程建梅,章超
(四川警察学院 四川泸州 646000)
“道路交通控制”课技术性和综合性较强,对实践环节要求较高。根据以往的教学经验,学生在学习了相关的理论知识后,因缺少自主学习及课堂讨论环节,对知识的掌握仍不够透彻。例如,饱和流率是信号配时的关键参数,但其设置问题一直是个难题。学生往往会首选人工调查法来确定这个参数,而在实际调查过程中可能会存在车辆排队长度较短、无法获取有效的饱和车头时距的情况,对于此类问题应该如何处理,学生并不知晓。此外,交通控制的新理念、新成果层出不穷,在课程学习过程中,许多内容和知识点都需要查阅文献资料进行拓展补充。
随着“互联网+教育”的高速发展,在公安院校应用型人才转型背景下,公安教育更加重视学生综合素质与专业技能的培养,传统的课堂教学模式已经无法满足公安院校的人才培养要求。将信息化教学资源与传统的课堂相结合,构建智慧课堂对于“道路交通控制”课程教学具有重要的现实意义。“翻转课堂”和“对分课堂”的提出,为“道路交通控制”教学改革提供了新的思路。对于不同的教学内容、不同层次的学生,如何充分发挥两种教学模式各自的优势,将其融合到课堂教学,实现“学生学习+教师讲授+讨论答疑”的“翻转+对分”课堂混合式教学模式,是构建“道路交通控制”教学改革的难点。从教学内容的选择、教学体系的构建、课时安排等五个方面探索混合式教学模式的可行性,分析该课程采用混合式教学应当具备的条件,有助于推动改革。
就目前公安院校相关研究成果来看,“翻转课堂”和“对分课堂”应用与研究热度不减。在中国知网中(截止2020 年3 月)以“翻转课堂”并含“公安院校”为主题,共检索到34 篇期刊论文,其中2017—2020年共有23篇,涉及有警务英语、公安实战、刑事诉讼法等内容;以“对分课堂”并含“公安院校”为主题,共检索到3篇期刊论文;以“翻转课堂”并含“对分课堂”为主题,共检索到109篇,其中涉及到公安院校的仅1篇,研究的主题是公安院校网络课程建设问题。将这两种教学模式应用到”道路交通控制”教学中的文献的检索结果为零。以“翻转课堂”和“对分课堂”相结合的互补式教学模式为出发点,探究“道路交通控制”教学模式的相关研究有着一定的新颖性和前瞻性。
“翻转课堂”(FCM)理念来源于美国科罗拉多州伍德兰帕克高中的两位老师,该模式要求学生在课前通过对相关的网络资源及已录制好的微课或视频的学习,完成重难点的自主学习,而课堂上进行讨论、师生互动答疑、完成作业,强调先学后讨论答疑,是“学生学习+讨论答疑”的自主学习模式[1][2]。翻转课堂的问世,对我国的教育行业有着很大的冲击,结合国情、学情、学科特点及课程特点,很多地方开始尝试翻转课堂教学模式,并且以翻转课堂为对象,从不同的视角进行学术研究,形成了大量的研究成果。具体成果涵盖以下5个方面:翻转课堂基础性研究(历史起源、演变历程及现状介绍)、翻转课程的应用性研究(教学模式探索和课堂实操)、翻转课堂的技术研究、翻转课堂的教学设计研究、翻转课堂的评价研究(教学效果)[3]。翻转课堂为了实现高质量的讨论和师生互动,取得良好的学习效果,需要教师教学准备充分,学生课前也需要有大量的时间自学。
“对分课堂”(PAD)是本土原创新型教学模式,由复旦大学心理学系张学新教授于2014 年提出,理念深刻、简明易用。它的核心理念是将课堂时间进行对分,教师利用一半课堂时间进行讲授,学生利用另一半时间进行讨论,鼓励学生自主学习,强调先教后学,是“教师讲授+学生讨论”的交互式学习模式[4][5]。“对分课堂”特点是拒绝预习,注重课后复习,极大地减轻了学生的学习压力。2014 年对分课堂在复旦大学本科课程上初试成功,一经推广,就受到广泛认可。在六年时间内风行全国,在数百所高校的上千门课程中得到实施应用,涵盖了法学、工学、文学、哲学、经济学等全学科,被誉为当前唯一具有中国特色的本土化新兴课堂教学模式,并列入教育部教师培训项目[6][7]。
