曹倩霞 龍科軍 吳偉


摘? 要:交通調查是交通工程項目的起點,交通調查實踐教學是交通運輸大類專業最基礎的實踐課程之一。針對交通調查與分析課程定位和當前交通調查實踐教學現狀,提出了整體項目驅動下的交通調查實踐教學模式,并結合整體項目示例給出了此模式下的教學目標、教學方案、具體實施、考核評價、機制保障等內容。教學實踐表明,該模式能拓展學生整體項目高階思維、促使學生主動深度學習,提高學生工程實踐能力和團隊協作能力。
關鍵詞:實踐教學;整體項目模式;交通調查
中圖分類號:G642 文獻標志碼:A? ? ? ? ?文章編號:2096-000X(2020)08-0070-04
Abstract: Traffic survey is the starting point of traffic engineering projects. The practice teaching of traffic survey is one of the most basic practical courses for transportation majors. In view of the orientation of the traffic investigation and analysis course and the current situation of the traffic survey practice teaching, in this paper, the mode of traffic survey practice teaching driven by the integratedproject is proposed. With the integrated project example, we establish the teaching objectives, teaching plans, specific implementation, assessment and mechanism guarantee under the teaching mode. In teaching practice, this mode can promote students' active and deep learning, and improve students' engineering practice ability and teamwork ability.
Keywords: practical teaching; overall project mode; traffic survey
為主動應對我國新一輪科技革命與經濟產業結構的轉型,社會需要培養造就一大批實踐能力強、創新能力強并具備國際競爭力的復合型新工科人才。然而目前我國工科教育實踐中存在著重理論學習而輕視實踐和開拓創新,重個人能力而忽視團隊協作精神等問題[1]。為了應對這些問題,2017年2月以來,教育部積極推進新工科建設,發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》、《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》,為高校工科人才培養開拓了工程教育改革新路徑[2]。
交通調查是交通工程項目的起點,交通調查實踐教學是交通運輸大類專業最基礎的實踐課程之一[3]。傳統的理論驗證型實踐教學方法無法滿足“新工科”教育對復合應用型人才的培養目標,需探索適合課程定位的新實踐教學方式和手段,助力高等工程教育強國建設,培養創新型工程科技人才。
一、交通調查實踐教學現狀
(一)交通調查實踐教學課程定位
