以能力培養為導向的《交通管理與控制》課程教學研究

梁子君，肖赟

（合肥學院 城市建設與交通學院，安徽 合肥）

一 引言

《交通管理與控制》是交通專業本科的主干課程，經過課程建設、課程評估、教學改革，已建設成為優質核心課程，其具有高政策性、強技術性、多實踐性、大綜合性等特點[1]。《交通管理與控制》課程課堂教學過程中，重點教學內容是人、車、路和交通環境的協調管理和控制有關的理論、步驟、方法、手段等，課程內容包含大量的基本概念及先進控制技術的應用[2]。然而知識不等于能力，有了知識不一定就代表有了能力，只有把知識靈活運用到實踐中，使知識變成能力才有用[3]。而交通人才培養的一個重要任務就是使學生能夠面向交通實際，加強實踐教學，培養學生交通工程實踐能力和創新能力，防止理論脫離實際，是該課程教學理念的核心[4]。實踐教學是培養學生應用能力和創新能力的重要手段，基于《交通管理與控制》的教學特點，在實施實踐教學的過程中必須樹立開放意識，以社會需求為導向，以實現人才培養目標為核心，構建完善的實踐性教學環節內容體系[5]。

大學生能力培養是目前教學研究的重點，大學生的創新能力[6]、畢業設計能力[7]、職業關鍵能力[8]和職業崗位能力[9]培養對大學生的成才與就業起到關鍵性的作用。為此，本文結合《交通管理與控制》課程教學，提出以能力培養為導向的教學方法，以交通管理與控制工程設計項目為載體，把學生作為項目主體充分融入到項目研究的全過程，以培養學生解決實際問題的專業技能為導向，實現學生預期培養目標和實際項目的人才需求相統一，從而使學生畢業后能更好地服務于城市智能交通領域。

二 當前教學的能力培養差距

（一） 過于偏重理論學習

《交通管理與控制》是一門面向工程應用且具有很強實踐性的學科，而目前的教學中，由于缺乏工程應用背景較強的師資隊伍和實際數據資源，主要注重書本上各種理論和方法的講授，對如何結合實際道路交通數據分析的實際問題、如何結合實際項目案例應用交通渠化設計、多元數據采集與分析、合理化交通信號配時、多模式交通控制以及動態交通仿真模型評估等技術手段和方法解決問題的討論較少，所需信號配時設計工具、交通仿真軟件、交通信號機設備的操作和使用涉及較少。

（二） 教學活動互相之間缺乏聯系

《交通管理與控制》的知識體系具有非常強的系統性，并且其基本方法和理念也非常重 視系統性的管理與控制，這就對其實踐環節的教學活動提出了更高的要求，需要各個教學活 動密切聯系。在這一方面我們明顯準備不足，目前交通工程專業的學生入學后的專業定位、專業學習、認知實習、第二課堂、畢業設計以及就業選擇等各個教學環節存在較嚴重的脫節現象，大部分學生畢業后不清楚自己的就業方向，這與我們的專業培養沒有形成特色主線有很大關系，教學活動的各個環節關聯性不強，學生沒有掌握真正的就業技能。

（三） 課程考核結果導向單一

目前《交通管理與控制》的考核模式是以“分數結果”導向為主，即由期末考試卷面成績和平時成績構成，這個考核過程僅以學生的卷面答題分數評定為課程通過的考核依據，并未將學生的課程設計、實驗課結合起來進行綜合評定，而配套的課程設計往往與實際結合不夠緊密，對學生的能力培養不起關鍵作用，因此學生所需的實踐動手能力并未完全體現在課程的考核范疇。

三 課程教學改革思路

（1）在《交通管理與控制》的課程教學方法研究中，應轉變教學思想，授課老師不再是單純的授課角色，更應加強學習和學生互動，可以充分結合實際應用需求爭取更多的“產、學、研”合作項目，以項目需求為驅動，以解決實際問題為導向，與學生共同開展教學研究，突出其工程應用所需掌握的知識，適當增加實踐案例分析和實踐環節的教學比重。使學生在課堂上獲取的基礎理論知識付諸于實踐，真正理解和掌握理論的精髓和內涵，形成扎實的專業素養和技能手段。

