交通流理論課程研究性教學模式探究

李新剛

摘要：本文基于交通流理論課程教學實踐，從教師與學生角色轉換、教學內容、教學方法和手段幾個方面，詳細闡述研究性教學模式。旨在提高研究生課程教學水平，保證研究生對基礎理論和專業知識的扎實掌握，提高研究生的科研水平和創新能力，增強高校的研究生培養質量。

關鍵詞：交通流理論;研究性教學;創新能力

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）25-0273-02

一、引言

統計數據顯示，2014年我國研究生在校人數達到近180萬人，招生61.1萬人，畢業生51.4萬人。我國研究生教育規模取得了長足的發展，但是研究生培養質量與國際先進水平相比還有較大差距。提高研究生教育水平，是增強高校的科研和創新能力的關鍵要素之一，對國家科技的發展水平具有較大影響。

課程教學是研究生培養中的關鍵環節，抓好研究生課程教學是提高研究生科研和創新能力的切入點[1]。研究生通過課程階段的學習不僅能夠獲取基礎理論和專業知識，而且可以在復雜深入的理論專業知識學習過程中激發學習動機，發揮潛在的高層次思維能力，辯證地、全方位地分析與探索復雜問題。研究性教學是指在教學過程中由教師創設一種類似科學研究的情境和途徑，指導學生在獨立的主動探索、主動思考、主動實踐的研究過程中，吸收并應用知識、分析并解決問題，從而培養學生創造能力和創新精神，提高學生綜合素質的一種教學模式[2]。在研究生課程教學中廣泛采用研究性教學，從而增強研究生主動學習的積極性，培養科研實踐與創新能力，是提升研究生教育水平的一個重要手段。

本文將研究生課程《交通流理論》作為教學實例，以研究性教學模式為主要研究對象，從教師與學生角色轉換、教學內容、教學方法和手段這幾個方面，詳細闡述研究性教學模式。

二、交通流理論課程簡介

交通流理論是運用數學、物理學的原理，以及計算機仿真模型描述交通流特性的一門邊緣學科，是研究交通流隨時間和空間變化規律的模型和方法體系，其目的是為了闡述交通現象形成的原理。交通流理論是解釋交通現象、分析交通問題和提高交通系統效率的研究基礎。

交通流理論這門課程作為交通工程學的基礎理論，廣泛應用于交通規劃、交通控制、道路設施設計等研究領域，因此其對于交通運輸工程相關專業的研究生來說，是一門重要的基礎理論課程。研究生課程的培養目標主要是通過專業基礎課的課堂教學，開發創新思維，提高綜合素質，實現其自身全面協調可持續的科學發展，為其獨立從事科學研究奠定基礎。然而隨著研究生招生數量的逐年遞增，新入學研究生的專業背景存在很大差異，部分研究生缺少交通工程專業本科教育，這就要求在交通流理論課程教學的過程中既要注重研究生創新能力的培養，又要重視基礎理論的講授。在這種新形勢下，必須最大程度地調動研究生學習的主動性，培養其主動學習能力，激發科研興趣。基于此，特別制定了交通流理論課程以專題討論為主的研究性教學模式。

三、研究性教學模式概述

對于專業基礎課程，研究性教學是普遍接受的一種教學模式，然而對于研究性教學的內涵，并沒有一致的解釋。盧德馨[3]認為，研究性教學在于極大地引起學生對學科的興趣，拓寬學生的視野，提高學生的學習積極性，注重知識傳授的同時著力培養探索精神和創造能力。夏錦文[4]認為研究性教學是一種將教師研究性講授與學生研究性學習、課內講授與課外實踐、依靠教材與廣泛閱讀、教師引導與學生自學有機結合并達到完整、和諧、統一的教學。

雖然對研究性教學內涵的解讀不同，但是綜合起來開展研究性教學實踐，必須重視以下幾個問題：（1）教師與學生角色的轉變。教師應從一個知識的傳授者、灌輸者轉變為學生探索知識和發現知識的組織者、指導者、幫助者和促進者。學生應主動探究問題，親身體驗科研的過程。（2）教學內容的轉變。研究性教學課程的載體由特定的教材變成了面向實際問題的教學資料。全部課程劃分為若干專題，教師講授完一個專題之后，組織專題討論，培養學生發現問題、解決問題能力。（3）教學方法的轉變。研究性教學在教學方法的選擇上融合最新的教學理念和教學形式，致力于實現學生的主體地位。創造條件引導學生通過自己的獨立實驗，積極探索科學原理的發現過程，在探究的過程中培養良好的學習方法和研究品質，培養實踐能力、創新精神和創新能力。

四、交通流理論課程研究性教學模式實踐

根據上述研究性教學的內涵以及研究性教學實踐的重點，并結合交通流理論課程自身特點，幾年來在研究生交通流理論課程中不斷實踐，總結出能夠激發研究生科研興趣，培養創新能力的教學模式。