“翻转课堂”和“对分课堂”教学均强调学生自主学习,差异在于“翻转课堂”省去了教师课堂授课环节,改在课前线上自主学习微课或视频,课堂上主要是进行互动讨论和答疑。“对分课堂”省去课前预习环节,教师在课堂上讲授基本知识,学生在课后进行思考,下一次课再进行分组讨论、答疑。二者各有优劣。教学中既要避免给学生造成额外负担,又要对专业知识内容分析透彻,还要训练学生的实践操作能力,不能单一地采用某一种教学方法,尝试将两者相互融合、取长补短,形成混合式的教学模式是一种有效的解决方式[8][9]。教师在选择过程中要灵活,且注重多种模式的交叉融合,从而增加师生双边的互动,提高课堂教学效率。
“道路交通控制”课程是公安院校交通管理工程专业本科阶段的一门必修的专业课,四川警察学院人才培养方案将该门课程设置为48学时,其中讲授部分32学时,实验部分16学时。通过该门课程的学习,应使学生全面了解并掌握交通控制的基本理论和方法,培养学生调研实践和创新的能力,培养发现问题、分析问题和解决问题的综合能力。笔者根据多年的教学经验和观察,总结出了四川警察学院“道路交通控制”课程教学存在以下几个方面的问题:
在教材方面,目前专业教材主要采用的是“十一五”国家规划教材(2011 年编写)、全国公安高等教育本科规划教材(2015 年编写)两种,基本内容包括绪论、交叉口优先规则控制、交通信号控制基础、单点信号控制、干线及区域信号协调控制、交通控制的评价指标六大部分。教材的内容更多是借鉴国外的,理论性较强、内容陈旧、缺乏实战案例,且道路交通控制相关的新标准、规范在教材中并未体现。教材长期不变,无法紧跟学科前沿,与现实生活和科技发展脱节,对学生缺乏吸引力。
“道路交通控制”课程教学包括课堂讲授和实验教学两个环节。在课堂讲授环节中,虽然尝试了多次教学方法改革,采用了案例教学的探索,但课堂教学仍以教师为主体,偏重教材知识的讲授,缺乏对学生自主学习、独立思考、实践创新等综合素质与专业技能的培养。实验教学环节主要以学生为主体,以小组为单位自主设计交通调查方案、实施交通调查、数据调查与分析、信号机配时参数设置、制作课程设计及PPT成果展示汇报,教师全程参与指导。
“道路交通控制”课程主要采用PPT的方式进行教学,网上MOOC、微课等教学视频共享资源利用较少,雨课堂、云课堂等教学工具基本上没有使用。课堂教学资源主要通过QQ、微信网络平台推送给学生。公安院校明令禁止学生课堂上使用手机,且固定桌椅,这限制了学生的小组互动、讨论,学生缺乏现场情境感受,不利于批判性思维和国际视野培养。具有特殊和智慧性教学环境应该是手机互动教室、网络互动教室、远程互动教室、灵活多变研讨教室等的综合体。
“道路交通控制”课程评价主要采用教师对学生学习进行评价的综合性考核模式,包括平时考核,形成性考核,终结性考试。平时考核主要包括课堂出勤情况、课堂表现等;形成性考核主要包括作业、实验实训完成情况及学术文献阅读能力;终结性考试即期末试卷考试环节。虽然这种形成性考核方案转变了传统课程中教师单一的评价模式,但对学生学习过程和阶段性结果评价还不够全面,且未实现师生双向反馈,仅有教师对学生学习进行评价,而缺乏学生对教师的问题设计、实施过程的反馈建议。
为了保障教学实施过程顺利,需要精心挑选进行“翻转+对分”课堂的授课内容,合理布置课前学习、课堂讨论、课后复习消化的知识体系及学习时长,让学生在较短的时间内完成课下学习任务。公安院校交通管理工程专业学生学习任务较重,“道路交通控制”一般在大三下学期(第六学期)开设,该学期共开设专业课程6门,若该门课程布置任务太多,占用时间太长,学生压力太大,反而会适得其反,造成学生逆反心理,难以进行有效的学习。在混合式教学模式探索初期,教学理念还不够成熟,不宜选择太多内容进行新教学方式尝试,可以先选用部分章节或者重点内容采用“翻转+对分”课堂进行教学体验,然后通过策划、实施、检查到反馈的循环过程,形成成熟的新课程模式培养机制,最后再进行推广。
