“交通工程學”課程教學改革探究

[摘 要] “交通工程學”課程是交通運輸專業的一門重要學科基礎課程。通過分析了課程的建設背景，從交通運輸（卓越班）專業培養目標的角度闡述該課程開設的必要性。從樹立學生系統工程思想，培養學生工程實踐能力、創新能力的角度出發，闡述了課程建設的內容，和以學生為中心的問題驅動和項目驅動相結合的教學經驗。

[關鍵詞] 交通工程學;教學改革;工程教育

[作者簡介] 李善梅（1982—），女，天津人，工學博士，講師，中國民航大學空中交通管理學院教師，主要從事空中交通流理論與教學研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）34-0192-03 ? ?[收稿日期] 2019-11-17

一、引言

“交通工程學”課程是全國高等學校交通工程教學指導分委員會設定的交通運輸專業的五門主干課之一[1]，同時也是我校交通運輸（卓越試點班）專業的一門重要學科基礎課程。其目的是引導學生了解交通工程學的研究范圍及其發展趨勢;理解“交通工程學”的基本理論;掌握“交通工程學”的基本方法，培養其具備系統工程的思想以及解決實際交通問題的工程實踐與工程創新能力，為交通運輸（卓越試點班）專業學生在后續學習和工作中解決實際問題奠定基礎。

二、課程背景

隨著民航事業的不斷發展，航班量逐漸增多，加之“人—機—環”的不確定因素的影響，空中交通系統越發復雜。空管部門把空中交通管制（ATC）上升到空中交通管理（ATM），公司簽派部門的培訓也開始注重從技能型向管理型傾斜。因此，交通運輸專業以往采用重復性訓練方式以提高學生對技能的熟練程度已不能滿足“以市場為導向”的需求，相關單位也反映出部分學生上手快，后勁不足的特點[2]。究其原始是缺乏對空中交通系統內在本質的理解，缺少系統工程思維和創新思維的訓練。

“交通工程學”最重要的方法論基礎就是系統分析和系統工程，以系統工程原理來分析和解決交通領域中工程、教育、法規、環境、能源和經濟等六方面的問題[3]。通過該課程的學習，可培養學生系統工程的思維和構建復雜交通系統的能力。另外，該課程是一門理論性和應用性較強的課程[4]，利于提高學生工程構思、設計、實現和運作（CDIO）的能力，同時培養學生具有“大交通”的理念[5]，成為能夠運用宏觀交通理念解決空中交通問題的復合型人才。

三、課程建設內容和心得

課程的開設，考慮了課程之間的銜接，在第5學期進行。通過學習前續課程，如概率與數理統計、線性代數、空中交通系統優化與管理、仿真技術基礎等基本數學知識和仿真工具的基礎上，將有助于學生對交通流理論、通行能力計算等基本理論的學習。同時，對后續課程，如空中交通流量管理及協同運行、初高級項目、畢業設計等課程的學習打下基礎。

課程的內容，考慮到空管方向的特點，講授以下內容：緒論、交通特性、交通調查、道路交通流理論、道路通行能力、道路交通規劃、城市道路交通管理、道路交通與環境保護，共設置36個課時。

（一）課程存在不足

目前，該課程在教學內容方面存在一定不足，難以滿足專業培養目標中“大工程觀”的養成，以及工程實踐能力、創新能力的培養要求，主要體現在如下幾點。

1.由于“交通工程學”是新開設的課程，而且主要是關于道路交通方面的內容。雖然該課程被定位為交通運輸（卓越班）專業的學科基礎課，但部分學生對該課程的重要性認識不足，降低了學習興趣，最終影響了學習效果。

2.“交通工程學”是一門交叉性的課程[6]，包含知識點較多，有些知識點學生不清楚學完之后能有什么用，因此，部分學生易產生厭學情緒，學習的積極性不高，難以實現專業培養目標中要求的工程創新能力的培養。

3.“交通工程學”涉及內容既有交通工程領域的基本理論知識，又有實際工程應用中的實際問題的解決思路，對于剛開始接觸專業基礎課的學生來說，缺乏實際的認知，學習過程中，往往表現出重視基本理論知識的學習而忽視該課程的應用性部分的內容，從而影響其對基本概念、思想、理論和方法的理解，分析和解決復雜工程問題的能力不足。

