“雨課堂”聯(lián)合VISSIM仿真的“交通工程與ITS”混合式教學(xué)模式研究

[摘 ?要]本文針對當(dāng)前交通類高職院?！敖煌üこ膛cITS”課程的教學(xué)實際，探索“雨課堂”與VISSIM交通仿真軟件相結(jié)合的教學(xué)方法，在深入理解混合式學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于“雨課堂”的混合式教學(xué)模式，并利用該模式進(jìn)行教學(xué)實踐研究與分析，以期為提高教學(xué)效果提供參考。

[關(guān)鍵詞]雨課堂 ?VISSIM ?混合式教學(xué)

基金項目：2020年度陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院高等職業(yè)教育教學(xué)改革研究項目階段性研究成果（項目編號：XY2009）。

引 ?言

混合式教學(xué)是基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)方式，改變了學(xué)生的思維模式與學(xué)習(xí)方式，對傳統(tǒng)教學(xué)模式提出了新的要求。混合式教學(xué)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與“建構(gòu)主義”教育理論發(fā)展起來的，是結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢的一種新型教學(xué)模式，該教學(xué)模式既能發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又能充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性?！坝暾n堂”教學(xué)平臺的出現(xiàn)是混合式教學(xué)的一次創(chuàng)新和突破，是清華大學(xué)開發(fā)的一種新型智慧教學(xué)工具，為教學(xué)過程提供智能化、數(shù)據(jù)化的支持與服務(wù)，可全面提升課堂教學(xué)體驗，將多種交互形式貫穿于教學(xué)過程的每個環(huán)節(jié)，以此提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，也為學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)提供了平臺。

VISSIM系統(tǒng)是德國PTV公司開發(fā)的交通仿真軟件，該軟件具有良好的圖形輸入接口、信號感應(yīng)模型、車輛行為模型、路網(wǎng)配流模型和強(qiáng)大的3D在線功能。利用VISSIM仿真軟件開展實踐教學(xué)，學(xué)生能進(jìn)一步鞏固理論知識，使其在對平面信號交叉口幾何條件和交通狀況直觀認(rèn)識的基礎(chǔ)上，深入理解交通工程學(xué)的理論和方法。

本研究借助“雨課堂”平臺，運用VISSIM交通仿真軟件，將信息技術(shù)與教學(xué)深度融合，構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式，以期促進(jìn)“交通工程與ITS”課程教學(xué)改革，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和整體教學(xué)效果。

“交通工程與ITS”課程概述

“交通工程與ITS”是高職學(xué)生學(xué)習(xí)城軌運營、智能交通技術(shù)運用、城市軌道交通工程技術(shù)等智能交通領(lǐng)域的入門課程。在培養(yǎng)方案中，該課程通常被設(shè)置為專業(yè)拓展課，課程內(nèi)容涉及多門學(xué)科的知識，概念多，相關(guān)理論較為抽象，教材中的實際案例分析較少，知識點不易理解。由于該課程知識面廣，且存在多門學(xué)科知識交叉的情況，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，在有限的課時內(nèi)，學(xué)生難以掌握全部知識、提升綜合能力。教學(xué)中所凸顯的主要問題有四點：第一，教學(xué)手段落后。該課程的主要授課方式為PPT講解，教師以知識講授為主，由于知識內(nèi)容抽象難懂，學(xué)生常處于被動聽課的狀態(tài)，現(xiàn)有教學(xué)手段無法發(fā)揮教師的教學(xué)潛能，也無法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，不利于學(xué)生主動學(xué)習(xí)，難以培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力。第二，課程內(nèi)容陳舊。近年來，智能交通領(lǐng)域發(fā)展迅猛，相關(guān)熱點和案例日新月異，但由于教學(xué)教材相對滯后，部分教學(xué)內(nèi)容難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。第三，考核方式單一，主要以期末考試成績?yōu)橹?。這樣的考核方式不能客觀評價學(xué)生對知識的掌握情況，也無法檢測學(xué)生的綜合能力。第四，重理論而輕實踐。該課程的實踐性較強(qiáng)，但實訓(xùn)課時有限，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往比較重視基本理論學(xué)習(xí)，而忽視了實踐應(yīng)用，導(dǎo)致他們分析問題、解決問題的能力有所欠缺。因此，高職院校應(yīng)借助“雨課堂”和VISSIM仿真軟件，將理論知識和實踐操作有機(jī)結(jié)合，探索新的混合式教學(xué)模式，以有效解決教學(xué)問題。

