混合式学习在“轨道交通运行仿真”实验教学中的应用

吕秋霞

（五邑大学 轨道交通学院，广东 江门 529020）

摘要：针对传统实验教学的弊端，结合轨道交通运行仿真实验的特点，将混合式学习模式引入轨道交通运行仿真实验教学中。分析了该课程采用混合式学习的适应性和优越性，介绍了基于混合式学习的实验教学实施流程，为轨道交通运营管理专业实验教学改革提供一种新的参考。

关键词：混合式学习；实验教学；轨道交通；仿真

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）49-0104-03

伴随我国轨道交通的迅猛发展，市场迫切需要具有轨道交通运营管理专业知识，线网调度与车站运营管理等核心能力突出，从事轨道交通运输组织指挥、技术管理和规划设计的高素质工程应用型人才。为适应轨道交通企业与高校人才培养的无缝衔接，轨道交通运营管理专业人才培养中必须重视学生的实验实训环节[1]。

从人才培养的实际需求来看，由于轨道交通运营企业对运营现场的安全考量，已经投入运营使用的现场设备不可能被用来对在校大学生进行教学实验培训。采用以计算机仿真技术、多媒体技术和网络技术为依托的仿真系统来模拟真实轨道交通系统，完成各种实验教学活动，是当今高校在人才培养环节的必然选择。它与传统的现场实训教学相比，更具有实用性、经济性、安全性和可操作性等特点[2]。

轨道交通运行仿真实验是以轨道交通沙盘系统+Opentrack仿真软件为实验平台，真实的模拟某一线路或某一线网中列车的运行状况，其结果对于研究轨道交通设施的规划布置、行车组织方案、运行图优化等具有重要意义。为提高该课程的学习效果，本文秉承“教师建构学习环境、促进知识获得；学生自主学习、主动建构知识”的理念，对该实验课程采用混合式教学改革。

一、轨道交通运行仿真实验概况

传统的实验教学采用讲授法，即先由教师讲解、演示，再由学生模仿操作，内容形式单一，学生在学习过程中处于被动和跟从的状态，不利于学生实践能力和创新能力的培养。而且由于学生具有不同的个性特征和认知水平，这种统一操作步骤的实验教学很难满足对学生个性化学习的支持。跟其他一般的实验课程相比，轨道交通运行仿真实验还有它自身的一些特点：

1.基础知识面广。数字化、智能化、信息化是轨道交通运营管理可持续发展的根本保证，与其他行业管理相比，轨道交通对信息化和智能化的设备使用程度更高[3，4]，轨道交通运行仿真是对真实轨道交通系统的模拟，采用了与现场几乎完全相同或相似的系统、设备使学生来完成相应的实验操作。这也要求实验者具备一定的计算机、通信、自动化等方面的基础知识。而这些对运营管理专业的学生来说是一个薄弱环节，需要教师加强引导，提供完善的学习资料，构建更合适的学习环境。

2.专业知识综合应用。轨道交通是一个大型综合的系统，涉及到线路、站场、信号、供电、车辆等硬件设备，还依托列车运行控制系统、行车调度管理系统、计算机联锁系统等软件系统，轨道交通运行仿真要求学生能对相关的轨道交通专业知识进行综合应用。而实际教学过程中，学生虽然通过相关的理论课程的学习，已具备了一定的基础知识，但对这些知识的掌握还存在碎片化与表层化的现象，在综合应用和深入理解方面存在一定的困难。

3.实践性强。轨道交通运行仿真是模拟真实轨道交通系统的实验平台，通过输入模型参数，可以很方便地再现各种运营场景，实现规划方案或运营方案的评价和比选。无论是模型参数、设计规则还是场景选择都是源于现场，掌握这些内容对工程实践能力的锻炼具有十分重要的意义，是实践性非常强的一类实验。同时，轨道交通运行仿真技术的掌握不仅仅是了解理论知识，更重要的是掌握仿真软件的设计与操作，这本身也要求学生具备一定的实践操作能力。

二、混合式学习

所谓混合式学习（Blending Learning）是指把传统学习方式的优势和e-Learning（即数字化或网络化学习）的优势结合起来，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。国内外的大多数学者认为它是混合了直接讲解与建构主义的学习的一种学习方式[5]。建构主义认为学习不是由教师把知识简单地传递给学生，学生不是简单被动地接收信息，而是主动地建构知识。教师的作用是设计促进知识建构的学习环境、促进知识获得的协作和交流。

