理念導向的教學模式探 索與實踐
——以交通運輸類《智能交通系

李 燁 （中南大學 交通運輸工程學院，湖南 長沙410075）

教育部在新時代全國高等學校本科教育工作會議上強調，要深入學習貫徹習近平新時代中國特色社會主義思想和黨的十九大精神，堅持“以本為本”，推進“四個回歸”。本科教學是本科教育體系中的核心環節，是夯實本科教育的重中之重[1-2]。

近些年來，本科教學一直在求變求新。隨著人工智能、大數據、互聯網+、深度學習、區塊鏈等新興技術的涌現，全球經濟產業結構發生著巨大變革，這種變革也對高等院校人才培養體系產生了深遠影響。對于很多學科來說，傳統的知識體系正在面臨重塑，與之相對應的傳統本科教學模式也呈現出諸多弊端[3-4]。如何面對這一變革帶來的挑戰與機遇，探索合適的教學模式，成為高校教師應該考慮的重要問題。鑒于此，本文積極探索本科教學新模式，以傳統交通運輸類教學為例，提出以理念為導向、而非傳統知識記憶為主要手段的教學模式，并基于中南大學《智能交通系統》課程開展實踐，旨在積極響應本科教學模式的改進與優化。

1 交通運輸類本科教學現狀及問題

傳統交通運輸類本科教學體系中，存在課程內容較為陳舊、教學手段單一等現狀問題。交通運輸學科具有較為悠久的發展歷史，其課程體系一般都結合傳統運輸行業背景進行設計。例如，道路交通運輸方向會開設《交通規劃》、《道路勘測設計》、《交通設計》、《交通工程》等專業課程，鐵路交通運輸方向則會開設《運籌學》、 《鐵路行車組織》、《鐵路站場及樞紐》等核心課程。傳統交通運輸類本科教學體系具有兩個顯著特點，一是教學課程與交通運輸行業生產實踐結合較為緊密，二是課程設計上具有較為嚴密的邏輯性和循序漸進性。由于交通運輸學科具有典型的工科特征，其與運輸行業的結合自然較為緊密，培養的眾多本科生畢業后也會直接投身于交通運輸行業的工作中。

由于交通運輸類的學科和行業特點，傳統本科教學體系的設計所受限制較多，同時課程知識體系相對較為陳舊，存在大量需要學生進行記憶的內容，教學效果考核的形式大多為單一的閉卷考試。學生同時在學習多門同類專業課程中需要花費大量的時間和精力進行強行記憶，導致考試結束后學生會迅速忘卻知識內容，使得教學過程收效甚微。此外，受課程內容限制，傳統運輸類本科專業課程教學課件也多為文字加圖片宣貫的形式，教師教學過程多為老師講、學生聽為主，課堂教學效果也非常有限。

另一方面，人工智能、大數據、深度學習等新興技術也在重塑傳統交通運輸行業。例如，區塊鏈技術的發展使得多式聯運過程中信息的交互與共享更為便捷可靠，基于大數據的交通實時預測與分析也在改變著日常的城市道路運輸過程，無人駕駛技術的日益發展也為未來交通運輸方式帶來革新。在這種大背景下，本科生對學習該類新興知識的渴望要遠高于傳統的課程。因此，傳統的交通運輸學科課程內容急需更新與改進，教學方式也需要進行相應的調整，以知識點記憶為主要內容的模式需要進行變革。

2 理念導向的本科教學模式探究

美國當代著名教育心理學家奧蘇泊爾曾提出學習的認知結構同化理論[5]。該理論表明，學習的本質是一個同化過程，即學習者將新的知識與自身已有的認知結構進行聯結，建立實質性的聯系。當新的知識與學習者自身認知結構的契合程度越高時，學習的效果也就越好。因此，強行記憶與自身知識體系中無關的內容，雖可能取得短時記憶效果，但卻非常容易遺忘，且無法深度掌握與靈活運用。

基于認知結構同化理論，教育心理學家提出了“先行組織者技術”，該技術通過提前向學習者宣貫一種情景或概念，讓學習者提前建立或更新自身的認知結構，然后通過建立該認知結構與新知識之間的有效聯結，從而強化學習的過程，改善學習的效果。鑒于此，本文嘗試基于認知結構同化理論構建一種以理念為導向的教學模式。理念導向，指的是在教學過程中，不要照本宣科地灌輸各類知識內容，而是注重在課程內容中梳理出幾個關鍵的理念，以課程理念為主要脈絡，將各類知識歸納整理，并與相應的理念進行有機鏈接。在教學過程中，不過于強調知識點的記憶，而是注重理念的引導。課程理念就如同一根繩子，各種知識點就如同一顆顆珠子。如果教學過程中只注重知識點的介紹，如同將一把珠子直接拋給學生，學生很難同時接住所有的知識點，更別說掌握知識靈活運用了。通過理念導向，如同每次先將一根繩子交給學生，然后教會他們如何用這個繩子將一顆顆珠子串起來，這樣繁多的知識點就不會零散，學生更容易掌握和接受。更重要的是，這根理念之繩在學生的認知結構中已有基礎，學生利用理念進行新知識學習的過程完全滿足認知同化理論的條件，在不斷地學習的過程中還會不斷強化相應的理念，從而形成一種良性的循環機制。