（2）在《交通管理與控制》的課程教學方法改革中，更應注重各個教學活動之間的密切聯系，通過加大第二課堂課題和實際工程項目的驅動，努力做到以下四個方面：課外實踐項目與課堂授課相結合；第二課堂（如參加大學生交通科技大賽）與專業理論學習相結合；專業軟、硬件工具（如交通仿真軟件、交通信號機設備）使用與交通實際問題分析相結合；教學及實訓基地與學生就業相結合，使學生優先服務于地方知名的智能交通企、事業單位。

（3）在《交通管理與控制》的課程教學考核改革中，應把期末考試、課程設計、實驗課成績結合考慮，對學生的基礎理論學習和專業知識的實踐應用能力進行綜合評定，在成績構成比例上，不再單純以期末考試為主導，課程設計和實驗課成績占比更應占主要地位，以促進學生從單純的課本學習轉向實際工程項目設計的能力學習轉變。

四 以能力培養為導向的課程教學研究

（一） 教學理念轉變

一方面采用以能力培養為導向的教學方法，以大學生在交通管理與控制領域的第二課堂和“產、學、研”合作等實際項目為載體，充分調動學生的主觀能動性，以學生作為項目主體，充分融入交通管理與控制項目研究的全過程，從交通問題分析、交通控制目標、策略、方案設計、交通仿真、方案評價、項目實施到項目后評價等培養學生解決實際問題的專業技能；另一方面在學生能力培養的過程中，通過建立“產、學、研”合作基地，突破學校資源的局限性，整合智能交通企事業單位、交警等政府部門的各類系統設備與數據資源，形成開放式的教學資源共享系統，在此基礎上進一步明確學生培養目標和定位，形成特色鮮明的主線服務于學生的理論學習、認知實習、畢業設計和就業選擇等各個環節。

（二） 教學內容研究

（1）基于設計能力培養的教學內容和方法研究

研究基于設計能力培養的教學內容和方法，其核心思想是“以教師為指導，以學生學習為中心，發揮學生主觀能動性，加強教師學生互動性”的教學理念。在此思想指導下，根據《交通管理與控制》課程特點精心設計教學過程、內容、案例、項目等。將整門課程的講授過程融入一個實際工程設計項目中，根據課程的固有特點、知識要點、掌握重點、內容難點等，將實際項目進行設計任務細化，在此基礎上完成教學方案設計，明確每節課所需完成的項目任務，保證課程結束的同時完成項目既定的設計任務。使學生在每個項目任務環節中培養項目的完成能力，提升學生綜合實踐素質的同時加深學生對基礎理論知識的掌握。最后將上述教學內容考核合理分配在期末考試、課程設計與實驗課成績綜合測評中，使學生所學業務技能能夠在考核中得到進一步加深和鞏固。

（2）基于工具使用能力驅動的創新課程建設

在《交通管理與控制》實踐環節的內容安排上，結合學校模塊化課程建設要求，開設《交通控制仿真實習和上機操作》等創新課程建設，強化微觀交通仿真軟件、交通信號配時設計工具、交通信號控制設備的操作和使用，如當前行業常用的交通信號配時軟件Synchro、微觀交通仿真軟件VISSIM以及交通信號機設備等，以此為專業工具開展交通信號控制方案設計、交通仿真評估和交通信號機設備方案下達等閉環實施應用，通過微觀交通仿真和實際設備操作實踐，復習和鞏固交通管理與控制、交通設計和交通工程等相關課程的理論知識，使學生形成能夠真正服務于地方應用需求的綜合專業技能。

（3）基于能力驅動的實習與實驗平臺建設

一方面充分利用學校已經具備的先進實驗室平臺，特別是交通信號控制與仿真實驗室擁有的智能型交通信號控制機以及用于顯示交通信號聯動控制的“大屏板”，結合實際第二課堂活動和工程項目充分利用這些設備，培育學生在交通控制方面的專業技能；另一方面以“產、學、研”校企合作項目拉動企業投資和政府數據資源，通過與企業共建校內、外的教學及實訓基地平臺，進一步擴大和完善現有實驗室建設和數據資源，使學生能夠隨時根據實踐需求，通過與行業緊密結合的實驗室平臺與數據資源開展應用研究，營造良好的“教”與“研”緊密結合的學習氛圍。

（三） 預期效果

（1）通過將實際工程設計或科研項目融入《交通管理與控制》的課堂教學中，結合實際項目的視頻、照片或數據庫數據資源，使學生充分了解和掌握課程內容的實際應用場景和工程設計方法，全面強化學生面向實際工程應用問題的處理能力；