交通調查與分析是交通運輸大類學科中的一門專業基礎課程,也是一門主干課程,在專業課程體系中占有十分重要的地位[4]。如圖1所示,交通調查與分析是進行交通規劃、交通仿真、交通設施設計、交通管理與控制、交通安全和交通流理論等方面實踐與研究的重要依據,在課程體系中擔負著為本學科專業課程奠定基礎的重要角色。交通調查實踐是其最重要的教學環節,它不僅能鞏固已學理論知識,更能增強學生的工程實踐能力和自主創新能力。
“交通調查與分析”實踐教學的主要任務是幫助學生掌握交通專業所涉及的基本原理、基本理論,培養學生進行交通資料的采集與統計處理基本技能,培養學生對交通運行狀況進行分析和應用所必須具備的能力和基本素質。通過實踐教學,提高學生的理論聯系實踐能力,組織實施能力和團隊協作能力[5]。交通調查實踐教學目前一般分為三個階段:一是認識實驗階段,掌握常用的調查設備的基本原理和檢測技術;二是外業數據觀測階段,掌握調查實踐方法和一般調查程序;三是內業數據整理階段,掌握調查資料分析方法和統計軟件技術[6]。
(二)交通調查實踐教學現狀
作者在長期的交通調查實踐教學中積極做了一些有益的教改嘗試,在傳統的面向方法和原理驗證型教學方法基礎上,將任務導向型方法和項目導向型方法引入交通調查實踐教學中收到一定的教學效果。
1. 理論驗證型
傳統的理論驗證型實踐教學側重于對課本理論知識點的解釋、驗證和簡單延伸[7]。在此教學模式下,交通調查實踐主要是對課程中學習的理論知識點進行驗證,如交通量、車速、密度、通行能力、延誤等交通參數調查方法和原理的驗證、調查數據資料整理與分析方法的驗證、交通調查專業設備的操作方法與原理的驗證等,主要為加深課本各個獨立知識點的記憶與理解。
2. 任務驅動型
任務驅動法以任務為主線、教師為主導、學生為主體。任務驅動教學法中,學生緊緊圍繞一個或多個共同的任務,在強烈的解決動機的驅動下,對知識技能積極主動學習和靈活應用,進行自主探索和互動協作的學習,并完成既定任務的一種教學實踐活動[8]。在此教學模式下,交通調查實踐主要由教師整合課本知識點進而設計任務,如設計一個交叉口調查任務,要求獲得此交叉口的交通量、通行能力、延誤主要表示參數,或者設計一個路段調查任務,要求獲得此路段的交通量、地點車速、區間車速、通行能力、延誤、密度主要表示參數。學生被動接受任務,根據任務要求并結合實際情況確定合適的調查方法和制定詳細調查方案,然后在教師的指導下,分工合作進行外業現場調查,以及相應內業數據分析,從而獲得該交叉口或路段的相應交通參數,達到任務要求。此模式下,不僅加深課本的理論知識點的記憶和理解,還能對課本知識點進行整合和延伸應用。
3. 項目導向型
項目導向教學法以項目為主線、教師為引導、學生為主體。項目導向教學法通過“項目”的形式進行教學,使學生在解決問題中習慣于一個完整的方式,所設置的“項目”包含多門課程的知識[9]。在此教學模式下,交通調查實踐主要在教師的指導下,將一個相對獨立的項目交由學生自己分析處理,如某擁堵路段交通現狀調查,該擁堵路段可能包含了多個交叉口和路段。問題的提出、問題的剖析、相關資料的收集、調查任務的確定、調查方案的設計、項目的實施、項目分析及最終的評價和改善,都由學生自己負責。學生通過該項目了解并把握整個過程及每一個環節中的基本要求。
(三)交通調查實踐教學現狀存在的問題
作者在交通調查實踐教學過程中,運用任務導向法和項目導向法教學都獲得了一定的成效,但是也存在一定的不足。任務導向法由教師設計任務,學生被動接收任務。雖然能讓學生受任務驅動而主動學習交通調查方法和經驗,但主要為加深課程理論知識的記憶與理解,任務與任務之間的聯系不緊密,沒有面向實際交通問題來進行分析解決,調查成果資料也不能進一步深入分析和評價,未能從培養學生的工程實踐能力和創新意識出發進行拓展。項目導向法由教師提出問題,學生主動分析問題和解決問題,可使學生得到一定的理論應用和工程訓練。但項目教學法沒有很好地契合本課程的專業基礎定位,僅從該課程的教學內容列舉案例,學生對教學內容的認識具有片面性和局限性。該方法忽視了本課程與專業課程之間的緊密聯系,使學生不能建立起對專業知識體系的整體觀念,不能很大程度上提高學生的自主學習能力和工程實踐與創新能力。鑒于此,作者契合本課程定位,探索整體項目驅動下的交通調查實踐教學模式,開拓進一步提高教學效果、引導學生主動深度學習的新思路。
