曹倩霞 龙科军 吴伟
摘 要:交通调查是交通工程项目的起点,交通调查实践教学是交通运输大类专业最基础的实践课程之一。针对交通调查与分析课程定位和当前交通调查实践教学现状,提出了整体项目驱动下的交通调查实践教学模式,并结合整体项目示例给出了此模式下的教学目标、教学方案、具体实施、考核评价、机制保障等内容。教学实践表明,该模式能拓展学生整体项目高阶思维、促使学生主动深度学习,提高学生工程实践能力和团队协作能力。
关键词:实践教学;整体项目模式;交通调查
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2096-000X(2020)08-0070-04
Abstract: Traffic survey is the starting point of traffic engineering projects. The practice teaching of traffic survey is one of the most basic practical courses for transportation majors. In view of the orientation of the traffic investigation and analysis course and the current situation of the traffic survey practice teaching, in this paper, the mode of traffic survey practice teaching driven by the integratedproject is proposed. With the integrated project example, we establish the teaching objectives, teaching plans, specific implementation, assessment and mechanism guarantee under the teaching mode. In teaching practice, this mode can promote students' active and deep learning, and improve students' engineering practice ability and teamwork ability.
Keywords: practical teaching; overall project mode; traffic survey
為主动应对我国新一轮科技革命与经济产业结构的转型,社会需要培养造就一大批实践能力强、创新能力强并具备国际竞争力的复合型新工科人才。然而目前我国工科教育实践中存在着重理论学习而轻视实践和开拓创新,重个人能力而忽视团队协作精神等问题[1]。为了应对这些问题,2017年2月以来,教育部积极推进新工科建设,发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》、《关于推进新工科研究与实践项目的通知》,为高校工科人才培养开拓了工程教育改革新路径[2]。
交通调查是交通工程项目的起点,交通调查实践教学是交通运输大类专业最基础的实践课程之一[3]。传统的理论验证型实践教学方法无法满足“新工科”教育对复合应用型人才的培养目标,需探索适合课程定位的新实践教学方式和手段,助力高等工程教育强国建设,培养创新型工程科技人才。
一、交通调查实践教学现状
(一)交通调查实践教学课程定位
交通调查与分析是交通运输大类学科中的一门专业基础课程,也是一门主干课程,在专业课程体系中占有十分重要的地位[4]。如图1所示,交通调查与分析是进行交通规划、交通仿真、交通设施设计、交通管理与控制、交通安全和交通流理论等方面实践与研究的重要依据,在课程体系中担负着为本学科专业课程奠定基础的重要角色。交通调查实践是其最重要的教学环节,它不仅能巩固已学理论知识,更能增强学生的工程实践能力和自主创新能力。
