“教学研练战一体化”体验式教学模式应用探究

［摘 要］ 创新能力是新时代公安交管工作的核心之要。为提高公安交通管理工程专业学生的创新能力，有效构建交通仿真体验式实践教学体系，首先，对交通仿真现行教学模式与课程独特性之间的矛盾进行分析。其次，以“教学研练战一体化”为纲领，提出结合布鲁姆理论的理论内容“教”法、基于建构主义理论的知识串联“学”法、源于学生深层内核的创新能力“研”法、融合OBE理论的典型例题“练”法以及贯彻PBL理念的实际案例“战”法。最后，将体验式教学理念精神融入“教学研练战一体化”教学应用中，激发学生以问题为导向的求实创新精神，提升学生的自主学习能力。教学实践与应用成果表明，体验式实践教学体系融合“教学研练战一体化”的体验式教学模式有效提升了交通仿真实验教学效果，切实提高了交通管理工程专业本科生的技术水平与实战能力。

［关 键 词］ 体验式教学；实践教学；交通仿真；交通分析

［中图分类号］ G642 ［文献标志码］ A ［文章编号］ 2096-0603（2024）21-0０25-04

创新是推动人类社会向前发展的重要力量。创新已经成为世界主要国家发展战略的重心所在，在激烈的国际竞争中，唯有创新才能进步，唯有创新才能发展，唯有创新才能强盛。实施创新驱动发展战略，推动以科技创新为核心的全面创新，让创新成为推动发展的第一动力，是适应和引领我国经济发展新常态的现实需要。[1]青年是国家的未来，培养青年的创新精神和创新能力是全面提高国家综合创新竞争力的核心之要。“创新精神是一个民族的灵魂，培养学生的创新精神是推行素质教育的关键之举。”《中共中央 国务院关于深化教育改革 全面推进素质教育的决定》中特别强调，高等教育要重视培养大学生的创新能力、实践能力和创新精神，非常明确地突出了大学生创新能力培养在全面提高大学生素质中的重要地位。[2]其中，实验教学就是高等学校实现素质教育和创新人才培养这一中心工作不可缺少的重要组成部分，它在培养学生的动手能力、科研能力和创新能力方面具有理论教学不可替代的作用。[3]现代实验教学旨在培养学生“在动手中成长，在理论中求证”，进而有效提升其创新能力。

一、构建体验式教学模式的必要性

交通管理工程专业教育需要探索一种高效的教学途径，一种既能培养学生实战能力，又能培养学生创新精神的现代教育模式。[4]通过十多年的教学实践，交通管理学院对“交通虚拟仿真技术实验教学应用研究”的目的有了更深的理解。为了提升本科生分析问题和解决问题的能力，交通管理学院在2013培养方案中开设了一门以实验教学为主的课程——交通工具软件训练，2021培养方案修订为交通分析软件应用。“交通虚拟仿真技术实验教学应用研究”教学研究项目为该课程教学提供了实验内容和实验方法。

体验式教学模式可以通过实践操作和互动参与，在教学中充分调动学生的主观能动性，激发学生的学习兴趣。[5]学生可积极参与课程教学过程，主动探索专业知识的应用场景，激发其对专业技能的学习热情，培养其对专业知识的学习兴趣，在实践教学与实际应用中获得更加全面和深入的学习经验，提升学习能力和实战能力，为公安交通管理实战应用打下坚实的基础。

交通仿真软件实验教学通过将交通虚拟仿真技术与实践教学相融合，突破原有教学方法之界限，打破以教师为中心、学生被动接受知识的传统教学模式，重构交通仿真软件课程教学体系，减少重复性和验证性实验，切实加强设计性实验教学手段，及时提出有启发性的互动讨论，以加深学生对相关专业知识的自主式理解，有效激发学生的创新思维。基于此教学目标，交通管理学院在实验教学中不断研究探索，建立虚拟仿真实验教学模式，为学生进行自主式学习与实践创造有利条件，有效地提升了学生的综合创新能力。

