問題導向的交通控制案例課程教學

趙靖

（上海理工大學管理學院，上海 200093）

摘要：針對新形勢下工學專業課程理論與實踐聯系緊密的特點，在分析了問題導向教學模式在教學準備、教學活動和評價總結三個階段教學要點的基礎上，以交通控制案例課程為例，重點從問題設計、問題引導和成果展示三個方面介紹了具體的教學安排。有助于增強學生學習的主動性、提高學生對課程的認同度并提升學生的綜合能力。

關鍵詞：專業課；教學模式；問題導向；大學教育

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）52-0091-02

一、引言

對于理論與實踐聯系緊密的工學專業課程，為了提高學生對知識的掌握程度，在設置理論課程之外，往往要單獨配置案例課程。但在實際教學中，出現的案例課程往往是理論課程簡單重復，或者過分強調案例而與理論知識缺乏聯系，難以達到通過案例鞏固理論知識并綜合應用的教學目的。問題導向教學是一種新型的教學方式，它以問題為中心和驅動力，圍繞問題組織教學活動。教師提出需要研究討論，加以解決的矛盾或疑難，學生需要綜合所學知識，通過較為復雜的智力活動，才能解決問題。早在18世紀，盧梭就提出教師應該把學生引導到問題的邊緣，鼓勵學生自己去思考，從而培養學生的思維能力和解決問題的能力。之后，哲學家波普爾、心理學家杜威、理學家布魯納、教育學家馬赫穆托夫、醫學家巴羅斯等人先后提出了“問題理論”、“教學五步”、“問題一發現法”、“問題教學”和“基于問題的學習”等一系列圍繞問題組織或設計教學活動的理論。并且通過多年來的反復實踐，發現其在活躍課堂氣氛，形成良好師生互動關系，激發學生興趣，進而啟迪學生的心智方面的良好教學效果。考慮到參加案例課程的學生都是經過了專門的理論知識教育，為了增加案例課程與前期理論課程的聯系緊密度，提高學生運用知識的能力，現引入問題導向這種教學方式。本文以交通控制案例課程為例，研究其具體的教學策略。

二、問題導向教學要點

教學活動可分教學準備、教學活動和評價總結三個階段。采用問題導向教學，在上述三個階段中需要注意以下教學要點。

1.教學準備階段。對問題導向的相關教學活動進行全面周到的考慮，具體要點包括：①知識梳理。根據教學內容中的重點和難點，分析其相互關系，為系統地設置問題做好理論準備。②問題設計。分層次地設置問題，由淺入深地引導學生進入狀態，從運用單一知識解決基礎問題向知識的綜合運用解決復雜問題發展，最終實現學生具有獨立思考、使用技術語言進行溝通、團結協作克服技術難題能力的教學目的。

2.教學活動。這一環節需要教師與學生間形成良好互動，共同完成教學任務，具體要點包括：①任務布置。每5—8個學生組成一個研究小組，在課程的每個階段，清晰地將所需解決的問題呈現給學生。②理解問題。教師呈現問題之后，應視學生的能力水平和反饋情況給予學生適當的引導，包括提示相關知識點、參考書目、考慮因素、相關信息收集方法、解決問題的步驟等。③探究問題。通過分工協商，對研究的問題進行資料收集、分析處理直至解決問題。④定期反饋。學生定期匯報進展情況，教師給予點評和必要的指導。這一方面可使學生對任務的完成情況有持續的清醒的認識，有助于學生及時自我糾偏；另一方面，也可使教師及時了解學生的實際學習情況，從而可憑借學生的反饋信息提供必要的指導。

3.評價總結。綜合整個教學過程，對學生的表現和教學效果客觀、公正地做出評價，具體要點包括：①成果展示。學生確定解決方案后，以書面報告和匯報的形式進行成果展示。②教學效果檢驗。以書面或答辯的形式檢驗學生的學習效果。③成績綜合評定。將學生在學習過程中的表現與學習成果相結合，實行教師評價、學生自評、互評相結合的方法，促進學生積極主動、團結協作地完成整個教學任務。

