问题导向的交通控制案例课程教学

赵靖

（上海理工大学管理学院，上海 200093）

摘要：针对新形势下工学专业课程理论与实践联系紧密的特点，在分析了问题导向教学模式在教学准备、教学活动和评价总结三个阶段教学要点的基础上，以交通控制案例课程为例，重点从问题设计、问题引导和成果展示三个方面介绍了具体的教学安排。有助于增强学生学习的主动性、提高学生对课程的认同度并提升学生的综合能力。

关键词：专业课；教学模式；问题导向；大学教育

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0091-02

一、引言

对于理论与实践联系紧密的工学专业课程，为了提高学生对知识的掌握程度，在设置理论课程之外，往往要单独配置案例课程。但在实际教学中，出现的案例课程往往是理论课程简单重复，或者过分强调案例而与理论知识缺乏联系，难以达到通过案例巩固理论知识并综合应用的教学目的。问题导向教学是一种新型的教学方式，它以问题为中心和驱动力，围绕问题组织教学活动。教师提出需要研究讨论，加以解决的矛盾或疑难，学生需要综合所学知识，通过较为复杂的智力活动，才能解决问题。早在18世纪，卢梭就提出教师应该把学生引导到问题的边缘，鼓励学生自己去思考，从而培养学生的思维能力和解决问题的能力。之后，哲学家波普尔、心理学家杜威、理学家布鲁纳、教育学家马赫穆托夫、医学家巴罗斯等人先后提出了“问题理论”、“教学五步”、“问题一发现法”、“问题教学”和“基于问题的学习”等一系列围绕问题组织或设计教学活动的理论。并且通过多年来的反复实践，发现其在活跃课堂气氛，形成良好师生互动关系，激发学生兴趣，进而启迪学生的心智方面的良好教学效果。考虑到参加案例课程的学生都是经过了专门的理论知识教育，为了增加案例课程与前期理论课程的联系紧密度，提高学生运用知识的能力，现引入问题导向这种教学方式。本文以交通控制案例课程为例，研究其具体的教学策略。

二、问题导向教学要点

教学活动可分教学准备、教学活动和评价总结三个阶段。采用问题导向教学，在上述三个阶段中需要注意以下教学要点。

1.教学准备阶段。对问题导向的相关教学活动进行全面周到的考虑，具体要点包括：①知识梳理。根据教学内容中的重点和难点，分析其相互关系，为系统地设置问题做好理论准备。②问题设计。分层次地设置问题，由浅入深地引导学生进入状态，从运用单一知识解决基础问题向知识的综合运用解决复杂问题发展，最终实现学生具有独立思考、使用技术语言进行沟通、团结协作克服技术难题能力的教学目的。

2.教学活动。这一环节需要教师与学生间形成良好互动，共同完成教学任务，具体要点包括：①任务布置。每5—8个学生组成一个研究小组，在课程的每个阶段，清晰地将所需解决的问题呈现给学生。②理解问题。教师呈现问题之后，应视学生的能力水平和反馈情况给予学生适当的引导，包括提示相关知识点、参考书目、考虑因素、相关信息收集方法、解决问题的步骤等。③探究问题。通过分工协商，对研究的问题进行资料收集、分析处理直至解决问题。④定期反馈。学生定期汇报进展情况，教师给予点评和必要的指导。这一方面可使学生对任务的完成情况有持续的清醒的认识，有助于学生及时自我纠偏；另一方面，也可使教师及时了解学生的实际学习情况，从而可凭借学生的反馈信息提供必要的指导。

3.评价总结。综合整个教学过程，对学生的表现和教学效果客观、公正地做出评价，具体要点包括：①成果展示。学生确定解决方案后，以书面报告和汇报的形式进行成果展示。②教学效果检验。以书面或答辩的形式检验学生的学习效果。③成绩综合评定。将学生在学习过程中的表现与学习成果相结合，实行教师评价、学生自评、互评相结合的方法，促进学生积极主动、团结协作地完成整个教学任务。