二、“教学研练战一体化”体验式教学模式

“教学研练战一体化”体验式教学模式注重学生在学习过程中的实践和体验，打破通常以教师为中心、学生被动接受知识的传统教学模式，使学生在学习过程中占据主体地位，教师在教学过程中起到牵引作用。[6]教师在教学体系中负责设计及布置课堂实验实训任务，教授相关理论知识要点，解答学生在教学中遇到的疑难问题，并对整个实验实训过程实施有效监督，讲解实验实训问题并对重点内容予以演示验证。学生则在实验实训过程中巩固专业理论知识，积累实战经验，提升专业软件操作能力。教学体系将软件理论与专业知识融合，将教学练习与公安实战应用相结合，可以培养学生学习的主动性，提升学生实战的能力和水平。

（一）“教”——理论学习与案例分享

结合布鲁姆的认知领域教育目标分类理论，可以对公安交通管理工程的理论学习阶段进行更为详细的内容扩充。布鲁姆的认知领域教育目标分类理论强调知识理解的层次性和认知过程的逐步深化。在理论学习阶段，这一理论的应用有助于引导学生从浅层次的知识记忆向深层次的理解和应用发展。

在公安交通管理工程的理论学习阶段，首先，通过课堂上的理论知识讲解，向学生介绍交通仿真的基本概念、原理和方法。这一阶段的教学目标主要是使学生对交通仿真有初步的认识，对应布鲁姆认知领域教育目标分类理论中的“知道”层次。

其次，结合实际路口案例，教师向学生展示如何使用交通仿真软件进行训练，包括参数设置和参数标定等具体操作过程。通过案例教学，学生不仅能够看到理论知识的实际应用，还能在教师的引导下进行思考和讨论，从而加深对交通仿真软件原理和方法的理解。这一阶段的教学目标对应布鲁姆认知领域教育目标分类理论中的“理解”层次。

再次，为了进一步提升学生的认知水平，教师可以引入专业交通分析软件PTV Vistro和交通仿真软件PTV Vissim的对比教学。通过比较软件的数据分析形式，引导学生思考它们各自的优势和适用场景，培养学生的分析能力和批判性思维。这一阶段的教学目标对应布鲁姆认知领域教育目标分类理论中的“应用”和“分析”层次。

最后，结合交通软件仿真领域的最新研究进展和应用案例，教师可以引导学生进行相关文献的研究和探讨。通过阅读文献了解最新技术动态和研究方向，学生能够进一步明确自己的学习目标和兴趣点，为后续的实践操作和深入研究打下基础。这一阶段的教学目标对应布鲁姆认知领域教育目标分类理论中的“综合”和“评价”层次。

综上所述，在公安交通管理的理论学习阶段，通过结合布鲁姆的认知领域教育目标分类理论，可以设计出更加符合学生认知规律的教学内容，引导学生从浅入深、由表及里地掌握交通仿真软件的知识和技能。如上课时通常结合往年的优秀毕业设计或实验报告，向学生讲解如何使用软件调整仿真的各个参数，理解现状分析与仿真的目的以及具体对哪些参数进行标定。此外，还可以结合交通仿真软件领域的最新研究成果和应用案例，引导学生对相关文献进行研究，使学生进一步明确学习重点。

（二）“学”——专业知识复习串联

在深入探索交通仿真软件的学习过程中，建构主义理论为教学设计提供了重要的指导框架。建构主义强调知识体系应由学习者主动搭建，而并非被动接受。因此，在整合相关教材、学习资料和网络资源的基础上，学生被置于中心地位，鼓励他们通过自主学习来掌握交通仿真软件的基本理论和操作技巧。这种自主学习并非孤立进行，而是在教师的引导和同伴的协作下，通过与已有知识的联系和新知识的应用，逐步构建起对交通仿真软件的全面理解。

为了进一步提升学生的专业知识素养和实际操作能力，教学安排将交通仿真软件的学习与交通管理工程专业的其他核心课程紧密结合。此外，交通工程CAD和交通管理系统工程等课程也为交通仿真提供了必要的技术支持和分析视角。在这一过程中，学生不仅加深了对各门课程知识的理解，还提升了将理论知识应用于实际问题的能力。

同时，对道路交通安全法和交通领域国家标准的深入学习，确保学生的交通仿真实践始终在法律和标准的规范下进行，培养了学生的法治意识和标准习惯。这种跨课程的融合学习，不仅提高了学生的综合应用能力，还使他们能够更好地理解交通仿真在交通管理工程中的实际价值和意义。

