專業(yè)的專門知識，也不是個人的能力，而是教育的環(huán)境和過程[5]。這種教育理念讓學生在教育過程中就能接觸到真正的工程實踐，通過運用自然科學、技術科學、人文社會科學的知識，將所要處理的問題對象抽象為一個工程對象，從工程的方法分析該工程對象的特點、輸入和輸出、處理及其他相關信息，然后圍繞目標進行任務分解，并結合市場需求和現實條件加以綜合創(chuàng)新[6]。

筆者將CDIO的12條標準歸納為4個要素，如圖1所示，分別為培養(yǎng)目標、培養(yǎng)環(huán)節(jié)、培養(yǎng)成果、質量保障，符合OBE理念，即做到學生中心、產出導向、持續(xù)改進[7]。其中，培養(yǎng)環(huán)節(jié)強調CDIO基本環(huán)境和工程實踐場所，對于文科專業(yè)教育而言，可以通過建設現代產業(yè)學院等方式，將產業(yè)學院建在園區(qū)、企業(yè)，為學生工程能力培養(yǎng)提供一個真實的工程實踐場所；也可以在教學設計中，通過問題描述、項目導引、場景設置等方式來創(chuàng)設一個虛擬的工程實踐場所。

（二）CDIO與OBE

OBE強調以學生的學習成果為導向，通過明確的學習目標和評估標準，提高學生的學習動機和能力發(fā)展。對比分析CDIO的四個要素與OBE的核心理念，可以發(fā)現，二者在理念上一致，都強調目標與保障，OBE可以用在所有專業(yè)教學中，每一門課程、每一個專業(yè)都有建設目標和學習目標，只不過CDIO強調的是工程教育的環(huán)境和過程，更多地應用在工科的專業(yè)和課程中。將CDIO的應用范圍加以拓展，與文科專業(yè)建設和課程教學結合起來，采用工程的理念、方法開展文科教學，更符合當前新文科建設的發(fā)展需要。但并不是所有的文科課程都適合借鑒CDIO，不可盲目地追求這種強硬的融合方式，CDIO是方法、是工具、是對文科專業(yè)建設賦能的一種方式，但不能沖淡文科專業(yè)或課程的原本味道。

（三）文科專業(yè)教學中的CDIO與OBE

融合CDIO與OBE，可以使文科專業(yè)教學更具實踐性。楊素娟應用CDIO，以學生為中心，對“財務管理”課程教學進行改革創(chuàng)新，運用體驗式、主動式教學來改進教學內容，提高學生分析問題、解決問題的能力[8]。唐嶺基于CDIO對雙創(chuàng)背景下“飯店管理”課程進行教學模式新設計，以提高學生的綜合能力及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力[9]。傳統的文科教學往往以理論知識為主，缺乏實踐操作的環(huán)節(jié)。然而現實生活中，學生需要將所學知識靈活應用到具體問題中去。

融合CDIO與OBE，可以引入實踐項目和案例分析，讓學生參與并解決實際問題。例如，在會展經濟與管理專業(yè)的“場館運營管理”這門課程中，可以設計以小組為完成單位的項目式教學，要求學生調研、分析典型大型場館運營的成功案例或事件，并提出自己的見解和建議。這樣的實踐教學能夠培養(yǎng)學生的實際操作能力和問題解決能力。

融合CDIO與OBE，可以促進文科專業(yè)教學的跨學科融合。文科專業(yè)涉及廣泛的學科領域，如歷史、文學、美術學、哲學、設計學等，而傳統的單一學科教學容易導致知識的碎片化和孤立性。

融合CDIO與OBE，可以搭建跨學科的教學框架，將不同學科的知識進行整合，讓學生從多個視角去理解和分析問題。例如，在“新媒體營銷”課程中，可以引入傳媒學、心理學等相關學科的知識，以使學生全面了解社會問題的復雜性和多維度。

融合CDIO與OBE，可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)精神。在當今社會，創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力被認為是成功的重要因素。傳統的文科教學往往側重于知識傳授，缺乏對學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)業(yè)意識的培養(yǎng)。