二、整體項目驅動下的交通調查實踐教學
(一)總體思路
整體項目模式是以一個綜合實踐項目為基礎, 讓學生獲得整體項目的工程經驗, 然后將工程經驗貫穿到本課程以及所涉及的本專業其他課程內容中。整體項目模式主要目的就是讓學生在工程實踐中感覺到本專業課程理論知識的缺乏,從而促使學生去主動深度學習本課程、本專業其他課程以及相關課外專業知識。由于整體項目實踐的廣泛性和學科的交叉性, 該模式會讓學生主動重視自身理論知識體系的構建,對現有教學大綱覆蓋面進行有益的補充[10]。
整體項目驅動下的交通調查實踐教學模式最典型的特征是根據課程定位,將交通調查實踐教學與后續相關專業課程、課程設計或專業課外實踐完全聯系起來,而不是單純地為交通調查與分析這一門課程而設計,注重的是知識傳授向更加重視能力和素質培養方向的轉變。
(二)教學目標
整體項目驅動下交通調查實踐的教學目標不再是側重于交通調查與分析課程中的理論調查方法和數據資料整理方法的驗證分析,不再讓學生停留在對理論知識聯系實際的“記憶、理解和簡單應用”的低階思維層面;而是側重于面向綜合復雜問題的分析解決,分為“提出問題、描述問題、明確任務、制定綜合調查方案、現場調查、數據綜合分析、問題診斷和改善建議”八個環節并構成有機整體,將“分析、評價和創造”高階思維的發展作為實踐教學目標的一條暗線伴隨實踐教學的始終,引導學生深度學習,為提升學生實踐能力和創新能力提供了很大的空間。
(三)教學方案
結合具體整體項目——某綜合樞紐及周邊交通影響區域交通現狀調查實踐項目,闡述教學方案設計過程,如圖2所示。
1. 整體項目選題
根據教學目標和本課程定位,整體項目選題應結合專業培養目標并盡量來源于實際,選擇專業綜合性較強的項目,能涵蓋本專業多個相關專業課程的專業知識,并能掌握本專業相關專業技能,開拓學生的專業視野,提高工程實踐能力。
如圖2所示,某綜合樞紐及周邊交通影響區域交通現狀調查實踐項目涉及到交通管理與控制、停車規劃與設計、交通仿真、交通規劃、道路通行能力分析、交通影響分析、交通流理論、港站樞紐規劃與設計、交通設施設計、公共交通等專業課程和相關知識,以及交通工程CAD、SPSS、VISSIM、Excel統計分析等專業技能。通過該整體項目的調查實踐,可對本專業的知識建構和課程體系有直觀的認識。
2. 整體項目分解
整體項目選題確定后,在教師引導下,學生需要主動學習并查閱相關資料進行問題剖析,確定項目的調查范圍,理清項目內容并將項目合理分解成子項目,以實現分工協作。如圖2所示,整體項目的分解項目涉及到綜合樞紐站及周邊道路基礎信息調查、綜合樞紐站交通組織調查、綜合樞紐站客流及換乘組織調查、綜合樞紐站停車組織調查等方面。
3. 面向任務設計
整體項目分解成子項目后,在教師引導和學生主動深度學習下,學生可以開始針對各子項目設計具體的任務。
子項目中,綜合樞紐站及周邊道路基礎信息調查可包括兩個方面,一是綜合樞紐站功能布局調查,包括綜合樞紐站進出口位置以及樞紐站中鐵路、地鐵、公交、出租、社會車輛、步行等各交通方式的功能區域劃分、位置與規模等,并繪制整體功能布局CAD圖;二是道路網絡基礎信息調查,包括綜合樞紐站內部道路網絡,內外銜接道路網,以及外圍交通影響區域道路網絡調查等。
子項目中,綜合樞紐站交通組織調查主要包括綜合樞紐站交通組織、外圍影響區域交通組織。綜合樞紐站交通組織調查包括樞紐站內和樞紐出入口銜接的人流、車流的交通組織方案及交通沖突等。外圍影響區域交通組織包括周邊影響交叉口交通調查和影響路段交通調查,獲得主要影響道路交叉口和路段現狀交通情況。
子項目中,綜合樞紐客流換乘組織調查包括高峰時期綜合樞紐各交通方式換乘客流調查,獲得綜合樞紐的總發生和吸引量,以及各交通方式的客流分布量等。