考虑到公安交通管理控制的实际情况和交通管理工程专业的学科前沿发展,应对公安院校“道路交通控制”教材进行重新编写,新编教材内容除了包含基本的理论知识体系外,还应包含信号控制行业新技术、新方法的应用,以及公安交管实战典型案例分析。事实上,目前四川警察学院道路交通控制课题组教材的编写工作正在进行中。结合本门课程总体安排特点,在理论教学部分32学时中,先设置1/3的课时进行“翻转+对分”课堂尝试,剩下2/3的课时采用传统教学模式及教师课堂提升,并将“翻转+对分”课堂的PPT课件或学习材料上传到“网络课程中心”,作为课堂改革过程材料。教改试点内容可以从交通信号控制基础、单点信号控制、干线及区域信号协调控制、交通控制的评价指标这四章重要的知识点里选择,如饱和流率的测算、信号相位方案设计、单点信号配时方法、定时干线协调控制、交叉口服务水平等。
由于公安院校的特殊性质,能够从基层获取公安交通管控相关的案例数据及视频数据,为教学提供特有的教学资源。教师应根据不同的教学内容、不同层次的学生,发挥“对分课堂”和“翻转课堂”的优势,构建基于“翻转课堂”和“对分课堂”的混合式教学模式。“对分+翻转”课堂教学建设包括四大模块[10]:自主学习任务单、配套学习资源、智慧课堂、师生互评。各模块之间的联系如图1所示。本文以饱和流率教学为例,详细介绍这四大模块。
图1 混合式课堂教学流程
1.设计问题导向的自主学习任务单。在任务单设计的过程中,教师需要考虑让学生自主学习解决的问题,应与学习资源包及课堂教学设计相衔接。比如饱和流率学习任务单设计,需要学生解决三个问题:饱和流量的测算方法类型、不同方法的适用条件、实地观测法存在的问题。为了增强课堂教学的针对性,教师通过收集学生自主学习信息,掌握不同基础学生的学习状况,并对课堂教学进度、难度进行调整,更好地因材施教。
2.提供完成任务单的学习资源包。课前教师通过QQ、微信、钉钉等网络平台发布教学视频(自己制作或网络共享课程)和教学参考文献等非涉密性文件,支持学生完成自主学习与探索。比如饱和流率的学习资源包包括国家标准、规范,MOOC(慕课)上北京交通大学、东南大学优质教学网络视频等。除此之外,对于一些公安内部专用资源,如交通数据、交通案例等,要做好保密工作,仅限于课程教学现场展示环节使用。
3.构建智慧课堂。课堂上先由教师讲授重点与难点内容,然后学生进行独立学习,最后由学生分组完成消化吸收与评价。比如在饱和流率的学习课堂教学设计中,为了给学生提供更多的独立学习的时间,可设计采用隔堂对分模式。第一节课先由教师带领学生将上一次课的重点进行回顾和复习;然后由教师采用案例教学法、启发式教学法等传统的讲授法,介绍饱和流率的基本概念、测算方法,以及每种方法的适用条件等,帮助课前没有学好的学生强化理解;第一节剩余时间由学生独立的开展学习,通过自身努力对基本知识点有一个了解。第二节前半段根据学生课前自主探索学习的状况、课堂学习情况,分析饱和流率实测中存在的问题,引出本节课讨论的重点;由学生分组自由交流与讨论、相互学习、解决问题,教师或实战教官针对各小组存在的无法解决的问题,展开个性化指导,因材施教;第二节后半段检查小组协作学习情况,并对学生仍然存在的疑问进行解答,完成知识内化吸收。
4.师生互评模式。课后学生完成考核与总结。在课堂教学基础上,精选与课堂相关的不同类型的交叉口,课后由学生个人或者分组查阅资料,对交叉口饱和流率实施调查分析,并将结果上传至网络平台,从而培养学生的动手操作能力。在网络平台上由教师及实战教官共同考核和评价,同时学生还需要对教师的问题设计、实施过程进行反馈。
