交通流理論研究生優質課程建設與實踐

朱興林 劉泓君

摘要：本文以新疆農業大學交通運輸規劃與管理學科方向研究生課程交通流理論為研究對象，闡述了交通流理論研究生優質課程建設的必要性和意義。從教學內容、教學方法和手段以及課程考核方式等方面，探討了交通流理論課程建設內容，有助于提升研究生科研創新能力。

關鍵詞：交通流理論；課程建設；創新能力；課程實踐

中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）25-0111-02

一、引言

2016年，全國共有在校研究生191.1萬人（碩士+博士），應屆畢業研究生55.2萬人，研究生招生64.5萬人。研究生數量有了大幅度增長，但研究生教育質量和水平與國外相比差距仍然明顯，這種差距也將直接影響到高校科研實力強弱乃至國家科技發展水平高低。教育部《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》明確提出要高度重視課程學習，加強課程建設，提高課程質量。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。

二、課程建設的必要性和意義

在城鎮化和機動化快速發展的背景下，交通擁堵、交通環境污染和交通事故已經成為被廣泛關注的“城市病”問題，解決這些問題，是當前及未來相當一段時期內交通工程專業人員的歷史使命。對這些問題的科學分析，需要科學的理論支撐。

交通流理論是交通工程的基礎理論，為了科學地分析上述問題，必須學習和研究城市交通流中各種要素的基本特性及其相互關系，掌握交通擁堵、事故、污染等問題的形成機理和發展規律，進而在規劃、設計、管理、控制各階段形成科學決策和改善方案。

交通流理論是應用數學、物理學、概率論、排隊論、數理統計、智能理論、計算機以及交通工程學等知識，研究交通流隨時間和空間變化規律的理論和方法體系，是描述交通特征、解釋交通現象、解決交通問題的理論工具。

隨著計算機技術的發展，模擬技術和方法越來越多地被用于描述和分析交通運輸工程中的某些過程或現象。本文針對目前交通流理論課程教學內容、教學方法與手段及課程考核方式等方面進行探究，有助于提高課程教學水平，培養學生的創新性思維和科研能力。

三、課程建設內容

（一）教學內容優化

交通流理論是研究生階段重要的一門基礎理論課程，廣泛應用于道路交通設施的規劃、設計及控制等研究領域，注重理論和實踐的結合。課程講授內容主要包括交通流特性、車輛跟馳理論、流體動力學理論、有無信號燈控制交叉口理論、二流理論等，這些理論的學習必須結合實際案例，才有助于學生創新能力培養。另外，教師角色也要發生轉變，不再是課堂的主角，更多的是引導學生如何獨立將所學的理論知識運用到實踐中去，培養學生能夠獨立進行科學研究的能力，充分調動學生學習積極性。因此首先要對課程內容進行更新與完善，教師在備課過程中，不能僅僅依靠特定教材來授課，要將課程載體教材轉變為面向實際交通問題的教學資料。研究生課程講授更多地要與實際案例結合，與科研項目結合，同時兼顧知識的拓展性和前瞻性。教師要將教學資料重新進行梳理和整合，并劃分為若干個專題，每個專題可以3—4人組成一個小組進行討論。

本課程所選教材是由浙江大學王殿海教授主編的《交通流理論》，該書內容難度適中、編排緊湊，適用于數學基礎較好的學生。除此之外，考慮到授課內容的前瞻性還配有其他輔助教材。再者，根據選課學生擬開展的科研課題類型、擬研究方向，在課堂講授及組織討論中，會針對性選擇相應教學案例進行實踐操作，培養學生解決問題能力。