“交通调查与分析”实践教学的主要任务是帮助学生掌握交通专业所涉及的基本原理、基本理论,培养学生进行交通资料的采集与统计处理基本技能,培养学生对交通运行状况进行分析和应用所必须具备的能力和基本素质。通过实践教学,提高学生的理论联系实践能力,组织实施能力和团队协作能力[5]。交通调查实践教学目前一般分为三个阶段:一是认识实验阶段,掌握常用的调查设备的基本原理和检测技术;二是外业数据观测阶段,掌握调查实践方法和一般调查程序;三是内业数据整理阶段,掌握调查资料分析方法和统计软件技术[6]。
(二)交通调查实践教学现状
作者在长期的交通调查实践教学中积极做了一些有益的教改尝试,在传统的面向方法和原理验证型教学方法基础上,将任务导向型方法和项目导向型方法引入交通调查实践教学中收到一定的教学效果。
1. 理论验证型
传统的理论验证型实践教学侧重于对课本理论知识点的解释、验证和简单延伸[7]。在此教学模式下,交通调查实践主要是对课程中学习的理论知识点进行验证,如交通量、车速、密度、通行能力、延误等交通参数调查方法和原理的验证、调查数据资料整理与分析方法的验证、交通调查专业设备的操作方法与原理的验证等,主要为加深课本各个独立知识点的记忆与理解。
2. 任务驱动型
任务驱动法以任务为主线、教师为主导、学生为主体。任务驱动教学法中,学生紧紧围绕一个或多个共同的任务,在强烈的解决动机的驱动下,对知识技能积极主动学习和灵活应用,进行自主探索和互动协作的学习,并完成既定任务的一种教学实践活动[8]。在此教学模式下,交通调查实践主要由教师整合课本知识点进而设计任务,如设计一个交叉口调查任务,要求获得此交叉口的交通量、通行能力、延误主要表示参数,或者设计一个路段调查任务,要求获得此路段的交通量、地点车速、区间车速、通行能力、延误、密度主要表示参数。学生被动接受任务,根据任务要求并结合实际情况确定合适的调查方法和制定详细调查方案,然后在教师的指导下,分工合作进行外业现场调查,以及相应内业数据分析,从而获得该交叉口或路段的相应交通参数,达到任务要求。此模式下,不仅加深课本的理论知识点的记忆和理解,还能对课本知识点进行整合和延伸应用。
3. 项目导向型
项目导向教学法以项目为主线、教师为引导、学生为主体。项目导向教学法通过“项目”的形式进行教学,使学生在解决问题中习惯于一个完整的方式,所设置的“项目”包含多门课程的知识[9]。在此教学模式下,交通调查实践主要在教师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己分析处理,如某拥堵路段交通现状调查,该拥堵路段可能包含了多个交叉口和路段。问题的提出、问题的剖析、相关资料的收集、调查任务的确定、调查方案的设计、项目的实施、项目分析及最终的评价和改善,都由学生自己负责。学生通过该项目了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。
(三)交通调查实践教学现状存在的问题
作者在交通调查实践教学过程中,运用任务导向法和项目导向法教学都获得了一定的成效,但是也存在一定的不足。任务导向法由教师设计任务,学生被动接收任务。虽然能让学生受任务驱动而主动学习交通调查方法和经验,但主要为加深课程理论知识的记忆与理解,任务与任务之间的联系不紧密,没有面向实际交通问题来进行分析解决,调查成果资料也不能进一步深入分析和评价,未能从培养学生的工程实践能力和创新意识出发进行拓展。项目导向法由教师提出问题,学生主动分析问题和解决问题,可使学生得到一定的理论应用和工程训练。但项目教学法没有很好地契合本课程的专业基础定位,仅从该课程的教学内容列举案例,学生对教学内容的认识具有片面性和局限性。该方法忽视了本课程与专业课程之间的紧密联系,使学生不能建立起对专业知识体系的整体观念,不能很大程度上提高学生的自主学习能力和工程实践与创新能力。鉴于此,作者契合本课程定位,探索整体项目驱动下的交通调查实践教学模式,开拓进一步提高教学效果、引导学生主动深度学习的新思路。
二、整体项目驱动下的交通调查实践教学
(一)总体思路
整体项目模式是以一个综合实践项目为基础, 让学生获得整体项目的工程经验, 然后将工程经验贯穿到本课程以及所涉及的本专业其他课程内容中。整体项目模式主要目的就是让学生在工程实践中感觉到本专业课程理论知识的缺乏,从而促使学生去主动深度学习本课程、本专业其他课程以及相关课外专业知识。由于整体项目实践的广泛性和学科的交叉性, 该模式会让学生主动重视自身理论知识体系的构建,对现有教学大纲覆盖面进行有益的补充[10]。
