[出处] 教育教学论坛_2022年第15期

柯姜岑 王林 郑亚红

[关键词] 交通运输;新工科;SPOC;PBL;教学模式

[基金项目] 2017年度武汉理工大学校级教研项目“基于SPOC的交通运输专业科教结合的实验教学改革研究——以‘公路运输管理模拟综合实验’为例”（W2017026）

[作者简介] 柯姜岑（1982—），女，湖北黄石人，博士，武汉理工大学交通与物流工程学院讲师，主要从事交通系统优化与仿真研究;王 林（1966—），女，湖北武汉人，硕士，武汉理工大学交通与物流工程学院副教授，主要从事物流管理信息系统研究;郑亚红（1984—），女，湖北麻城人，博士，武汉理工大学交通与物流工程学院讲师（通信作者），主要从事物流系统规划研究。

[中图分类号] G642.4 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）15-0117-04 [收稿日期] 2021-07-01

引言

以大数据、云计算、人工智能等为代表的新兴信息技术是人类社会向信息时代转型的关键技术变量，与此同时，信息通信、电子控制、软件设计等新技术对传统工业技术的渗透也对行业发展和人才需求提出了新要求。新工科的概念应运而生，相对于传统工科而言，它是以新经济、新产业为背景的一个动态概念，更强调学科的实用性、交叉性与综合性。那么，作为行业专门人才“蓄水池”的高校，应该以培养工程实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才为最终目标，进一步优化学科与专业课程，助力新工科高质量发展[1]。

“交通管理信息系统”课程是一门面向交通运输专业学生开设的理论结合实践的专业课程，综合了计算机、通信技术、数据库、运筹学等学科知识来辅助管理决策，教学内容包括管理信息系统规划、分析、设计、实施和评价的基本方法，也涵盖了管理信息系统在交通运输与物流领域的应用。该课程所具有的多学科交叉、综合性强的特点虽然与新工科“继承与创新、交叉与融合、协调与共享”的内涵相契合，但其多元化知识融合、信息化技术要求高的特点也具有“双刃剑”效应，使得“交通管理信息系统”课程在交通运输工程教学体系中成为一个相对独立的存在，与其他课程的衔接性较差。因此，针对非计算机和信息管理专业的“交通管理信息系统”课程进行教学改革创新，有利于实现多学科交叉汇聚与多技术跨界融合的落地。

一、“交通管理信息系统”课程的作用及存在问题

交通运输专业的“交通管理信息系统”课程虽然不是该专业的核心课程，但5G数字时代与交通运输等传统学科的融合势不可当。不论是港口码头调度还是集装箱堆场管理，物流货运线路规划还是仓储设计，抑或是公路、铁路、民航运输等，都离不开信息技术的支持，而管理信息系统作为企业信息化最基础最普遍的工具，是交通运输、物流企业提高企业管理效能和经济效益的有力生产工具。因此，交通运输类专业开设“交通管理信息系统”课程是非常必要的。但是学生在学习该门课程中存在以下几个问题。

（一）对课程性质认识存在偏差，学习兴趣较弱

在执教的几年中，交通運输专业学生普遍对该课程认识不够准确。由于该门课程是计算机专业和信息系统专业学生的专业核心课，涉及大量编程工具的应用，被归为计算机类课程，且没有专门交通类管理信息系统书籍，在授课内容上，沿用用计算机类的授课方式，因此被认为与交通运输专业关系不大。学生对其学习兴趣不高，普遍认为该门课程难度较大。

（二）先导课程掌握不扎实，导致能力脱节

不同类型的学生思维方式各异，因此对计算机的理解和认知不同，导致同一个班的学生对交通管理信息系统所需要的先导课程如“C语言”“计算机基础”等内容掌握程度差异很大。且不同专业对计算机需求不同，但交通运输专业的学生仍然由计算机学院的教师授课，其普遍在具体教学过程中并没有针对学生的理解能力和程度制定教学计划和教学内容，使得计算机课程教学与交通运输专业学科相关性较低，课堂上学生的主动性和积极性很难被调动。交通运输专业学生对计算机类课程学习驱动情况如图1所示。