綜合來看，上述不足嚴重影響了學生系統工程思想的樹立以及工程實踐與創新能力的培養，亟須對“交通工程學”課程的教學進行改革。

（二）課程教學改革

通過對課程教學內容進行審思，對本課程的教學內容和方法進行探索性改革，并取得了一定的效果。

1.針對上述第一個不足，為了增強學生對該課程重要性的認識，在第一次課上，通過向同學們們回答“這門課是干什么的？為什么要學這門課？學完這門課能干什么？怎樣才能學好這門課？”等4個問題，來闡述“交通工程學”的定義、研究范圍及其特點、課程開設的必要性，提高學生對本課程的認識高度、如何將課程理論方法與空管問題相結合等內容。

俗話說良好的開端是事情成功的一半。通過回答上述四個問題，在一定程度上激發了學生學習的積極性，為后續章節的學習打下良好基礎。

2.采用問題驅動的教學方法[7]。基于問題驅動的教育教學模式能啟發學生思考，有助于培養學生的創新精神和意識。“交通工程學”具有宏觀、抽象、知識點多、涉及面廣、貼近生活等特點，適合采用問題驅動教學法激發學生學習興趣、促使學生理論聯系實際。這里主要包含兩類問題：知識點學習前的引入問題和知識點學習后的空管應用問題。

通過提問題的方式，讓學生真正“懂得”“交通工程學”的研究內容，培養系統工程思想。同時提高其工程創新能力，利于形成新知識，培養其科學素養。

3.為了提高學生對應用性部分的認識，在教學中增加了實踐環節。如在交通調查一章可布置一項交通量調查項目，并基于matlab對交通數據進行繪圖分析。通過理論聯系實際，加深學生對概念的直觀理解，加強了學生對交通實質的理解，訓練了其工程構思、設計、實現和運作（CDIO）的能力，有助于培養其工程實踐與創新能力[8]。

通過上述改進措施，增強了學生對該課程重要性的認識，提高了學生學習的熱情和積極性，使其主動參與到教學過程中來，體現以學生為主的教學模式。

四、課程建設思路

作為理論性和工程性較強的“交通工程學”課程建設，應以達到工程教育專業認證標準為主要目標，展開教學內容、教學方法等方面的改革。

（一）教學大綱改進

由于目前的實踐主要由學生在課外時間自覺完成，盡管大部分學生完成較好，但也有部分學生沒有認真完成。因此，需要增加課內實踐教學，并增加實踐項目。將課程真正置于整個培養體系中，給學生提供基本工程問題的構建、設計、實現的體驗機會，促進學生工程能力、創新能力、溝通交流能力等的提高[9]。在項目開發過程中，學生主動學習，教師輔以指導，并通過項目的開發、交流過程增強學生基本工程問題的實踐體驗。

（二）問題與項目設計

為落實教學大綱規定，使學生能夠掌握比較深入的基本原理，理解工程實踐的思想和方法，將基本理論與工程實踐問題有機地結合，將問題驅動與項目驅動相結合的教學方法引入課程教學活動中。基于問題驅動的教育教學模式有助于培養學生的創新精神和意識，有利于實現成果導向教育目標，達到工程教育認證標準，是一種啟發式教學模式[10]。項目驅動是指學生在教師的指導下，通過完成項目進行主動的自主探索學習，并在完成既定項目的同時引導學生進行工程實踐活動，是一種探究式教學模式[11]。

針對各章內容，對教學前的引入問題和教學后的空管應用問題進行設計，如表1所示。

同時對實踐項目進行了分層設計，如表2所示。

五、結論

本文從“以學生為中心”的新視角切入，對空中交通管理方向“交通工程學”教學進行深入改革。本文闡述了“交通工程學”開設的必要性。在對課程現狀分析的基礎上，對課程的教學內容和方式進行了比較深入的思考，提出了存在的不足。根據存在的不足，提出基于問題驅動與項目驅動相結合的教學方法，并對問題和項目進行設計。通過改革，樹立學生系統工程思想，培養學生工程實踐能力、創新能力。

參考文獻

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[3]王煒，過秀成.交通工程學[M].南京：東南大學出版社，2011：31-46.

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[11]劉宏偉，張宏莉，王亞東，等.項目驅動的計算機專業實踐教學體系初探[J].計算機教育，2015（9）：2-4.