基于建構主義理論的“交通設計”翻轉課堂教學研究及實踐

[摘 要] 該文以建構主義理論為指導，以項目和問題為依托，開展交通設計翻轉課堂的教學研究和實踐，提出教學模式、教學方法和項目案例的設計要點，并以交叉口改善為例進行項目案例設計。實踐效果表明，該教學模式具有較好的教學效果，希冀對相關課程也有一定的借鑒和參考作用。

[關鍵詞] 建構主義;交通設計;翻轉課堂

[基金項目] 廣東省本科高校高等教育教學改革項目;2018年度高等教育科學研究“十三五”規(guī)劃課題（2018GCJZD13）;2015年度廣東省

學位與研究生教育改革研究項目（2015JGXM-ZD05）

[作者簡介] 馬瑩瑩（1983—），博士，華南理工大學土木與交通學院副教授，主要從事道路安全、交通工程等研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）23-0343-04? ? [收稿日期] 2019-11-21

一、引言

“交通設計”課程是我國交通工程本科專業(yè)重要的專業(yè)課，從交通的基本原理出發(fā)，探討以交通的安全、通暢、環(huán)保、節(jié)能等為目標，以交通設施空間資源和時間資源為約束條件的交通系統(tǒng)及設施的優(yōu)化設計方法[1]。因此，“交通設計”課程的教學內容涵蓋了進行交通設施功能性設計相關的交通調查、問題分析、方案設計以及方案評價和比選等各個方面，涉及到的知識內容繁多，與其他課程的交叉嚴重，同時還具有較強的實踐性。因此，我國很多高校開始探索進行“交通設計”課程改革的模式和方法。例如同濟大學進行了基于項目學習模式的教學改革，并進行實踐[2];東南大學以工程教育理念為指導，案例教學引入到交通設計課程中，取得較好的效果，也達到了工程教育的課程目標[3]。由于交通設計課程的實踐性很強，因此，簡單的知識傳授很難讓學生真正掌握交通設計的方法。從建構主義教學思想出發(fā)，學生通過與“交通設計”相關的專業(yè)知識進行內化構建自己的知識體系，并在不斷的訓練過程中實現(xiàn)新舊經驗交互。學生是進行該門課程學習的主體，老師在教學過程中應該起到引導和指導的作用。翻轉課堂改變了傳統(tǒng)的課上講授、課后作業(yè)的模式，通過學生課前準備、搜集資料、完成知識學習，課程中與老師共同研討、評價等方式，真正實現(xiàn)了學生在教學活動中的主角地位。本文以“交通設計”課程的教學為例，研究該門課程的翻轉課堂教學模式，并在教學中進行實踐。

二、建構主義思想與翻轉課堂

建構主義的教學思想是由瑞士學者Piaget提出的，后來很多學者不斷豐富和完善該理論，在教育教學中得到了廣泛的應用[4]。翻轉課堂可以追溯到早期的西點軍校，教師Thayer利用課堂上課時間來鼓勵學生進行批判性思考和協(xié)作討論，而知識的學習放在課外，由學生自主完成。翻轉課堂基本形式成形是在2000年，美國的Lager、Platt和Treglia教授在“經濟學入門”課程中，利用網絡資源讓學生課前觀看教學視頻學習，課上通過老師和學生以及學生和學生寫作完成任務，取得了較好的教學效果[5]。

三、交通設計翻轉課堂的教學模式

由于“交通設計”課程具有理論基礎廣、綜合性強、實踐性強、創(chuàng)造性強等特點[6]，因此，以案例項目作為課程的驅動，進行翻轉課堂教學將會更有利于學生實現(xiàn)知識的內化，構建交通設計的知識和能力體系，同時通過項目對搜集加工信息、問題分析、團隊協(xié)作、實踐能力培養(yǎng)、端正工作態(tài)度等方面也具有積極的意義。基于項目的翻轉課堂，不僅注重知識和技能的傳播，更注重學生綜合能力的培養(yǎng)，特別是學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力的培養(yǎng)，以及學生學習態(tài)度、意志、動機、職業(yè)素養(yǎng)等非智力因素的培養(yǎng)。

基于項目的“交通設計”翻轉課堂教學將整個教學分為課前、課中和課后三個主要的環(huán)節(jié)。任課教師需要根據(jù)學生的情況，在課前完成項目的精心設計，包括項目背景和提出問題、提供基本的項目實施指引、提出明確的項目要求等;學生在接受到課程任務后，在課前通過搜集資料和網課學習完成與該項目相關的知識與能力的自主學習，并通過小組協(xié)作的方式完成項目方案的生成，并撰寫項目報告和制作匯報文件。在課堂上，則是以學生為主體，開展項目的匯報和作品的展示，教師通過引導討論、項目點評與指導、總結與反思對學生交通設計的知識和能力體系進行引導和提升。課后，學生根據(jù)課堂上的交流討論情況進行項目方案的優(yōu)化和改進，進一步實現(xiàn)知識和能力的建構;老師總結課程開展的結果，對項目設計、教學實施等方面進行優(yōu)化和改進。詳見圖1。

四、項目案例設計

（一）項目案例設計的基本要求

項目案例是進行本文提出的教學方法的關鍵，對于項目的選擇不僅要與交通設計可能的內容貼合，全面涵蓋交通設計課程的知識體系，更要考慮學生的原有認知水平、知識基礎和情感水平。項目的選擇要具有層次性、探索性和實踐性。

1.層次性。層次性是指根據(jù)課程內容從易到難設計多個項目，讓學生的知識和能力的建構有個逐漸遞進的過程，也有助于引起學生的興趣，加強項目開展的主動性和學習的自主性。