（三）教学内容多，课时少

交通管理信息系统是一门实践性很强的课程，但与计算机专业不同的是，交通运输类专业理论学时大幅度压缩（24学时），与之配套的实验学时更少（8学时）。因此，仅依靠课堂上讲授，学生无法对管理信息系统的规划、分析、设计产生感性认识，实验学时的减少和学生编程能力的短板导致学生对管理信息系统的理解仅停留在表面，至于与工程实际的结合更是“纸上谈兵”。

二、多维度“交通管理信息系统”课程目标设计

课程目标是指课程在人才培养方面的具体质量规格和要求，是对学完该门课程的学生应该具备的知识、能力、素质结构的预期设定，也是该课程教学活动开展围绕的核心，在课程的推进过程中发挥着重要的导向作用。

从专业工程认证的角度来说，采用OBE（Outcome-Based Education， OBE）模式就意味着必须从产出导向逆向思考课程对人才培养的方向性选择，需要结合专业培养方案、毕业要求及对关联课程的支撑作用等，从知识目标、能力目标、素质目标、情感发展、思维模式及持续学习等多角度重构课程目标，充分体现新工科要求的“培养多元化、创新型卓越工程人才”的教学理念。

交通运输类专业学生培养能在交通运输及物流等相关工程领域从事科学研究、项目策划与设计、生产运营与组织及经营管理等工作的高级复合型专业人才。因此，对于该专业的学生来说，交通管理信息系统的重点不是程序的开发和实施，更多的是强调如何将运输和物流的基础知识与信息化关联起来，通过实践应用，培养学生的知识运用能力，并与实验和课程设计配合，强化学生建立管理信息系统工具和方法的能力。

三、基于SPOC+PBL混合式教学模式设计

（一）SPOC和PBL的内涵

SPOC（Small Private Online Course）即小规模限制性在线课程，通常对参与课程的学生设置相关的专业条件，并且有一定的人数控制，具有较强的私密性。这种教学模式在融合MOOC教育理念的同时，弥补了学生参与度不够、辍学率高和不利于专业程度较高课程的个性化教学的不足[2]。

PBL（Problem-Based Learning）是以问题为导向的教学方法，它将学习与更大的任务或问题挂钩，使学习者投入问题中;它设计真实性任务，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情境中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力[3]。

（二）SPOC+PBL翻转课堂教学模式

SPOC+PBL的翻转课堂教学模式将SPOC和PBL两种教学方法结合，以交通运输专业两个人才培养方向——水路运输和物流管理——拓展案例库，以贯穿始终的项目为学习切入点，通过课前预习，使学生提前通过视频讲解熟悉的知识点，并带着问题回到课堂，突出学生的自主学习能力;通过翻转课堂，使SPOC在线学习与线下学习深度融合，进一步提高学生学习的积极性;通过知识拓展，弥补学生在计算机编程语言和数据库等计算机方面知识的短板;通过课后评价，使学生复习重要知识点，并反馈课程学习效果，为再次循环改进提供数据支持。

（三）翻转课堂教学方案设计

我国经济社会的快速发展，使得各领域面临的重大现实问题都需要多学科力量协同解决，多学科交叉汇聚与多技术跨界融合将成为常态，并不断催生新学科前沿、新科技领域和新创新形态[4]。在新工科背景下，本课程以PBL项目为依托，形成课程体系知识链，对交通管理信息系统课堂教学方案进行设计。“交通管理信息系统”面向的是大二学生，学生仅接受了大一通识课程的学习，而对交通运输专业知识知之甚少。另外，除了计算机基础和C语言（C语言不是面向对象语言，无法直接用于管理信息系统平台开发）外，其他计算机类课程如类似于管理信息系统的数据库均为选修课，无法对管理信息系统起到课程支撑作用。这就形成了“交通管理信息系统”这门课单独存在的问题。学生由于缺乏相关基础，学习过程中非常吃力，很难实现该技术能力的达成。因此，本论文以PBL项目为案例，为“交通管理信息系统”课程搭建与其他课程连接的桥梁，形成一系列的前后知识链条。

（四）PBL项目导入设计

本PBL项目为武汉航科物流有限公司物流仓储管理项目，该公司以租赁建筑项目（桥梁、地铁等）周转材料为主营业务有别于传统物流仓储管理信息系统，航科物流堆场存储的周转材料存在种类多样、数量繁杂、盘点困难、租赁与回收周期不定等问题。针对该项目进行翻转课堂教学方案设计预习环节、教学环节和复习环节。