（二）教學方法和手段改革

1.充分利用教學課件、網絡資源、仿真及視頻實現教學手段多樣化。理論課教學過程中，在結合傳統教學手段黑板教學的基礎上，充分利用教學課件、網絡資源、仿真及視頻等承載信息量大這些先進的教學手段，將文字、圖片、視頻等授課內容制作成多媒體課件，實用性和適用性強，生動、直觀，大大增強了課堂教學的效果。在進行專題二交通波動理論講述中，對交通波動理論方程利用課件呈現出來，而方程的推導過程采用板書形式，給學生留有充裕的思考時間，為幫助學生進一步理解概念，利用仿真手段形象地再現交通波動過程，增加學生學習的興趣。通過MOOCs課程為載體，充分利用信息技術優勢，探索全程在線和“翻轉課堂”等信息化教學新模式，將課程躍升至深度探究、思辨、互動與實踐的新高度，不斷提升課程教學質量，實現優勢教學資源共享。

2.課堂講授+課堂討論+實踐教學方法。研究生培養不同于本科生，更多地應注重學生獨立思考問題的能力，以及團隊協作能力。教學方法以課堂討論為主線，因此在學時分配上，建議總學時的40%—60%用于課堂講授，其余學時放在教學實踐環節上。針對課堂討論這一環節，事先給定討論主題，給學生有充分準備時間，組織學生圍繞主題進行小組討論。

課上，學生以3—4人為一組進行劃分，每組的成員都有特定的任務去完成，鼓勵每個人都要參與進來。討論主題內容圍繞來自授課教師的科研項目，或是具有前瞻性的一篇學術論文展開，課堂討論過后，教師要對每組的討論結果進行總結。每個小組都有一次主題匯報的機會，此訓練有助于學生綜合能力的提高。

課程實踐是培養研究生獨立思考和相互協作能力的重要手段。課程實踐包括軟件的操作、實驗方案的設計、工程實踐問題的解決、科研項目的案例分析、現場交通數據的采集等。本次交通流理論課程建設中，增加了一定比例的課程實驗（占總學時的10%）。實驗內容包括車輛到達分布實驗、道路斷面交通流特性實驗。實驗方案設計、數據采集、軟件分析均由每個小組合作完成，教師組織學生進行現場教學與實驗，實驗結束后撰寫實驗報告，并交由老師審核，同時要求學生在課上以PPT的方式進行匯報，激發了學生的學習興趣。2018年由授課教師牽頭的烏魯木齊市城市交通大調查科研項目，學生先后參與公交車調查、停車場交通大調查等方案制訂工作，取得了良好的教學效果。

（三）改革課程考核模式

研究生課程考核重在考查研究生對專業知識的把握能力及其應用基礎理論分析和解決現實問題的能力，可以是開卷也可是閉卷。由于本課程理論性較強，同時又考慮理論與實踐相結合，重在培養學生對知識運用能力上，即研究生實踐能力的考核。以往考核方式主要采取閉卷方式，測試結果發現存在一定的缺陷：學生普遍通過死記硬背方式來應付考試，但對實際交通問題的解決方面沒有形成靈活運用知識和分析方法的能力。因此，本研究改革了考核方式，采用過程性考核+期末理論考核，其中過程考核占比60%，期末理論考核占比40%。過程性考核內容包括作業、課堂參與、討論匯報、實踐操作、實驗報告等。期末的理論考核可以采用筆試方式，考核學生對所學課程理論知識的掌握程度。

通過對一學期交通流理論課程教學的問卷調查顯示，有65%的學生對新形式的教學感到非常喜歡很適合自己，14.7%的學生比較適合自己，15%的學生沒有感覺，只有5.3%的學生感到不適應不適合自己，團隊意識調查中有42.3%的學生認為自己的團隊意識增強了。

四、結語

本文以交通流理論研究生優質課程建設為例，從課程學習的必要性、教學內容、教學方法及手段及考核方式等方面進行了研究，研究結果表明學生在牢固掌握理論知識的基礎上，能夠運用知識到實踐中去解決實際交通問題，進行數據的調研、方案的制訂、可行性研究等，一定程度上提高了學生科研創新能力。

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