交通軟件實踐訓練課程智慧教學平臺設計

秦煥美，曹 靜，許 寧，賴見輝，楊 洋

（北京工業大學交通工程北京市重點實驗室，北京 100124）

0 前言

交通運輸工程是一門技術性、實踐性、綜合性較強的學科，它綜合了人、車、路、環境等幾大要素，實踐訓練環節在整個研究生教學中具有重要的作用[1-2]。交通規劃和仿真軟件是借助先進的計算機技術來完成實際工程項目的專業工具，是交通領域研究院、設計院、工程技術等單位的重要工具，應用非常廣泛。因此，需要對交通軟件實踐訓練課程教學進行深入研究，搭建智慧教學平臺，輔助實踐訓練課程教學，豐富教學內容和教學方法，增強學生學習的主動性和積極性，提高學生的實踐能力與知識綜合運用能力[3-5]。

1 軟件實踐訓練課程智慧教學平臺主要功能

交通規劃和仿真軟件具有功能多、應用性強、操作步驟多等特點，實踐訓練課程智慧教學平臺的主要功能包括四部分。

1.1 功能1：學情與社會需求反饋

學情分析是教學內容制定的基礎，通過學情分析確定學生的知識儲備和技能水平，進而設計和開展教學活動，提升教學效果。同時，教學應與社會需求緊密結合，以培養社會所需要人才為目標。因此，智慧教學平臺功能1主要是在開課前，對研究生進行學情調查，開展社會用人單位需求調查，將學情和社會需求結合，設計教學內容和教學方法。

1.2 功能2：項目案例

收集企事業單位實際項目案例，根據其使用的軟件模塊，進行歸類，建立交通規劃和仿真項目案例庫，對較為復雜的項目案例，進行簡化，形成簡化案例，同時，設計基于項目案例的教學法，包括問題式教學、任務驅動式教學、啟發式教學等，鼓勵學生從實際問題出發[6]，分析問題、解決問題，靈活運用軟件各功能模塊，促進知識內化和實踐能力的提升。

1.3 功能3：共享微課和專家講壇

微課是以微型教學視頻為主要載體，針對某個知識點設計的一種情景化、支持多種學習方式的新型網絡視頻課程，具有微、小、精的特點[7]。將交通規劃和仿真軟件實踐訓練課程的重點難點內容建立共享微課，供學生隨時進行學習。同時，設置專家講壇，邀請企事業單位資深研究人員和工程技術人員開展交通軟件應用的專題講座，傳遞社會需求和發展動態。

1.4 功能4：啟發式問題交互討論區

由于軟件操作過程步驟多，環環相扣，可以將軟件操作中的問題和解答實時整理上傳，供學生參考學習。學生也可以將遇到的軟件學習問題，在交互討論區與老師和同學交流解決方法，提升學習效率。

2 軟件實踐訓練課程智慧教學平臺設計

智慧教學平臺設計分為教師端和學生端兩部分，如圖1（P159）所示。

圖1 教學平臺登錄界面

2.1 學情與社會需求反饋模塊設計

學情調查包括學生本科階段所學專業、與軟件相關專業課學習情況、是否學習過交通規劃與仿真軟件及當前學習程度等，獲得學生在開課前的已有知識積累。

社會需求調查包括用人單位最看重的研究生能力、對學生應掌握的交通專業軟件和掌握程度的需求，以及開展校企合作開展實踐教學的想法等。

教師端可以上傳和修改調查問題設置，下載和保存調查數據，也可查看和統計分析調查結果，輸出初步分析報告，如圖2（P159）所示。學生端可以填寫調查問卷并提交，如圖3（P159）所示。

圖2 學情調查及分析界面

圖3 學情調查問題設置

2.2 項目案例模塊設計

項目案例可以分為兩部分，交通規劃軟件訓練包括城市交通規劃、公共交通規劃、軌道交通規劃、交通影響評價等方面的案例，交通仿真軟件訓練包括道路交叉口仿真、區域交通仿真、大型活動交通仿真等方面的案例。

每個項目案例包括基礎資料（含數據文件、報告文檔、圖表等），對使用案例進行軟件訓練應用的內容、要求、輸出成果、實踐報告撰寫要求等。

教師可以增加、上傳和修改項目案例，也可查看學生學習案例的時間、頻次等數據，如圖4所示。學生根據自己需要查看和下載相關文件進行軟件應用訓練，如圖5所示。

圖4 交通規劃項目案例界面

圖5 項目案例內容界面

2.3 共享微課和專家講壇模塊設計

該模塊包括微課和專家講座兩部分，如圖6所示。交通規劃軟件訓練的微課包括：路網創建、小區形心和連桿創建、虛擬網絡和阻抗矩陣、交通分布預測和交通分配。交通仿真軟件訓練的微課包括：路網搭建、交通組成和流量加載、路徑和流量分配、車速設置和優先權分配、信號控制和檢測器設置。

圖6 微課和專家講壇界面

教師端可以進行微課視頻和專家講壇文件的上傳和修改，也可以查看學生使用資料的數據，如圖7（P160）所示。學生端可以下載、播放相關文件。

圖7 微課設置和分析界面

2.4 啟發式問題交互討論區模塊設計

該模塊包括常見問題及解答、實時討論區兩部分，如圖8所示。問題可以分組分類設置，學生可通過關鍵詞檢索已有問題并獲得解答，也可在實時討論區發布問題交流討論，教師可以上傳、回答相關問題并發布，如圖9所示。

圖8 交互討論界面

圖9 常見問題解答界面

3 結論

交通軟件實踐訓練課程是提升交通運輸工程專業研究生實踐應用能力的重要環節，也是適應社會發展的人才培養需要。本研究根據交通規劃和仿真軟件課程的特點，建立了軟件實踐訓練課程智慧教學平臺的四個功能模塊，包括學情與社會需求反饋、項目案例、共享微課和專家講壇和啟發式問題交互討論區，給出了各模塊的設計內容。基于智慧教學輔助平臺輔助交通規劃與仿真軟件訓練課程教學，可以提高學生的學習興趣和學習效果，快速提升交通運輸工程專業研究生的實踐能力[8]。