整体项目驱动下的交通调查实践教学模式最典型的特征是根据课程定位,将交通调查实践教学与后续相关专业课程、课程设计或专业课外实践完全联系起来,而不是单纯地为交通调查与分析这一门课程而设计,注重的是知识传授向更加重视能力和素质培养方向的转变。
(二)教学目标
整体项目驱动下交通调查实践的教学目标不再是侧重于交通调查与分析课程中的理论调查方法和数据资料整理方法的验证分析,不再让学生停留在对理论知识联系实际的“记忆、理解和简单应用”的低阶思维层面;而是侧重于面向综合复杂问题的分析解决,分为“提出问题、描述问题、明确任务、制定综合调查方案、现场调查、数据综合分析、问题诊断和改善建议”八个环节并构成有机整体,将“分析、评价和创造”高阶思维的发展作为实践教学目标的一条暗线伴随实践教学的始终,引导学生深度学习,为提升学生实践能力和创新能力提供了很大的空间。
(三)教学方案
结合具体整体项目——某综合枢纽及周边交通影响区域交通现状调查实践项目,阐述教学方案设计过程,如图2所示。
1. 整体项目选题
根据教学目标和本课程定位,整体项目选题应结合专业培养目标并尽量来源于实际,选择专业综合性较强的项目,能涵盖本专业多个相关专业课程的专业知识,并能掌握本专业相关专业技能,开拓学生的专业视野,提高工程实践能力。
如图2所示,某综合枢纽及周边交通影响区域交通现状调查实践项目涉及到交通管理与控制、停车规划与设计、交通仿真、交通规划、道路通行能力分析、交通影响分析、交通流理论、港站枢纽规划与设计、交通设施设计、公共交通等专业课程和相关知识,以及交通工程CAD、SPSS、VISSIM、Excel统计分析等专业技能。通过该整体项目的调查实践,可对本专业的知识建构和课程体系有直观的认识。
2. 整体项目分解
整体项目选题确定后,在教师引导下,学生需要主动学习并查阅相关资料进行问题剖析,确定项目的调查范围,理清项目内容并将项目合理分解成子项目,以实现分工协作。如图2所示,整体项目的分解项目涉及到综合枢纽站及周边道路基础信息调查、综合枢纽站交通组织调查、综合枢纽站客流及换乘组织调查、综合枢纽站停车组织调查等方面。
3. 面向任务设计
整体项目分解成子项目后,在教师引导和学生主动深度学习下,学生可以开始针对各子项目设计具体的任务。
子项目中,综合枢纽站及周边道路基础信息调查可包括两个方面,一是综合枢纽站功能布局调查,包括综合枢纽站进出口位置以及枢纽站中铁路、地铁、公交、出租、社会车辆、步行等各交通方式的功能区域划分、位置与规模等,并绘制整体功能布局CAD图;二是道路网络基础信息调查,包括综合枢纽站内部道路网络,内外衔接道路网,以及外围交通影响区域道路網络调查等。
子项目中,综合枢纽站交通组织调查主要包括综合枢纽站交通组织、外围影响区域交通组织。综合枢纽站交通组织调查包括枢纽站内和枢纽出入口衔接的人流、车流的交通组织方案及交通冲突等。外围影响区域交通组织包括周边影响交叉口交通调查和影响路段交通调查,获得主要影响道路交叉口和路段现状交通情况。
子项目中,综合枢纽客流换乘组织调查包括高峰时期综合枢纽各交通方式换乘客流调查,获得综合枢纽的总发生和吸引量,以及各交通方式的客流分布量等。
子项目中,综合枢纽停车组织调查包括综合枢纽中社会停车场,对其现场基础信息进行调查,绘制现场CAD图,并进行停车高峰时期车辆实时停放特征调查。
4. 面向方法设计
确定任务以后,学生就可以根据本课程所学的调查方法和调查原理,以及掌握的调查设备仪器,对每个调查任务进行合适的调查方法设计。比如对于交叉口调查,需要进行各交叉口交通量调查、通行能力调查、延误调查;进行各路段交通量调查、地点车速调查和区间车速调查、密度调查、通行能力调查、延误调查。课堂理论教学中学习的是各参数的具体调查方法这种零散知识点,在面向方法设计中需要根据任务和项目需求整合学习的知识内容,结合真实调查情境灵活运用,确定调查方法的选择和使用条件。比如一个调查方法可以同时获得多个交通参数,也可能一个交通参数需要多个调查方法来达到精度要求。
(四)组织实施
整体项目是一个大工程,良好的项目组织实施方案是保障。