2.探索性。探索性是指通過項目的實施，可以讓學生利用原有知識的應用，進行事物性質、規(guī)律、問題解決方法等探究。

3.實踐性。由于交通設計課程具有較強的實踐性，因此，項目案例一定要與實際的交通系統(tǒng)相關聯(lián)，最好選擇學生能夠到現(xiàn)場進行調研的地點或設施作為項目設計對象。學生可以通過完成項目，能夠真正實現(xiàn)理論聯(lián)系實際，完成發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力培養(yǎng)。

（二）項目案例設計舉例

以“改善某城市道路交叉口交通整體運行情況”為例進行項目案例設計。

1.項目案例背景和問題描述。在項目背景描述中，不僅要給出問題本身，還要含有項目案例的社會背景、歷史信息、軟硬件約束條件以及必要的關鍵概念和策略性知識等。例如：該交叉口是平面T字型交叉口，西側為步行街，不允許機動車通行;該路口為改建路口，交通標志設置不全，部分路側開口無右轉減讓標志標線，且未設置渠化標志、限速標志;由于南北向設置中央隔離綠化帶，南進口有較大的掉頭需求，但現(xiàn)狀沒有設置掉頭車道，因此掉頭車輛與交叉口內行人、其他方向車流干擾嚴重;東南角的硬質渠化島部分綠化栽種過高，遮擋安全視距，影響交叉口內部交通流安全通行。請根據(jù)路口實際情況和信號控制需求渠化，結合南北向大道中央隔離綠化帶的適當遷移，優(yōu)化機動車進口道設計和交叉口內部渠化。

2.項目涉及到的教學內容。該項目是“交通設計”課程中層次較高的項目，應在課程的后半段實施。涉及到的教學內容有交通調查與問題分析、機動車交通設計、慢行交通設計、交通標志標線設計、交通安全設施設計、交通信號設計、交通設計方案評價等。

3.項目要求。項目要求要對項目的開展過程、內容等做具體的要求，詳見表2。

五、學生成績考核

由于“交通設計”的翻轉課堂教學注重學生知識和技能的內化，以及理論應用能力、綜合創(chuàng)新能力、自主學習能力，因此學生成績的考核也應該更注重評價學生學習過程中的主動性、所學知識的實踐性、解決問題的創(chuàng)新性和對學習內容的思辨性。“交通設計”翻轉課堂教學采用過程性考核，由教師根據(jù)學生各階段工作的完成和表現(xiàn)情況進行評分，最終再加權平均獲得課程的最終成績。

六、教學實踐與學生反饋

將本文教學方法應用于連續(xù)兩年的課程教學中，進行實踐和評價，選課總人數(shù)為45人。教學評價采用問卷調查方式，所有選課學生均參與問卷調查。問卷主要包括學生對專業(yè)知識和技能的提升情況、項目驅動的教學模式適用性以及對該門課程的意見和建議。在課程結束，學生完成所有課程內容后開展教學效果問卷調查。調查結果顯示，78%的學生認為項目驅動教學模式與傳統(tǒng)的教師講授為主的教學模式相比較，前者有較好的教學效果。在專業(yè)知識、專業(yè)技能以及與專業(yè)相關的其他專業(yè)知識和技能方面，超過90%的學生認為通過本學期的課程教學，有提升，其中60%的學生認為專業(yè)知識方面有很大提升。從該項調查可以看出，雖然沒有采用教師直接向學生傳授知識的模式，但是學生在翻轉課堂的教學環(huán)境下，以項目為依托完成課程知識的學習，或者說完成了知識的內化過程，并取得了較好的效果。

七、結語

基于建構主義的交通設計翻轉課堂教學，把學生作為課程的主體，通過教師對課程項目的設計、項目開展的引導以及課堂的討論和總結，完成學生的“交通設計”知識和技能的內化，同時培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，以及批判性思維能力、創(chuàng)新實踐能力等。雖然“交通設計”翻轉課堂的主體是學生，但是教師對于教學過程的設計、問題和項目的設定以及各個環(huán)節(jié)的引導與考核是保證教學效果非常重要的一環(huán)，因此，基于建構主義的交通設計翻轉課堂教學對任課教師提出更高的要求。

本文提出的“交通設計”翻轉課堂教學模式與方法在交通設計相關的課程中取得較好的效果，也為設計類其他課程提供了良好的參考和典范。

參考文獻

[1]楊曉光，白玉.交通設計[M].人民交通出版社，2010.

[2]馬萬經，楊曉光.基于項目學習模式的交通設計課程教學改革探索[J].理工高教研究，2010，29（3）：105-107.

[3]陳茜，陳峻，季彥婕.CDIO理念下“交通設計”課程教學模式探索[J].東南大學學報（哲學社會科學版），2013，15（Supplement）：149-151.

[4]馬瑩瑩.基于建構主義學習環(huán)境設計理論的交通設計課程教學設計[J].高教學刊，2016（20）：69-71.

[5]宋艷玲.基于翻轉課堂的研究型教學設計與實踐探索[J].天津大學學報，2014（12）.

[6]馬瑩瑩.基于建構主義理論的交通設計教學模式研究與探索[J].教育教學論壇，2016（37）：150-152.

Study and Practice of Flipped Classroom for the Traffic Design Course Based on Constructivism Theory

MA Ying-ying

（School of Civil Engineering and Transportation，South China University of Technology， Guangzhou，Guangdong 510640，China）

Abstract：Guided by constructivism theory and supported by projects and problems，this paper carries out the study and practice of flipped classroom of the course in Traffic Design.It proposes the teaching mode，teaching methods and design points of the project case，and takes the improvement of intersection as an example to design the project case.Practical results show that the teaching model proposed by this study has good teaching effects，which can provide certain reference to the relevant courses.

Key words：constructivism;Traffic Design;flipped classroom