（一）角色轉變

教師由知識傳授者向科研引導者的角色轉換，研究生則從被動的知識接收者逐漸轉變為科學研究的主體。在課堂教學中，教師在講授專業知識的同時，要更多地培養研究生創新思維、思考方式、表達方式等，如對本領域現狀的一些主流學派、學術觀點進行介紹，并就現狀提出若干問題，供研究生去思考、理解和判斷，進而從中找到切入點，而不應該再去大量填鴨式的灌輸知識。對于交通流理論模型，從建模方法上可以劃分為連續流模型，車輛跟馳模型，元胞自動機模型。對于每一類模型都有自身的優點和缺點，在對模型特征闡述的同時，引導學生通過實踐來檢驗模型的優缺點。可以重點闡述每一類模型的缺陷，鼓勵學生面對這些缺陷，改進現有模型，從而激發研究生的研究興趣，培養解決問題的能力。例如可以由基本圖理論和三相交通流理論的爭論出發，列舉兩種理論的基本觀點，以及爭論的焦點。利用爭議性議題激發學生的研究興趣，并鼓勵學生對基本圖理論和三相交通流理論展開深入研究，通過自身實踐，驗證兩種理論的正確性，并組織相關的研討，對議題充分討論。教師在整個過程中提供相關素材，引導學生圍繞議題開展研究，在討論的過程中，可以發表一些建設性的意見。endprint

（二）教學內容

研究性教學流程以課堂講授、專題討論、實踐的順序展開。課程的載體由特定的教材變成了面向實際問題的教學資料。教師首先要對教學材料進行梳理和重新整合。學生用書要盡可能采用理論架構明晰、語言文字清晰、具有學科前瞻性的優質教材。同時要向學生推薦三四本閱讀書籍，以及經典的學術論文，并在課堂講授時，對教材內容有所取舍，通過專題的設計打破原教材的安排，將教材與閱讀書籍的內容進行重新整合。

對于交通流理論這門課程，早期的教材有《Monograph on Traffic Flow Theory》、《交通流理論》。近些年來，隨著交通流理論研究學者的增多，又陸續出版了《基于元胞自動機的交通系統建模與模擬》、《交通流理論與方法》、《現代交通流理論與應用（卷I）：高速公路交通流》。這些教材都可以作為交通流理論課程的參考資料。另外一些代表性的學術論文，都可以用來作為專題討論的材料。根據交通流理論課程章節和重難點安排，對教學任務進行分解，劃分為如下幾個專題：①交通流基本參數;②車輛跟馳模型;③元胞自動機模型;④連續流模型;⑤基本圖理論與三相交通流理論;⑥信號控制交叉口理論;⑦無信號控制交叉口理論。對于每一個專題，教師先講授基本的概念、基本模型，然后布置專題討論任務。學生課下完成專題討論的相關準備工作，在課堂上進行匯報，其他同學廣泛參與討論。教師在討論的過程中注重學生發現問題、解決問題等科研能力的培養。

（三）教學方法

根據研究性教學的內容合理制定科學的教學方法。課堂教學以專題討論為主線，提前給定討論主題，組織學生圍繞主題進行小組討論。在組織小組討論的基礎上，由小組成員推選報告者，在課堂上發表自己的見解，從而使該部分內容的知識傳遞不是通過教師的講解來完成，而是由學生自己去發現所學內容的精髓。在課后要給學生留下有待進一步思考的問題，并盡量要求學生進行團隊合作解決問題，通過課后的科研實踐進一步鞏固對知識點的掌握，有意識地培養學生的創新能力。

在交通流理論課程中，研究生以2～3人為一組進行劃分，每個專題由2～3個小組負責專題討論的主要任務。專題討論圍繞一篇學術論文展開，選擇的學術論文要具有前瞻性，并且具有一定的擴展性，以便學生可以在論文的基礎上開展后續的研究。專題討論之后，教師要進行總結，對當前的研究熱點問題進一步闡述。

在專題討論的準備階段，鼓勵小組內人員協作完成相應的研究任務，一人負責研究背景、研究現狀等資料的收集整理;一人負責模型部分，該部分或者是數學模型的推導，或者是仿真模型的建立;一人負責結果分析部分。最后，3人共同討論總結論文的不足之處，能夠進一步研究的方向。每一個小組都有一次專題匯報的機會，通過這樣的訓練，加深學生對交通流理論相關方向的認識，通過問題的發現、解決過程，增強學生在交通流理論研究方面的自信心，鍛煉科學研究的能力。

五、結語

本文結合研究生交通流理論課程研究性教學實踐，探討了以課堂專題討論為主的研究性教學模式。該模式的主要特點有：（1）教師由知識傳授者向科研引導者的角色轉換，研究生則從被動的知識接收者逐漸轉變為科學研究的主體。（2）教學內容更加突出學生科研實踐能力的培養。（3）教學方法以科研為導向，增強了研究生學習的主動性，以及科研的自信心。

參考文獻：

[1]宗芳，李志瑤，唐斌.研究生課程教學方法研究[J].現代教育科學：高教研究，2014，（2）：129-131.

[2]劉偉忠.研究性教學中的難點與實施重點[J].中國高等教育，2006，（24）：36-37.

[3]盧德馨.關于研究型教學的進一步探討[J].中國高等教育，2005，（21）：24-25.

[4]夏錦文，程曉樵.研究性教學的理論內涵與實踐要求[J].中國大學教學，2009，（12）：25-28.endprint