综上所述，基于建构主义理论的交通仿真软件学习与应用研究，通过自主学习、跨课程融合和实践应用等环节的有机结合，有效提升了学生的专业知识素养、软件操作能力和综合应用能力，为培养适应现代交通管理需求的复合型人才提供了有力支持。学生通过对相关教材、学习资料和网络资源的自主性学习，掌握了交通仿真软件的基本理论和操作技巧。在学习阶段，结合交通管理工程专业的专业课、道路交通安全法以及相关国家标准等，将学生对交叉口交通组织优化所需专业内容进行串联与深入研究，进一步帮助学生理解交通专业知识，提升了他们的实战能力。

（三）“研”——创新能力综合提升

在交通仿真实验课程教学过程中，科研对实战理论的深化与提升具有重要意义。为满足实战需求，科研应作为教学主线，并注重提升学生的警务战术技能水平。从过去的教学经验中可以发现，学生在应对实战情境时，警务执法的快速反应能力、克敌制胜技术以及处置突发事件的应变能力等方面存在不足。因此，有必要调整教学内容和方式，加强实战训练，以提升学生的综合素质。

交通仿真实验课程应注重科研与教学的结合，并强调科研成果对教育训练改革发展的推动作用。同时，要提高科研的针对性、实用性和服务水平，解决实战中存在的问题，为公安工作和队伍建设提供科学支持。在培养学生综合素质和综合技能方面，除了注重理论知识的传授外，还应通过仿真实验、科研实战项目等多种方式，培养学生的实际操作能力和创新思维能力。

（四）“练”——典型案例实际操作

“教学研练战一体化”教学的核心是“练”与“战”，即在“教”“学”“研”的基础上，通过交通仿真技术提高学生“练”的实效性，增强“教”和“学”的实际教学效果。在软件练习阶段，通过设定不同交通场景（如城市交叉口、城市主干道、高速公路等），结合提供的道路数据、交叉口数据、信号配时数据以及交通流量数据，让学生使用交通仿真软件对不同的交通场景进行建模和分析，或是设置不同优化目标（如干线协调设计、路网组织优化等），以熟悉交通仿真软件的操作流程，并在日常练习后撰写课程实验报告，进一步加深学生对优化流程的理解。在练习过程中，采用将典型场景或优化案例设置为练习题目的形式，使用交通仿真软件进行仿真和优化，学生在相互学习中取长补短，加深对知识的理解，提高设计质量。

基于成果导向教育（Outcome-Based Education，简称OBE）理论的公安交通管理工程教学实践，旨在明确界定学生在学习过程中应达到的预期成果，并以此为导向设计整体教学框架。具体而言，该实践通过设定多样化的交通场景与设计要求，为学生提供了一系列富有挑战性的学习任务。在这些任务中，学生需运用交通仿真软件进行模型构建、数据分析和方案设计，从而在实际操作中深化对理论的理解，并提升解决实际问题的能力。

（五）“战”——典型案例实战应用

“战”是针对现实生活中的交通事例进行理论分析和实际处理能力的考察与提升，为学生日后工作实践培养比较强的竞争力。在实战应用阶段，学生应用所学专业知识和软件技能，对公安实战中遇到的情况进行分析、设计和优化，以解决实际交通问题。具体目标可以是家乡路网中的某一拥挤路口、实习中遇到的实战问题或是公安实战的典型案例。

基于问题导向学习（Problem-Based Learning，简称PBL）理论的公安交通管理实战应用阶段，着重引导学生通过解决真实世界中的交通问题来掌握理论知识和提升实践技能。在这一阶段，学生不再是被动地接受知识，而是成为积极的问题解决者和知识的建构者。具体而言，PBL理论的应用体现在以下几个方面：首先，教师会引入一系列来自公安实战的典型交通问题，这些问题可能涉及交通拥堵、交通事故多发、信号配时不合理等实际情况。学生需要针对这些问题进行深入调查和分析，理解问题的本质及其背后的影响因素。其次，学生需要运用所学的交通管理理论知识，设计出切实可行的解决方案。在这一过程中，学生不仅需要回顾和整合所学知识，还需要进行跨课程的思考和创新。他们可能需要重新组织设计道路布局、优化信号配时、提出交通管理政策建议等。最后，学生需要将设计方案付诸实践，通过模拟仿真或实地实施来验证方案的有效性。这一步骤要求学生具备实验设计和数据分析的能力，以便科学地评估解决方案的效果并进行必要的调整。