基于“雨課堂”的混合式教學(xué)模式設(shè)計

本文借鑒黃榮懷混合式學(xué)習(xí)模式設(shè)計框架，秉承以“學(xué)生為中心”的教育理念，利用“雨課堂”將線上、線下的教與學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在課前、課中、課后的每一環(huán)節(jié)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，設(shè)計針對性的教學(xué)方案，使學(xué)生在教師的引導(dǎo)、啟發(fā)、督促下，充分發(fā)揮主體作用，以滿足學(xué)生多元化、個性化的發(fā)展需求?；凇坝暾n堂”的“交通工程與ITS”課程混合式教學(xué)模式建構(gòu)是在前端分析（學(xué)習(xí)者分析、學(xué)習(xí)目標(biāo)分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析）的基礎(chǔ)上，以“雨課堂”為移動平臺，以學(xué)生為主體，以為教師引導(dǎo)，設(shè)計集“線上線下互動”“課前—課中—課后融通”為一體的教學(xué)活動。在學(xué)習(xí)評價中，綜合了過程性評價和總結(jié)性評價，可全面評價學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

應(yīng)用實踐

為了解利用“雨課堂”開展混合式教學(xué)的條件是否已經(jīng)具備，筆者特編制了調(diào)研問卷，對城軌運營專業(yè)91名學(xué)生開展調(diào)查，結(jié)果顯示有74.11%的學(xué)生認(rèn)為“雨課堂”能夠提高學(xué)習(xí)興趣，有96.25%的學(xué)生表示使用過“雨課堂”功能，對其各項功能的認(rèn)可度較高。由此可見，利用“雨課堂”實施混合式教學(xué)的條件已經(jīng)具備。

1.教學(xué)內(nèi)容設(shè)計

“交通工程與ITS”作為專業(yè)拓展課，共計68學(xué)時，其內(nèi)容既有交通工程領(lǐng)域的基本知識、智能交通系統(tǒng)的前沿理論，又有實際工程應(yīng)用中分析問題和解決問題的方法，涉及內(nèi)容多，知識點分散，對于高職學(xué)生來說有一定難度。因此，教學(xué)內(nèi)容的提煉和教學(xué)模式及方法的選取就尤為重要。筆者將本門課程的第三章“交通調(diào)查與分析”作為教學(xué)案例，用基于“雨課堂”的混合式教學(xué)模式開展教學(xué)實踐。

“交通調(diào)查與分析”是進(jìn)行交通流理論分析、交通規(guī)劃、交通管理與控制等方面實踐和研究的重要依據(jù)，是本門課程實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。為了幫助學(xué)生掌握交通調(diào)查與分析的基本原理，培養(yǎng)學(xué)生具備交通資料采集與統(tǒng)計的基本技能，彌補(bǔ)課程實驗教學(xué)的不足，筆者在教學(xué)設(shè)計過程中借助“雨課堂”平臺，通過VISSIM軟件開展課內(nèi)實訓(xùn)，不僅增加了教學(xué)的趣味性和實踐性，還使學(xué)生快速掌握知識點，提高了學(xué)生的動手能力。

2.教學(xué)活動設(shè)計

課前，首先，教師基于“先學(xué)后教，以學(xué)定教”的思想，結(jié)合課程知識點的特點，根據(jù)教學(xué)計劃與目標(biāo)，制作課堂講授視頻和PPT課件，并利用“雨課堂”語音功能講解重難點;通過“雨課堂”的在線形式，給學(xué)生布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)、發(fā)布課堂內(nèi)容知識點思維導(dǎo)圖，并附上預(yù)習(xí)任務(wù)單，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供方向。其次，教師創(chuàng)建微信群，對于課前預(yù)習(xí)中遇到的問題為學(xué)生提供一個交流溝通的平臺。教師整理并分析學(xué)生所反饋的問題，為課上總結(jié)重難點做好準(zhǔn)備。在“雨課堂”的后臺，教師可以根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)反饋情況進(jìn)行學(xué)情分析，有的放矢地設(shè)計課堂教學(xué)方案。為幫助學(xué)生更加直觀地理解交通量的含義并掌握其調(diào)查方法，利用VISSIM構(gòu)建的交叉口3D仿真運行圖開展課內(nèi)實訓(xùn)。教師應(yīng)在課前完成仿真建模，具體步驟包括：創(chuàng)建路網(wǎng)—基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的設(shè)置—創(chuàng)建路徑—輸入交通量—設(shè)置沖突區(qū)域集—輸入公共交通—加入信號控制。

課中，教師對學(xué)生課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中所反饋的疑難點進(jìn)行重點講解，不同的教學(xué)內(nèi)容采用差異化的教學(xué)手段。如借助VISSIM構(gòu)建3D交叉口模型，設(shè)計一個交叉口調(diào)查任務(wù)，要求學(xué)生獲得此交叉口各進(jìn)口交通量;引導(dǎo)學(xué)生分小組進(jìn)行課內(nèi)實驗，利用“雨課堂”的隨機(jī)分組功能，把學(xué)生分為8組，學(xué)生通過分工協(xié)作共同完成方案設(shè)計、數(shù)據(jù)采集與分析;最后由各小組組長匯報調(diào)查方案、任務(wù)分工、調(diào)查結(jié)果以及存在的問題。各組長匯報時，教師可以打開“彈幕”功能，學(xué)生通過彈幕進(jìn)行實時互動討論，發(fā)表觀點、反饋問題，并進(jìn)行投票評分。為及時了解學(xué)生對課堂知識點的掌握及教學(xué)目標(biāo)的完成情況，教師還可以發(fā)布課堂練習(xí)，要求學(xué)生限時答題。