融合CDIO與OBE，可以引入項目驅動、賽訓結合的方式，鼓勵學生在實踐中提出新的創(chuàng)意和解決方案。例如，在“文案創(chuàng)作”課程中，可以組織學生進行寫作比賽或作品展覽，激發(fā)學生的創(chuàng)作熱情和創(chuàng)新能力。

三、融合CDIO與OBE的“Python數據采集與分析”課程設計與實施

明確課程目標和學習結果，以項目驅動為杠桿，結合實際案例和實踐任務，激發(fā)學生的學習興趣。在教學活動中，教師將扮演指導者和導師的角色，為學生提供必要的指導和支持。在課程設計和實施過程中，采用現代技術和資源，為學生提供豐富的學習資料和學習資源。

（一）工程環(huán)境創(chuàng)設

融合CDIO與OBE的教學改革設計與實施，要以CDIO提倡的工程環(huán)境創(chuàng)設為根本遵循，重在提煉課程單元訓練目標和能力矩陣，設計合理的工程過程。這種環(huán)境和過程不管是真實的還是虛擬的，均須強調任務的高質量設計，可以選擇一個真實的問題，也可以選擇一個經過精心設計的綜合實踐項目，學生通過問題解決和項目實踐，將理論知識和實際應用真正結合起來，并且是一種高階、高層次的結合，它不是淺層次的驗證性實驗，而是一個綜合性的、能通過項目訓練和多維度實踐，以實現鞏固知識、訓練思維、培養(yǎng)能力的工程目標。

（二）課程單元的教學設計

以旅游管理類會展經濟與管理本科專業(yè)“Python數據采集與分析”課程為例，該課程以數字素養(yǎng)養(yǎng)成為總牽引，以訓練計算思維與邏輯思維為總抓手，培養(yǎng)能基于具體應用場景創(chuàng)新運用所學知識，進行問題表達，并對問題進行抽象及模型建立，最終能解決復雜綜合問題的學生。課程的教學實施將注重實踐項目、團隊精神、協作意識、創(chuàng)新思維和跨學科能力培養(yǎng)。

表1是該課程某個教學單元的課程設計的詳細描述，按工程環(huán)境創(chuàng)設、知識訓練目標、能力目標、CDIO過程共分為9個環(huán)節(jié)（要素）。其中，前3個為環(huán)境創(chuàng)設，第4個為知識訓練目標，第5個為能力目標，第6到9為CDIO過程。

（三）課程單元教學實施描述

以下是對該課程教學單元教學實施的一般描述。

1.項目導向的教學設計

在教學開始前，教師精心設計具有實踐性的項目，結合社會問題或行業(yè)挑戰(zhàn)，以激發(fā)學生的學習興趣和動力。項目可以要求學生利用Python編程技術及各種庫函數解決某個現實問題，從問題描述到設計思路，再到實現，最好都運行，以任務驅動全流程；項目也可以指導學生通過Python爬蟲技術抓取某個領域的數據，并通過Python數據進行清洗與整理，以及可視化分析技術進行處理和解讀。

2.工程實踐環(huán)節(jié)

課程中注重將學習與實踐相結合，引入工程實踐環(huán)節(jié)。將學生分成幾個小組，在指導下參與數據實踐和分析項目，模擬真實的場景，從而提升學生的綜合能力和解決問題的能力。這些實踐項目可以鼓勵學生主動思考、合作交流，培養(yǎng)團隊合作精神。

3.跨學科融合

為了培養(yǎng)學生的跨學科能力，課程鼓勵學生在數據采集和分析的基礎上，結合自身的學科背景，探索更廣闊的視角。例如，學生可以結合社會科學、經濟學以及其他相關學科的知識，對數據進行深入分析和解讀，以獲得全面的結果。

4.知識分享和討論

在教學過程中，教師鼓勵學生之間進行知識分享和討論，促進團隊合作和學習成果的交流。學生可以通過小組討論、報告和展示等形式，分享他們的項目進展、遇到的挑戰(zhàn)和解決方案，這不僅可以增加學生對Python數據采集與分析技術的理解，還可以拓寬其視野和思維方式。