（2）通過將實際工程設計或科研項目所需的軟硬件工具應用到《交通管理與控制》的課堂教學中，使學生在課程設計、實驗課和第二課堂活動中提前熟練掌握行業常用的軟、硬件設備，并在教師的指導下順利完成工程項目所分解的設計任務，全面提升學生面向實際工程項目的動手實踐能力；

（3）通過建立的“產、學、研”合作基地和獲取的工程項目，為學生提供穩定的工程實踐機會和就業渠道，學生盡早明確行業應用需求和自己的就業方向，并結合交通管理與控制的課程設計、第二課堂活動和畢業設計課題提前做好就業技能學習準備，采用定向培養的方式使學生獲得良好的職業規劃和穩定的就業渠道。

五 課程教學與設計案例

（一） 工程項目教學資源

《交通管理與控制》的課程教學中，合肥學院城市建設與交通學院通過與蕪湖市交通警察支隊建立“產、學、研”合作關系，一方面為蕪湖市交通優化設計提供咨詢服務，另一方面可以獲取工程項目設計資源，如交叉口幾何尺寸、視頻監控以及微波雷達采集的流量數據等。這些工程項目設計的數據資源一方面可以在課堂教學中進行分析和討論，另一方面可以進一步作為學生的課程設計以及畢業設計課題，使學生在整個教學環節中循序漸進地學習城市交通管理與控制的理論知識，掌握專業技能，并在畢業就業時更好地契合交通管理政府部門或智能交通企業的相關工作崗位需求。如蕪湖市北京路與黃山路交叉口，是X型畸形交叉口，其地理位置如圖1所示，獲取的交叉口視頻監控如圖2所示。

（二） 工程項目教學設計

（1）交叉口現狀調查與分析

結合交叉口幾何尺寸、視頻監控資源，學生采用微波雷達檢測器和視頻監控人工計數的方式分別統計并校對交叉口的高峰小時設計流量，見表1所列。使用電子測距儀等測量工具完成交叉口相關尺寸測量，采用CAD軟件按照設計規范完成交叉口渠化平面圖繪制，如圖3所示，并與現狀交叉口幾何尺寸以及渠化標線進行校對。在此基礎上進一步分析交叉口存在的問題，如進出口車道通行能力不匹配、非機動車通行空間狹小、進出口車道機動車與非機動車交織通行、交叉口通行距離過長等。

表1 高峰小時實測流量表

圖1 蕪湖市北京路與黃山路交叉口地理位置

圖2 蕪湖市北京路與黃山路交叉口視頻監控

圖3 蕪湖市北京路與黃山路交叉口現狀渠化測繪圖

（2）交叉口優化設計

根據交叉口存在的交通問題，對交叉口進行渠化和信號配時優化設計。如進出口車道通行能力匹配設計，非機動車通行空間設計，車輛待行區以及內部交通導流線的設計，并說明相關交通標線的設計標準，交叉口優化設計平面圖如圖4所示。在此基礎上，采用信號配時軟件工具完成交通信號配時優化設計，如信號相位設計、信號配時計算和非機動車與行人清空時間設計等。

（3）交通仿真建模與評估

最后，學生根據優化前后的交叉口渠化平面圖和信號控制方案，在已核對交通流量數據的基礎上進一步采用德國VISSIM交通仿真軟件完成交叉口仿真建模，如圖5所示。并對現狀與優化以后的數據結果進行處理分析，對優化后的結果進行定量評價，如圖6所示。

圖4 蕪湖市北京路與黃山路交叉口渠化優化設計平面圖

圖5 交叉口優化前后的仿真建模

圖6 優化結果定量評價

（三） 教學效果

通過實際工程設計項目使學生身臨其境地面向實際交通設計難題，理解一線設計需求并掌握實際設計工作所需的數據與軟、硬件工具。通過課堂教學、課程設計和畢業設計緊扣環節不斷加深鞏固所學的專業技能，最終使得學生在畢業時能夠勝任交通管理與控制崗位的工作，從而達到地方應用型高校人才培養的目標，能夠更好地服務于行業應用需求。

六 結語

本文結合《交通管理與控制》課程提出以能力培養為導向的課程教學方法，主要解決目前《交通管理與控制》課程偏理論學習、缺少實踐技能傳授、各教學環節缺乏有效聯系、學生培養定位缺乏特色、培養目標主線不清晰等問題，以最終達到基礎理論教學和工程項目實踐相結合的目的，實現學生預期培養目標和行業能力需求相統一，從而使學生更好地服務于城市智能交通管理與控制的應用需求。