課后，教師根據(jù)“雨課堂”的統(tǒng)計數(shù)據(jù)及學(xué)生的課堂表現(xiàn)，給出多元化評價和層級性任務(wù)，個性化推送課后拓展任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生通過小組協(xié)作完成相應(yīng)的拓展訓(xùn)練。在此過程中，學(xué)生在教師引領(lǐng)、啟發(fā)下積極參與思考和討論，認(rèn)真分析問題并努力解決問題，可拓寬學(xué)生的知識維度，提高其創(chuàng)新能力。同時，教師要通過平臺的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和學(xué)生所反饋的問題分析教學(xué)效果，進(jìn)行教學(xué)反思，撰寫教學(xué)小結(jié)，以不斷提升自身教學(xué)能力。

3.學(xué)習(xí)評價

本研究立足于學(xué)生特點和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，形成了“教師+學(xué)生”“過程+總結(jié)”“線上+線下”的多元化、立體式考核評價方式。學(xué)生的最終成績由期末考試成績和平時表現(xiàn)成績組成，期末考核分為理論知識考核和技能考核，題型分為基礎(chǔ)題和拓展題兩部分。線上考核主要基于“雨課堂”的全周期數(shù)據(jù)記錄功能，該功能可動態(tài)化記錄教與學(xué)的每個過程;線下考核以技能考核為主，用教師評價、學(xué)生自評、學(xué)生互評相結(jié)合的共同評價方式對學(xué)生進(jìn)行全面而客觀的評價。

“雨課堂”教學(xué)效果分析

1.期末成績分析

為分析“雨課堂”對學(xué)習(xí)的干預(yù)效果，進(jìn)一步探究其與期末考試成績是否存在相關(guān)性，本研究將參與課程學(xué)習(xí)的91名學(xué)生的“雨課堂”線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，如課題練習(xí)得分、觀看PPT的頁數(shù)、簽到次數(shù)、發(fā)彈幕的次數(shù)、投稿次數(shù)、閱讀公告次數(shù)等導(dǎo)入SPSS軟件，通過皮爾遜（Pearson）相關(guān)性檢驗可以發(fā)現(xiàn)：期末考試成績與課堂練習(xí)得分以及觀看PPT頁數(shù)在0.005水平（雙側(cè)）上，呈顯著相關(guān);與投稿次數(shù)在0.01水平（雙側(cè)）上，呈顯著相關(guān);而與簽到次數(shù)、發(fā)彈幕的次數(shù)、閱讀公告次數(shù)無顯著相關(guān)。這表明借助于“雨課堂”平臺，在課前發(fā)布PPT課件預(yù)習(xí)、課中發(fā)布隨堂練習(xí)、課后布置作業(yè)，以及課上投稿互動等方式均可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績。然而，發(fā)彈幕的次數(shù)、閱讀公告次數(shù)與期末考試成績的相關(guān)性分別為0.059和0.061，表明其與期末考試成績均不存在顯著相關(guān)?？傮w來說，“雨課堂”平臺能夠幫助學(xué)生加深對課程內(nèi)容的理解和掌握，相應(yīng)的考試成績也會有顯著提高。

2.測評量表結(jié)果分析

為了解學(xué)生使用“雨課堂”平臺進(jìn)行混合式學(xué)習(xí)后的態(tài)度、滿意度及其效果，本研究編制了《“雨課堂”混合式教學(xué)態(tài)度測評量表》，以城軌運營1857、1858兩個班的91名學(xué)生開展測評，回收有效問卷83份，回收率為91.2%。對有效數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計后可以發(fā)現(xiàn)：學(xué)生對“對雨課堂的態(tài)度”“課程設(shè)計和組織”“課堂參與”“學(xué)習(xí)效果”這四個維度的打分均大于3.0，表明“雨課堂”不僅能使學(xué)習(xí)內(nèi)容有良好的表現(xiàn)形式，還能使學(xué)生有更好的學(xué)習(xí)體驗。教師可從學(xué)習(xí)內(nèi)容、課程設(shè)計和組織、技術(shù)方法、參與互動等4個方面促進(jìn)“交通工程與ITS”課程的教學(xué)改革。實踐表明，學(xué)生對基于“雨課堂”的混合式教學(xué)模式有著較高的接受度與認(rèn)可度，認(rèn)為該模式能有效提升學(xué)習(xí)效果。另外，在課程設(shè)計和組織方面，教師仍需根據(jù)課程特點、學(xué)生特征和客觀教學(xué)條件不斷調(diào)整和完善，以確保能夠達(dá)到更好的教學(xué)效果。

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（張萌：陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院）