1. 教师发布整体项目题目和基本完成要求,题目的侧重点和难易程度可以不同。学生自行组织项目团队,并根据团队意愿和实力挑战相应的题目和完成程度。
2. 成立学生项目负责人、子项目负责人、分任务执行小组长三级管理模式,在实施过程中动态管理、整体协调,分工合作。在实施中应平衡每位项目成员的参与程度,应注重提高大部分学生的项目实践能力。
3. 成立由任课教师与项目关联专业课程的任课教师组成的项目指导组,在实施过程中动态管理、持续评价、及时反馈。在实施中教师持续评价和及时反馈是引导学生深度反思自己的学习状况并及时调整学习策略、实现深度学习的有效途径。
(五)考核评价
整体项目驱动下的考核评价主要分以下几个部分:
1. 教师根据项目组的项目复杂度及项目完成度对项目组进行整体评价。主要依据动态管理过程中的表现,完成的调研报告的内容详实程度、分析深度和计算的正确性,以及实践完成后项目组的汇报答辩情况。
2. 学生项目负责人根据项目组每位学生在项目中的贡献度进行个体评价。主要依据每位同学在项目实施中任务的表现和完成程度,调研报告的任务完成度和难易程度等。
3. 结合教师指导组的整体评价和学生项目组的个体评价给出考核评价结果。
三、机制保障
整体项目驱动下的实践教学对学生有很大的主动学习压力,对指导教师也存在着较大的挑战,如何顺利完成教学任务也需要一定机制上的保障。
(一)完善安全管理和安全教育机制
由于专业性质,交通调查实践的对象主要为道路交通流及其现象,实践环境复杂,车流人流中存在诸多不确定因素,对人员和设备安全造成较大威胁。因此学校政策层面上完善的安全管理责任制度、教师贯穿教学全过程并融合到教学内容的安全教育培训,以及学院对相应安全设施和人身财产安全保险购置的经费支持,都尤为重要。
(二)建立有丰富项目实践经验的师资团队
整体项目是一个大工程,有丰富项目实践经验的教师能够很好地将实践和理论联系起来,引导学生更好地实践。因此,教师应该响应学校的工程化实践制度,走入社会,积累经验,将实践经验贯穿到教学内容中,改进教学内容和教学方法。同时,可引进有大量实践经验的企业导师参与到项目指导实践教学中。
(三)建立良好的校企合作关系
整体项目模式下想要真正提升学生工程实践能力,还需与企业建立良好的校企合作关系。一方面可以直接深入企业实践项目,另一方面整体项目模式下的项目组织实施需要相关企业的支持。
四、结束语
基于整体项目驱动下的实践教学研究是一种全新的探索,作者积极努力地探索并实践着。在近两年的交通工程专业和交通运输专业近500学生的交通调查教学实践中表明,相比于之前实践的任务导向法和项目导向法,本文提出的整体项目驱动下的交通调查实践教学方法能更好的开拓学生的高阶思维、调动学生主动学习本课程和本专业相关课程知识的积极性,构建自己的专业知识体系。同时,通过整体项目的形式进行教学,使学生在解决问题中习惯于一个完整的思维,为后续的专业实践和学科竞赛等奠定了基础,大大提升了学生主动学习能力和工程实践能力。
参考文献:
[1]林健.构建工程实践教育体系培养造就卓越工程师[J].中国高等教育,2012,13(14):15-17.
[2]董晶.新工科背景下高校人才培养模式探索[J].高等建筑教育,2018,27(6):8-11.
[3]姚荣涵,周红媚,赵胜川.强化交通调查的交通流理论与仿真教学研究[J].大学教育,2019(03):50-52.
[4]孙海浩,吴娇蓉,毋妙丽.交通工程学科实验教学体系研究[J].实验室研究与探索,2012(2):151-153.
[5]梁化民.“交通调查”实验教学组织探索与实践[J].实验技术与管理,2017,34(04):167-170.
[6]况爱武,黄中祥,龙科军.对交通调查實习教学的思考[J].陕西教育:高教,2010(6):32-33.
[7]师桂兰,张丽岩,朱从坤.“交通调查与分析”实验教学方法研究[J].中国电力教育,2010(28):144-146.
[8]张谨帆.交通调查与分析课程教学方法研究[J].亚太教育,2015(36):89-90.
[9]秦放,何丹丹,曾维佳.案例驱动与项目导向结合的软件工程课程教学模式[J].计算机教育,2013(9):87-90.
[10]王新年,王江晴.整体项目模式下软件工程专业系列课程教学研究[J].计算机教育,2013(02):83-87.