理念導向教學模式的目的在于，在課程教學中先培養學生的關鍵理念，以理念為基礎進行新知識的同化認知，這樣能夠促進學生的理解與掌握，又不過分強調知識點的死記硬背，從而改善教學效果。這種教學模式尤其適合當前各類新興技術的學習。人工智能、大數據、深度學習、區塊鏈等新興技術已經無法靠課堂知識點記憶為主要學習方法，更多的是需要掌握基本理念與基礎知識，通過課后的實際操作與練習從而真正理解掌握并學以致用。傳統的知識點記憶無法真正深入了解新興技術的內涵實質，必須要依靠新的教學模式來進行教授，而理念導向的教學模式顯然更加切合這些新技術的教學要求。

3 理念導向的本科教學模式實踐

本文提出以理念導向的教學模式，面向中南大學交通運輸大類的2016 級運輸專業本科生與2017 級物流專業本科生，通過《智能交通系統》專業課程開展教學實踐。其中，2016 級運輸專業本科生為180 人，采用大班教學，2017 級物流專業本科生為26 人，采用小班教學，分別基于交通運輸大類中的運輸和物流兩個專業的學生，對應大班教學和小班教學兩種不同方式，采用理念導向的教學模式，對教學課件、課堂教學、考試內容三塊核心部分進行變革與探索。

3.1 教學課件

傳統的《智能交通系統》教學課件主要介紹智能交通系統的組成部分，各類智能交通系統的規劃、設計、管理的流程與方法等，多為知識性的內容。課件的組織順序一般為智能交通系統概述、智能交通系統主要組成結構、各組成結構的詳細介紹、智能交通系統需求分析、智能交通系統評價方法、智能交通系統實施案例分析等組成部分。傳統的課件雖然從“系統概述—系統組成—各組成介紹—需求分析—評價方法—案例分析”的邏輯進行了介紹，但這種課件的形式編排使得每一章節的內容對于學生來說都是新的知識，學生在學習過程中缺乏基本的認知理念，容易造成一個章節的知識點沒有理解，就阻礙了后續章節知識的學習過程。

基于理念導向，將傳統的《智能交通系統》教學課件進行重新編排，開篇首先介紹智能交通系統的基本概念，緊接著給出當前最新智能交通技術的介紹，從課程一開始就吸引學生的興趣；其次，以智能交通系統的作用分為提高交通效率、改善交通安全、減少交通能耗與排放三大目標為基本理念，將課程內容分類整理，歸屬為這三大理念的下屬范疇，便于學生理解。當學生掌握了三大目標后，逐一介紹各類智能交通技術如何圍繞實現三大目標發揮作用。強化基本理念與三大目標，弱化各類交通技術中的連接性，這樣可以讓學生有選擇的研究自己關注并感興趣的智能交通技術；最后，補充最新的智能交通系統研究方法，包括數據獲取與分析、模型構建、算法求解三個基本理念的內容，讓學生在掌握智能交通系統三大基本目標的基礎上，能夠進一步掌握三大基本技術方法，學理念、重操作、輕記背。

3.2 課堂教學

傳統的《智能交通系統》課堂教學主要以教師講授PPT、學生聽講記憶的模式為主，缺乏教學互動與實際操作。以理念導向的教學模式中，采用理念宣貫的模式，配合以問題引導的模式，讓學生在課堂問題中，不斷加深對課程理念的理解。例如，通過課堂教學中設計的城市超大網絡能否采用單一中心進行控制優化的問題，讓學生切實理解分布式控制的基本理念及其重要性；通過對“單點無信號控制交叉口—單點信號控制交叉口—自適應信號控制交叉口—干線協調信號控制交叉口—區域協調信號控制交叉口”的脈絡梳理，讓學生理解掌握信號控制交叉口的具體方式受 不同交通環境與交通需求影響的基本理念。通過該類課堂教學，學生能夠更加容易掌握《智能交通系統》課程中的基本理念與知識，同時會自發地去探索這些理念背后的深層次內容。

3.3 考試內容

傳統的《智能交通系統》考試主要以閉卷形式為主，學生多在考前一周突擊背誦以達到獲取高分的目的。在新的教學模式中，考試的形式改為開卷形式，考試內容無法在課件中直接獲取，但源于課件與課堂講授的基本理念?？荚囶}目多為啟發性、發散性問題，例如面向未來無人駕駛環境，請簡述交通系統從“人—車—路—環境”向“控制中心—車—路—環境”的變革。該類考試題目能夠非常清晰地判斷學生是否掌握了基本的課程理念與知識，而非通過考前突擊掌握。

基于理念導向的教學模式，無論是大班教學的2016 級運輸專業同學，還是小班教學的2017 級物流專業同學，都取得較好的學習效果。其中，2016 級180 名運輸專業同學中熟悉掌握智能交通系統各類基本理念與知識的（考試分數在80 分以上） 占到了67.8%，2017 級26 名物流專業同學中熟悉掌握智能交通系統各類基本理念與知識的占到了88.5%。從考試結果來看，絕大部分同學在課堂上能夠理解并掌握智能交通系統的核心理念。同時，在課后的其他競賽活動中，學生的表現反應出對課堂理念的舉一反三，驗證了理念導向教學模式的積極作用。

4 結束語

針對傳統交通運輸類本科教學存在的問題，即傳統課程知識體系較為陳舊，教學模式單一等，提出采用理念導向的教學模式，即在課程教學中先培養學生的關鍵理念，以理念為基礎進行新知識的同化認知，促進學生的理解與掌握，不過分強調知識點的死記硬背，從而改善教學效果。通過對中南大學2016 級運輸專業和2017 級物流專業本科生《智能交通系統》課程進行實踐探索，結果表明了理念導向教學模式的積極作用。本文的研究為本科生教學模式改革提供了重要參考價值。