子項目中,綜合樞紐停車組織調查包括綜合樞紐中社會停車場,對其現場基礎信息進行調查,繪制現場CAD圖,并進行停車高峰時期車輛實時停放特征調查。
4. 面向方法設計
確定任務以后,學生就可以根據本課程所學的調查方法和調查原理,以及掌握的調查設備儀器,對每個調查任務進行合適的調查方法設計。比如對于交叉口調查,需要進行各交叉口交通量調查、通行能力調查、延誤調查;進行各路段交通量調查、地點車速調查和區間車速調查、密度調查、通行能力調查、延誤調查。課堂理論教學中學習的是各參數的具體調查方法這種零散知識點,在面向方法設計中需要根據任務和項目需求整合學習的知識內容,結合真實調查情境靈活運用,確定調查方法的選擇和使用條件。比如一個調查方法可以同時獲得多個交通參數,也可能一個交通參數需要多個調查方法來達到精度要求。
(四)組織實施
整體項目是一個大工程,良好的項目組織實施方案是保障。
1. 教師發布整體項目題目和基本完成要求,題目的側重點和難易程度可以不同。學生自行組織項目團隊,并根據團隊意愿和實力挑戰相應的題目和完成程度。
2. 成立學生項目負責人、子項目負責人、分任務執行小組長三級管理模式,在實施過程中動態管理、整體協調,分工合作。在實施中應平衡每位項目成員的參與程度,應注重提高大部分學生的項目實踐能力。
3. 成立由任課教師與項目關聯專業課程的任課教師組成的項目指導組,在實施過程中動態管理、持續評價、及時反饋。在實施中教師持續評價和及時反饋是引導學生深度反思自己的學習狀況并及時調整學習策略、實現深度學習的有效途徑。
(五)考核評價
整體項目驅動下的考核評價主要分以下幾個部分:
1. 教師根據項目組的項目復雜度及項目完成度對項目組進行整體評價。主要依據動態管理過程中的表現,完成的調研報告的內容詳實程度、分析深度和計算的正確性,以及實踐完成后項目組的匯報答辯情況。
2. 學生項目負責人根據項目組每位學生在項目中的貢獻度進行個體評價。主要依據每位同學在項目實施中任務的表現和完成程度,調研報告的任務完成度和難易程度等。
3. 結合教師指導組的整體評價和學生項目組的個體評價給出考核評價結果。
三、機制保障
整體項目驅動下的實踐教學對學生有很大的主動學習壓力,對指導教師也存在著較大的挑戰,如何順利完成教學任務也需要一定機制上的保障。
(一)完善安全管理和安全教育機制
由于專業性質,交通調查實踐的對象主要為道路交通流及其現象,實踐環境復雜,車流人流中存在諸多不確定因素,對人員和設備安全造成較大威脅。因此學校政策層面上完善的安全管理責任制度、教師貫穿教學全過程并融合到教學內容的安全教育培訓,以及學院對相應安全設施和人身財產安全保險購置的經費支持,都尤為重要。
(二)建立有豐富項目實踐經驗的師資團隊
整體項目是一個大工程,有豐富項目實踐經驗的教師能夠很好地將實踐和理論聯系起來,引導學生更好地實踐。因此,教師應該響應學校的工程化實踐制度,走入社會,積累經驗,將實踐經驗貫穿到教學內容中,改進教學內容和教學方法。同時,可引進有大量實踐經驗的企業導師參與到項目指導實踐教學中。
(三)建立良好的校企合作關系
整體項目模式下想要真正提升學生工程實踐能力,還需與企業建立良好的校企合作關系。一方面可以直接深入企業實踐項目,另一方面整體項目模式下的項目組織實施需要相關企業的支持。
四、結束語
基于整體項目驅動下的實踐教學研究是一種全新的探索,作者積極努力地探索并實踐著。在近兩年的交通工程專業和交通運輸專業近500學生的交通調查教學實踐中表明,相比于之前實踐的任務導向法和項目導向法,本文提出的整體項目驅動下的交通調查實踐教學方法能更好的開拓學生的高階思維、調動學生主動學習本課程和本專業相關課程知識的積極性,構建自己的專業知識體系。同時,通過整體項目的形式進行教學,使學生在解決問題中習慣于一個完整的思維,為后續的專業實踐和學科競賽等奠定了基礎,大大提升了學生主動學習能力和工程實踐能力。
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