三、“教学研练战一体化”体验式教学模式保障

（一）实现了实验教学目标

结合学校人才培养目标，构建体验式实验教学体系，提高学生的自主学习效率与兴趣，使创新的内因作用得到充分发挥。根据确定的实验教学目标，明确课程的教学方法和实验内容，以及与后续课程和毕业论文设计等教学环节之间的关系，培养学生学习的主动性，提升专业知识素养，提升学生的实战应用能力和问题解决能力。

（二）夯实了实验教学内容

在教学实践过程中，笔者逐渐积累了将近600个实际交叉口的数据，每个交叉口都包括交通渠化组织数据、信号配时数据以及交通流量数据。结合城市交通流的特性分析和仿真技术，建立交通虚拟仿真实验教学所需的仿真模型。课程教学过程中，给每位学生分配一个不同的交叉口进行分析评价和仿真，找出交叉口的问题所在并提出解决方案，并对解决方案进行分析评价，以便判断其可行性。通过多次训练，学生的专业知识得到了检验和巩固，解决问题的能力得到了提升。

（三）丰富了实验教学资源

整合现有交通流检测实验室和交通模拟实验室的资源，实现资源共享，为交通虚拟仿真教学的开展提供了更好的物质条件。同时，在教材建设上，编写了交通分析软件应用教学大纲和课程讲义，引入专业交通分析软件PTV Vistro、交通仿真软件PTV Vissim以及交通安全辅助模型SSAM，以构建完备的交通虚拟仿真实验教学体系，改变传统的“理论灌输”教学模式，强化自主式学习模式。

四、“教学研练战一体化”体验式教学模式成果

经过十多年的教学实践，交通分析软件课程的体验式教学模式为交通管理学院的本科生提升专业技术水平作出了一定贡献。最重要的是课程拓展了本科生毕业设计（论文）选题范围，达到了训练学生解决实际问题的能力、提升公安实战技能的目的。具体教学成果包括：一是构建了体验式实验教学体系。通过加强理论知识与实际应用之间的关联，学生可更加深入地理解交通管理工程专业知识。通过实战经验的积累，学生不仅可以充分掌握专业知识，还能基于实战发现自身不足，进而进一步加深对专业知识的认知，从而形成良性循环。

二是体验式实践教学体系提升了本科生教学效果。本科生通过专业软件训练之后，毕业论文（设计）水平明显提升，毕业设计所占比例逐年上升，由原来单纯的公式计算提高到了综合评价，由文字论述为主演化成以“数据”为中心。交通管理学院自2020年以来共10篇毕业论文（设计）获评北京市优秀毕业论文（设计），其中与课程教学相关的毕业设计类占比超过了40%。

五、结语与展望

基于“教学研练战一体化”理念，交通仿真课程经历了全过程的目标优化。理论与实践的深度融合重构了课程的教学内容与方式，课程也实现了教学资源的全面整合与共享，这一改革显著提升了课程的实践性和创新性，形成了“以毕业要求为基础、以解决实战问题为导向、以资源全面共享为目标”的课程特色，并取得了显著的教学成果。然而，课程建设体系仍存在亟待完善之处，后续的教学过程中仍需积极探索教学科研的深度融合，将前沿科研成果转化为教学资源，实现基于OBE和PBL理念的教学模式创新。期望这些举措能为交通仿真课程的教学改革贡献新的力量，并推动相关领域的学术研究和人才培养迈向新的高度。

参考文献：

［1］ 王旭，戴荣健，张汝华.智能交通系统课程混合式项目式教学探索实践［J］.高教学刊，2023，9（24）：103-106.

［2］ 邵祖峰.公安院校交通管理人才培养模式、规格与定位研究［J］.湖北警官学院学报，2017，30（4）：116－122.

［3］ 李文.以岗位能力培养为核心的目标化教学模式研究：以道路交通秩序管理课程为例［J］.北京警察学院学报，2016（2）：103－108.

［4］ 邵祖峰，唐洪，陈亚忠.新建本科交通管理工程专业人才培养模式梳理与创新：以湖北警官学院为例［J］.武汉公安干部学院学报，2019，33（4）：63－68.

［5］ 高波，张莉.道路交通秩序管理实战化教学改革研究［J］.辽宁警察学院学报，2019，21（5）：99－104.

［6］ 邵祖峰.交通管理工程专业“系队共建”模式实践研究［J］.辽宁警察学院学报，2021，23（5）：114－119.

◎编辑 郑晓燕