轨道交通运行仿真实验课程采用混合式学习的方式有其明显的适应性和优越性：

1.混合式学习更符合学生的认知规律。混合式学习是一种“先学后教”的形式，更加符合学生的学习规律[6，7]。用视频、课件学习取代教师的知识讲解，比如在列车运行仿真实验课程中，有关计算机网络、自动化、信息化、行车组织等基础原理性的知识，可以通过生动活泼的微课视频学习来完成。学生最需要的教师帮助是在实驗遇到困难和迷惑的时候，高效利用课堂时间进行学习经验的交流、答疑解惑、师生观点的相互碰撞，能够深化学生的认知，真正实现知识的意义建构过程，切实提升该课程的学习效果，进而培养学生的实践能力和创新能力。

2.注重课程的强实践性。学生难以靠跟从教师的操作真正掌握一个仿真软件，而是在自己“动手做”和“真正练”中来体会和掌握它的精髓，因此轨道交通运行仿真实验课程更强调动手与实践，解决工程实际问题。传统实验教学重结果、轻过程，重验证、轻探索，学生缺乏学习的动力与兴趣。混合式学习将在线学习与面对面授课相结合，对学习时间进行重新分配，给予学生更多自主支配的时间、使学生能够根据自己步调控制各自的学习。课堂教学活动的开展往往以任务来驱动，以问题来导向，教学组织更注重讨论、交流和答疑，是更为合适这类强实践性课程的教学方法。

三、基于混合式学习的轨道交通运行仿真实验教学

为支持课程的混合式学习，其教学实施流程主要有建构性学习环境设计、课堂教学、在线教学和发展性评价等四个主要环节，如图1所示。

1.建构性学习环境设计。“轨道交通运行仿真”实验课程内容如表1所示。根据课程内容特点，其学习环境设计包括网络教学平台的选择、课程资源的开发、教学活动的设计与选择等。网络教学平台应集教学内容发布与管理、课堂教学、在线教学交互、在线教学评价、基于项目的协作学习、发展性教学评价和教学管理等功能于一体。目前采用了国内较流行的通用网络教学平台。

优质的课程资源是开展混合式教学的重要基础。课程资源则包括辅助课程学习的基本资源和用于扩展学习的拓展资源。在混合式学习模式下，更注重学生的知识建构，课程内容不仅呈现讲解型的内容，更要呈现教学交互型的内容，不仅开发素材、课件类资源，更要开发支持自主探究、协作交流和研究性学习的有关资源。

2.课堂教学的实施。在混合式学习模式下，课堂教学将面对面实验授课与在线学习的方式进行整合，其中在线学习的部分内容是在课前完成，这样既避免了传统的演示实验教学中无法照顾到学生个性化学习需要的弊端，又克服了单纯的在线学习中，实操性学习内容无法深入学习的困难。课堂教学的实施要注重实验计划说明、实验内容重点与难点讲授和基于项目的协作与交流。

3.教学评价。教学评价不仅要关注学生的学业成绩，而且要发现和发挥学生的多方面潜能，同时注重发挥评价的导向功能，促进教学的发展。档案袋评价是网络环境下备受青睐的一种发展性评价方法。学生基于网络的在线学习过程中，体现学生的发展和进步的信息都非常容易地被记录下来，在档案袋中归类存储，成为教师了解学生的窗口，也为教学的改进与发展提供了切实的导向。

四、结束语

轨道交通仿真实验既符合轨道交通规划设计和运营管理的工作流程，又为提升高校人才培养质量创造了条件，是培养学生工程实践能力和创新能力的重要环节，提升该课程的教学质量对提高人才培养质量具有关键意义。将混合式学习引入轨道交通仿真实验教学中，遵循了学生的认知规律，丰富课程的教学模式，有利于调动学生的主动研究探索精神，对高校实验教学的改革和创新具有一定的参考价值。

参考文獻：

[1]陈爽.应用型人才培养模式的实验教学改革[J].实验室研究与探索，2012，（08）：1-3，38.

[2]李健，林鸿睿，黄璐.城市轨道交通ATC仿真实验教学创新[J].实验室研究与探索，2013，（08）：310-313.

[3]叶果.轨道交通虚拟仿真实验教学中心建设探讨[J].中国管理信息化，2015，（20）：210-211.

[4]张天彤，马松花，支斌，等.城市轨道交通综合仿真实训基地建设的研究[J].实验室研究与探索，2013，（08）：244-248.

[5]钟志贤.学习环境设计的理论基础：心理学视角[J].中国电化教育，2011，（06）：30-38.

[6]黄荣怀，马丁，郑兰琴，等.基于混合式学习的课程设计理论[J].电化教育研究，2009，（01）：9-14.

[7]彭艳妮，刘清堂，李世强，等.混合式学习在课程教学中的应用研究[J].中国教育信息化，2011，（07）：57-60.