明确了问题导向教学模式各阶段的要点，下文将以交通控制案例课程（研究生专业课）为例，进行教学安排的介绍。

三、问题设计

在教学准备阶段，如何在知识梳理的基础上进行问题设计是问题导向教学模式取得良好效果的基础。根据交通控制案例的先修课程——交通控制课程的教学任务，主要学习的控制方式包括单个交叉口定时信号控制、单个交叉口感应信号控制、环形交叉口信号控制、干线交叉口联动信号控制和区域交通信号控制。需要掌握交通控制类别及其选择依据、相位相序设置方法、黄灯时长、绿灯间隔时长、损失时间、信号周期、绿灯时长分配、相位差等关键控制参数计算方法。为了使案例课程与先前的理论教学良好地衔接，同时给学生逐渐适应问题导向学习的过程，问题被划分为基础型问题和综合型问题两大类，分两个阶段布置。其中，基础型问题主要通过学生查阅相关文献资料，对信号控制参数确定的共性问题有一个较为完整的回顾和总结；综合型问题需要学生根据实际案例，综合运用交通控制的相关理论，通过现场调查、数据处理、方案制定、评价分析这一过程，形成一份完整的分析报告。问题的设定及所涉及的知识点如表1所示。

四、问题引导

在教学活动阶段，教师的主要任务在于通过适当的引导，协助学生理解问题、探究问题并解答问题。在交通控制案例课程中，对基础问题和综合问题，分别可通过推荐参考读物和分析重点影响因素引导学生探寻问题的解决思路。对于参考读物，根据学生的专业水平，分为教材、现行规范、专著手册三大类。教材：提供最基础的分析方法，选用人民交通出版社的《交通管理与控制（第四版）》；现行规范：提供本行业的行为准则，包括道路交通信号灯设置与安装规范（GB14886-2006）、道路交通信号灯（GB14887-2011）、城市道路交通信号控制方式适用规范（GAT527-2005）、人行横道信号灯控制设置规范（GAT851-2009）。上述规范主要对各种交通方式信号灯的设置条件及控制方式进行了规定。国内外专著手册：提供先进的思路理念，包括《城市交通控制》、《交通信号控制指南——德国现行规范》（RiLSA）、《Highway Capacity Manual 2010》、《Manual on Uniform Traffic Control Devices》，主要对交通控制优化设计方法进行介绍。对于综合问题，明确问题的解决思路最為关键，因此可从所需完成的工作和主要影响因素两个方面给予学生引导。本课程中除常规的交叉口几何尺寸、车道数和各流向流量外，针对复杂交叉口定时信号控制应特别对通行模式、渠化设计和行人自行车交通进行考虑；针对城市干道线协调控制则应对交叉口间距、交叉口间关联性和机动车运行速度予以关注。

五、成果展示

研究成果的展示也是科研及技术人员重要的能力，为了提高学生使用技术术语描述方案及语言表达沟通能力，在成果展示环节中要求学生提交研究报告，并以汇报答辩的形式介绍方案。教师可对成果展示的形式给予指导。对于交叉口几何布置、信号相位相序、信号配时、多交叉口线协调控制以及方案评价，可采用AutoCAD、Synchro以及Vissim等绘图及交通仿真软件实现，如图1所示。

六、小结

本文通过对交通控制案例课程教学改革的探索，在对问题导向教学模式进行总结的基础上，提出一套具体的操作方法，实践表明，本模式具有如下特点。

1.增强了学生学习的主动性。让学生能清晰感受到理论课程学习各个部分在工程实践中的具体应用，并在解决问题的过程中，培养选择合适技术方法，确定解决方案的能力。

2.提高学生对课程的认同度。参与能提高认同度，通过师生角色发生转变，教师提供学习的平台和必要的指导，学生成为研究的主体，相比教师单方面灌输知识，更能提高学生对于课程的认同度，从而使学生变要我学为我要学，激发其学习热情。

3.提升学生的综合能力。通过分组完成特定问题，一方面提高了学生专业素质，另一方面培养了学生协作能力、语言表达能力以及人际交往能力，使综合素质得到进一步提升。

4.增强学习效果反馈的及时性。通过学生在问题解答过程中的实践尝试和教师的理论指导，主要反复实践-理论-实践的循环，学生对自身学习状况有了持续的清醒的认识，通过不断地自我纠偏，有助于培养学生的自主学习能力和对专业知识的领悟力。

当然，对于教学模式的转变，在实践中仍存在诸多问题，例如不同学生的专业基础和对问题的理解把握能力存在一定差异，教师应在学生分组、解决问题的方法引导以及对学生完成进度及问题反馈等方面做好更为充分的准备，需要在今后实践中不断总结完善。

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