1.预习环节。（1）教师上传物流堆场入库、盘点、堆存、数据整理、出库全流程现场业务处理流程视频;（2）学生学习视频材料进行课程导学，对要学习的项目有感性认识;（3）要求查阅文献，掌握周转材料的类型，了解贝雷片、大型钢管、盘扣系列、型材系列、钢支撑系列的差异和特点;（4）参与在线讨论，该项目周转材料的物流管理系统实现的难点，讨论角度可从以下几个方面展开：仓储管理运作效率的要求差异性、客户需求差异化的实现要点、回收材料产品质量的监测实现信息化方法、企业内外部管理系统的信息流转等。

2.教学环节。（1）线上学生学习业务流程图、数据流程图、数据字典等系统分析方法视频;（2）线下与教师一同梳理該项目入库流程、盘点流程、出库流程并根据线上学习的业务流程图和数据流程图绘制方法，对业务流程图和数据流程图的工具进行知识点提问，完成课堂作业——绘制该项目业务流程图和数据流程图，并通过随机抽签形式进行展示;（3）讨论该项目存在问题和信息化实现的要点，学生利用PPT展示的形式阐述改进思路与提出新系统逻辑模型;（4）讨论管理信息系统的实现能对周转材料的管理做到哪些改进，是否实现了数据的实时共享、降低了仓库业务数据出错率等问题，是否还有改进空间。

3.复习环节。（1）完成在线习题，复习系统调查方法、业务流程分析、数据流程分析和新逻辑系统提出方法等关键知识点;（2）讨论基于这节课的系统分析，系统设计环节应如何展开，初步构想数据库设计中需要哪些数据项及彼此关系;（3）在线学习拓展知识：RFID射频技术对物流仓储管理的促进作用与实现方法;（4）上传本章课程笔记进行学生互评，为形成性评价提供支撑。

四、基于SPOC+PBL的形成性评价方法

课程评价是研究课程价值的过程，也是评估课程计划及教学方案合理性的有效途径。形成性评价最早见于1967年Scriven的《评价方法论》，后由Bloom引入教学领域，认为是为教和学提供反馈和纠正的评价[5]，2018年，FAST（Formative assessment for students and teachers）界定形成性评价是学习和教学中计划性的进行过程，以提高学生对知识的掌握程度为目的，培养学生自主学习能力[6]。

SPOC+PBL教学模式将线上教学与线下教学相融合，将学习过程分成若干相对独立又相互关联的阶段，与形成性评价的特点切合，在学生自主学习和教师讲授式教学阶段都能够有效评估学生学习效果并及时反馈，避免了终结性评价中存在的教学反馈不及时、评价方式相对单一的弊端，提高了学生学习的主观能动性，增强了学生的融入感。另外，形成性评价改变了侧重考核的传统评估方式，将评估过程贯穿于教学的整个进程中，增加课程教学的延展性，使教师能够及时调整下个阶段的教学方式与知识重点，通过量化评价能更好地反映教学成果。

SPOC+PBL的教学评价采用全过程形成性评价方式，包括线上预习环节评价、线下课堂学习评价和课后复习环节评价三个部分。预习环节包括自主学习完成线上课程与课后问题及准备线下课程问题等;线下课堂环节包括学生预习环节及上节课知识点PPT展示等实践项目，还包括课堂表现及课堂反思;复习环节包括网络平台的课后作业和拓展知识学习，并根据本次课程参与话题讨论及问题总结等。教师结合线上线下资源，对课堂的学习效果进行评估，并依据结果进行阶段性教学评价，最后根据评价结果对教学内容和方法进行调整。

结语

通过搭建SPOC与PBL融合的网络教学平台，将课程教学视频、微课、纪录片、习题集等多种资源汇聚在一起，实现完备的线上集学习、教授、评估为一体的教学环节，使学生不受环境与时间的限制，将知识点通过碎片化的教学方式分阶段、分场景传授给学生，充分调动了学生学习的积极性;将从前单一课堂教学延展为课前预习、课堂翻转和课后复习的“三阶段”教学模式，并结合分阶段全过程形成性评价方式，及时有效地对教学情况进行反馈，并以此为依据调整教学内容，对提高教学质量和教学水平具有关键性的作用。