明確了問題導向教學模式各階段的要點，下文將以交通控制案例課程（研究生專業課）為例，進行教學安排的介紹。

三、問題設計

在教學準備階段，如何在知識梳理的基礎上進行問題設計是問題導向教學模式取得良好效果的基礎。根據交通控制案例的先修課程——交通控制課程的教學任務，主要學習的控制方式包括單個交叉口定時信號控制、單個交叉口感應信號控制、環形交叉口信號控制、干線交叉口聯動信號控制和區域交通信號控制。需要掌握交通控制類別及其選擇依據、相位相序設置方法、黃燈時長、綠燈間隔時長、損失時間、信號周期、綠燈時長分配、相位差等關鍵控制參數計算方法。為了使案例課程與先前的理論教學良好地銜接，同時給學生逐漸適應問題導向學習的過程，問題被劃分為基礎型問題和綜合型問題兩大類，分兩個階段布置。其中，基礎型問題主要通過學生查閱相關文獻資料，對信號控制參數確定的共性問題有一個較為完整的回顧和總結；綜合型問題需要學生根據實際案例，綜合運用交通控制的相關理論，通過現場調查、數據處理、方案制定、評價分析這一過程，形成一份完整的分析報告。問題的設定及所涉及的知識點如表1所示。

四、問題引導

在教學活動階段，教師的主要任務在于通過適當的引導，協助學生理解問題、探究問題并解答問題。在交通控制案例課程中，對基礎問題和綜合問題，分別可通過推薦參考讀物和分析重點影響因素引導學生探尋問題的解決思路。對于參考讀物，根據學生的專業水平，分為教材、現行規范、專著手冊三大類。教材：提供最基礎的分析方法，選用人民交通出版社的《交通管理與控制（第四版）》；現行規范：提供本行業的行為準則，包括道路交通信號燈設置與安裝規范（GB14886-2006）、道路交通信號燈（GB14887-2011）、城市道路交通信號控制方式適用規范（GAT527-2005）、人行橫道信號燈控制設置規范（GAT851-2009）。上述規范主要對各種交通方式信號燈的設置條件及控制方式進行了規定。國內外專著手冊：提供先進的思路理念，包括《城市交通控制》、《交通信號控制指南——德國現行規范》（RiLSA）、《Highway Capacity Manual 2010》、《Manual on Uniform Traffic Control Devices》，主要對交通控制優化設計方法進行介紹。對于綜合問題，明確問題的解決思路最為關鍵，因此可從所需完成的工作和主要影響因素兩個方面給予學生引導。本課程中除常規的交叉口幾何尺寸、車道數和各流向流量外，針對復雜交叉口定時信號控制應特別對通行模式、渠化設計和行人自行車交通進行考慮；針對城市干道線協調控制則應對交叉口間距、交叉口間關聯性和機動車運行速度予以關注。

五、成果展示

研究成果的展示也是科研及技術人員重要的能力，為了提高學生使用技術術語描述方案及語言表達溝通能力，在成果展示環節中要求學生提交研究報告，并以匯報答辯的形式介紹方案。教師可對成果展示的形式給予指導。對于交叉口幾何布置、信號相位相序、信號配時、多交叉口線協調控制以及方案評價，可采用AutoCAD、Synchro以及Vissim等繪圖及交通仿真軟件實現，如圖1所示。

六、小結

本文通過對交通控制案例課程教學改革的探索，在對問題導向教學模式進行總結的基礎上，提出一套具體的操作方法，實踐表明，本模式具有如下特點。

1.增強了學生學習的主動性。讓學生能清晰感受到理論課程學習各個部分在工程實踐中的具體應用，并在解決問題的過程中，培養選擇合適技術方法，確定解決方案的能力。

2.提高學生對課程的認同度。參與能提高認同度，通過師生角色發生轉變，教師提供學習的平臺和必要的指導，學生成為研究的主體，相比教師單方面灌輸知識，更能提高學生對于課程的認同度，從而使學生變要我學為我要學，激發其學習熱情。

3.提升學生的綜合能力。通過分組完成特定問題，一方面提高了學生專業素質，另一方面培養了學生協作能力、語言表達能力以及人際交往能力，使綜合素質得到進一步提升。

4.增強學習效果反饋的及時性。通過學生在問題解答過程中的實踐嘗試和教師的理論指導，主要反復實踐-理論-實踐的循環，學生對自身學習狀況有了持續的清醒的認識，通過不斷地自我糾偏，有助于培養學生的自主學習能力和對專業知識的領悟力。

當然，對于教學模式的轉變，在實踐中仍存在諸多問題，例如不同學生的專業基礎和對問題的理解把握能力存在一定差異，教師應在學生分組、解決問題的方法引導以及對學生完成進度及問題反饋等方面做好更為充分的準備，需要在今后實踐中不斷總結完善。

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