“道路交通控制”课程的主体内容有六个部分,而总课时仅有48学时,其中讲授环节32学时,实践教学环节16学时。若采用传统的以教师为中心的教学模式,很难在32学时内将六大主体部分知识分析透彻,课时就比较紧张。若将“翻转课堂”和“对分课堂”元素融入教学环节,学生自主学习、教师讲授、学生讨论等环节的课时安排比较难把控和平衡,需要在实施过程中不断的调整完善。在混合式课堂教学中,分组讨论环节显得尤为重要,建议6~8人组成一个学习小组,且学生分组需要由尖子生、中等生、学困生组成,设定组长1名[6]。在讨论主题选择上由各组在一定的范围内自主选择,讨论主题要有较强的发散性,这样可以使每个人的意愿都能得到充分的表达,并保证观点的多样性。讨论过程可以帮助学生解决低层次问题,凝练高层次问题,增强学生对所学知识的理解。与讲述法的被动学习不同,混合式课堂教学需要每个人的全程主动参与,无法滥竽充数、浑水摸鱼。
公安院校学生不同于其它地方院校学生,公安院校学生有严格的纪律要求,严禁旷课,课堂上基本不存在缺勤现象。但学生毕业招警统考并没有交通管控的相关内容,会直接影响学生学习该门课程的积极性。“翻转+对分”课堂混合式教学模式实施的关键,是要提高学生的学习主动性,抓住学生的心理特征,可以参考台湾大学叶丙成《几率》的教学方法,在课程学习中加入游戏积分环节,激励学生自主学习。课堂节奏、课堂引导环节很重要,在课堂教学中引入更多需要实际操控的案例,将理论知识讲解与实际案例相融合。采用双师型教学模式,由实战教官给学生分享实战应用案例,激发学生的学习兴趣。
本门课程改革设置之初仅选择教学大纲中的部分内容尝试采用“翻转+对分”的混合式课堂教学模式,再结合学生学习的实际情况,逐步转化教学方式。在整个过程中,要以激发学生的学习动力和专业兴趣为目标,不断的对混合式教学课堂的应用方式做一些调整,在考核中应对这种教学过程的评价进行体现,逐步完善考核方式,形成多元形成性考核评价体系。第一,基于阶段教学目标的学习过程评价,考核课堂考勤、课前自主学习、课中学习态度、课后作业及拓展学习情况;第二,实践能力考核,主要考核学术文献阅读、综述撰写及课堂讲解,增加小论文、汇报答辩、课程设计等评价方式,科学“增负”;第三,期末考试,增强学生刻苦学习的成就感。
四川警察学院“道路交通控制”课程自2017年对2014级交通管理工程专业学生首次进行实践能力考核以来,经过3年的不断探索,实践能力考核体系已逐步完善。目前,该门课程对学生文献阅读、综述,课程设计及汇报答辩环节的考核已形成了比较成熟的考核方式。其它考核方式还需要在课程考核过程中不断调整和完善。
混合式课堂教学对教师自身要求比较高,故应加大对任课教师的培训力度。组织教师参加关于“翻转课堂”和“对分课堂”的教学培训,将“走出去”与“请进来”培训模式相结合,且培训要有系统性、持续性,通过培训有效提升任课教师的教学设计和实施能力。
课程建设需要团队的力量,构建一支高质量的教学团队是课程建设的关键。不管是教学内容的优化更新,教学案例库的建设,教学方法手段的研究,还是教材的筛选、编写和完善,都需要团队长时间的积累。
混合式的教学模式中增加了学生分组讨论互动环节,而传统联排固定桌椅设计不利于讨论的开展,教室的桌椅最好能够移动。在指定时间范围内,课堂上允许学生通过手机、iPad、电脑等移动式工具辅助学习。
总之,在“道路交通控制”混合式课堂教学改革初期,学生的学习热情可能比较高涨,但随着次数的增多,学生可能会产生反感抵触、消极厌学、课堂讨论环节发言不积极等心理问题,这些都是在改革实践过程中需要考虑的问题。教师必须要明确无论是翻转课堂、对分课堂还是传统教学方式,它们都是为了培养公安院校应用型人才目标服务,必须要依据课程特点、学生个体差异,选择灵活多变的教学形式。