5.學生評估和反饋

教師要建立有效的學生評估機制，包括對學生實踐項目的評估、小組合作能力的評估及對個人學習成果的評估。此外，教師還要提供定期的反饋，指導學生發(fā)現自身的優(yōu)勢和改進的空間，以促進個人和團隊的成長。

通過基于CDIO和OBE的課程教學實施，學生將在傳統文科專業(yè)課程中感受到不一樣的教學邏輯，能更深層次地調動大腦思維，且不僅僅限于理論思考層面，也能更多地進行動手解決實際問題的工程能力訓練。學生HPaScTXFOuhDOgyKAjWFiQ==不僅能夠掌握Python數據采集和分析的實際技能，還能培養(yǎng)綜合能力、團隊合作能力和跨學科思維，為未來面對復雜挑戰(zhàn)做好準備。同時，也能提高他們自主學習的能力，培養(yǎng)他們解決問題的能力和創(chuàng)新意識。這種融合CDIO和OBE的教學設計與實施方法為文科專業(yè)課程帶來了新的機遇和發(fā)展方向。

四、教學改革效果評價與結論

工程化的文科專業(yè)課程教學需要通過達成度評價與分析來評估這種教學設計與教學實施的有效性，主要從以下幾個方面對教學改革效果進行評價。

（一）學習成果評價

通過小組項目報告、編寫代碼和數據分析報告等形式，評估學生在數據采集與分析方面的技能水平和應用能力，以及解決實際問題的能力。

（二）能力培養(yǎng)評價

在教學設計中，要注重培養(yǎng)學生的綜合能力和跨學科思維，要對學生的團隊合作能力、創(chuàng)新能力、問題解決能力等進行評估。通過結構化的評估方式，如小組合作評價、個人反思報告等，來評估學生在團隊合作、創(chuàng)新和解決復雜問題時所表現出來的能力。

（三）學習動力和參與度評價

課程的教學實施注重激發(fā)學生的學習動力和主動參與，通過考查學生的學習動力、自主學習能力、積極參與課堂討論等方面的表現，以及教師反饋、學生自我評估等方式，了解學生對課程的體驗和參與度，并獲取他們對改進課程的建議。

（四）反饋和改進

通過評價結果，教師可以了解到教學過程中的不足之處，并根據學生的反饋做出相應的改進。評價結果作為修訂課程內容、調整教學方法的依據，以更好地滿足學生的需求和培養(yǎng)目標。

以上評價的綜合得分可以反映學生在知識掌握、應用能力、團隊合作和自主學習等方面的發(fā)展情況，以及課程對于學生學習動機和學習參與度的影響。這樣的評價體系有助于教師進行教學改進，提高課程教學質量，為學生提供更有效的學習體驗和能力培養(yǎng)。本文探討了融合CDIO與OBE對文科專業(yè)課程進行教學改革的重要性和可行性。以“Python數據采集與分析”課程為例，展示了如何在傳統文科教學中引入現代技術與概念，使學生能夠學習到如何運用實際工具和方法，進行數據的采集和分析，從而得到具體的結論和解決方案，提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。這種基于實踐的學習方式，可以使學生更好地將理論知識應用到實際問題中去，培養(yǎng)他們的綜合能力和創(chuàng)新思維。在進行CDIO與OBE融合的教學改革時，也面臨著一些挑戰(zhàn)和困難。首先，教師需要有這種改革的意識和主動性，并具備相應的知識和技能，以合理設計和組織相應的實踐教學環(huán)節(jié)。同時教學資源和設施的支持也是必不可少的，如實驗室設備、實際案例等。其次，這種教學改革將耗費教師的大量精力和時間，也會擠占課程教學學時，因此需要合理安排課內時間與課外時間，將學生的課余時間充分利用起來。

如前所述，哪些課程或者一門課程的哪些教學單元適合開展CDIO教學，不可一概而論，需要結合實際情況，根據課程的性質、課程的培養(yǎng)目標和教學任務來定。

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