智能交通系統課程混合式項目式教學探索實踐

王 旭，戴榮健，張汝華

（山東大學 齊魯交通學院，濟南 250002）

線上線下混合式教學是互聯網信息技術在教育教學中深度融合與應用的一種新型教學模式[1]。混合式教學模式結合了傳統教學與網絡教學優勢，既能夠發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又能充分調動學生的主動性、積極性與創造性，因而受到各高校的高度重視。從發展趨勢來看，線下教育與線上教育的有機融合將成為教育高質量發展的時代特征。

從20 世紀末開始，國外部分高校已經開始了線上教學的探索和實踐[2-3]，但直到近幾年線上教學才得到大范圍普及。互聯網、5G 通信等技術為線上教學提供了可靠的技術支撐。互聯網海量資源極大地豐富了當代大學生的知識獲取途徑，也為學生的個性化延伸學習提供了更為寬廣的平臺[4]。此外，較為成熟的線上教學平臺為教學過程提供了智能化、數據化的支持與服務，將多種交互形式貫穿于教學過程的每個環節，全面提升了課堂教學的體驗，以此提升學生的學習興趣和自主學習能力[5]。此外，受到COVID-19 疫情的持續影響，線上教學已經加速成為我國高校教學的“新常態”，且已取得了一定的成效[6]。這些外部條件加速了線上線下混合式教學在高等教育教學中的發展和普及。

智能交通系統（Intelligent Traffic System，ITS）將先進的信息技術、數據通信技術、傳感器技術、電子控制技術以及計算機技術等有效地綜合運用于整個交通運輸管理體系，從而建立起一種大范圍內、全方位發揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統[7]。作為一門新興學科，智能交通系統具有多學科交叉融合、應用導向、緊跟前沿等特點，課程教學的核心目的在于培養學生應用先進的人工智能、大數據、互聯網信息等技術解決實際交通問題的思維和能力。顯然，傳統的單一教學模式已經無法滿足智能交通系統課程的教學要求。

綜合考慮內外部條件，開展智能交通系統課程的混合式教學可行且必要。然而，混合式教學作為一種新興的教學模式，其在開展方式、課程設計、效果評估等諸多方面還有待深入探索和實踐研究。如何充分結合線上、線下教學優勢，開展智能交通系統課程的混合式教學模式創新實踐自然成為一個重要議題。在這一背景下，本文以智能交通系統課程特點為基礎，以服務我國智能交通系統發展戰略[8]為導向，通過分析混合式教學實踐的關鍵教學問題，論證和分析混合式教學模式一體化解決方案的設計要點，以學生及教學需求為中心，就課程在線資源素材的構建、問題導向的教學互動設計、課堂教學的組織形式進行分析和實踐總結，提煉教學模式變革途徑和實現要點，為“新常態”下教學提供支持，樹立智能交通系統相關課程教學的典型范例。

一 智能交通系統課程概述

作為山東大學通識教育核心課程，智能交通系統涵蓋了智能運輸系統的主要內容，內容包括智能運輸系統的概念、智能運輸系統的關鍵技術、智能運輸系統規劃與設計、城市交通信號控制系統、智能交通管理系統、交通信息服務系統、智能車輛系統及智能貨運管理系統等方面。本課程在國內外智能運輸系統近年來最新成果的基礎上，結合智能交通領域的科研和教學實踐進行講授。通過本課程的學習，將使本科生掌握國際、國內智能交通系統的發展現狀與趨勢，掌握智能交通系統的技術基礎，了解智能交通系統的主要應用領域，認識智能交通系統發展中存在的問題，幫助學生了解智慧交通技術，走進智慧交通領域。

2019 年9 月中共中央、國務院印發的《交通強國建設綱要》將智慧交通納入到國家發展戰略層面[9]。隨著各級政府、研究機構以及相關企業的持續投入，智能交通系統正處在加速發展時期，相關理論方法和應用實踐正經歷快速更新迭代，這就要求智能交通系統課程教學必須緊跟發展前沿。顯然，傳統基于教材的基礎學科教學方式難以滿足智能交通系統課程的教學要求，線上資源更新較快，時效性較強的特征有助于學生了解國內外智能交通系統的最新發展。另一方面，智能交通系統作為一門新興學科，教材等線下可利用資源還較為缺乏，而豐富的線上資源能夠有效彌補線下學習資源的不足。不同于傳統基礎學科，智能交通系統是一門典型的多學科交叉融合學科，其通過融合應用多學科基礎理論與方法，嘗試建立解決交通運輸系統規劃設計、管理控制等相關問題的新方法和新思路。開展線下教學有助于加深學生對智能交通系統的理解，提升學生的學習興趣，激發學生的創造性，鍛煉學生獨立思考及解決實際問題的能力。

開展混合教學的最終目的是將線上和線下課程完美整合，提升學生學習的深度，引導學生對問題進行深入思考，逐步培養學生的創新精神和解決實際問題的能力。這就對智能交通系統課程混合式教學提出了以下要求：一方面，課程設計要實現線上資源的豐富度與拓展性，同時注重資源的篩選和質量把控；另一方面，選取智能交通系統的典型應用和最新發展成果作為線下教學案例，實現線上線下教學資源的有效整合。

本課程以山東大學“雙一流”建設對人才培養提出的要求為目標，對標一流課程建設要求，構建創新人才培養生態3.0 系統，基于通識核心品牌課程建設要求和在線課程建設標準，推動智能交通系統課程在教學設計、教學目標、教學內容、教學重點、教學方式及教學效果評價體系建設等方面進行深入研究，完善線上線下教學資源，其中包括充實教學內容、制定課程標準、健全課程評價指標、豐富課程資源等，形成了體現通識核心課程精神、指導思想明確、教學理念先進、教學設計科學、教學內容豐富、教學方法創新、符合通識核心課程建設標準以及具有可推廣價值的研究成果。

二 項目式教學設計

（一）教學目標

通過本次混合式教學模式下的項目式教學，引導學生掌握智能交通系統信息采集技術的種類及各自的應用場景、智能交通管理系統組成及功能，了解當前智能交通管理領域重點、難點、熱點等具體問題，熟悉并掌握交通問題解決的基本思路和實踐技能，具備較強的實踐能力、組織能力、科學研究能力。本課次作為一次混合式教學實踐，不僅關注學生知識的掌握，而且重點培養學生的思考和實踐能力，為課程目標的完成奠定了基礎。

（二）內容與資源

針對“智能交通系統技術基礎”和“智能交通管理系統”兩部分內容，教研組完善與優化了教學教案，錄制課程視頻，收集整理視頻教學資源庫和案例素材，提煉實踐資料，豐富和優化拓展性教學資源，建立了包括教學視頻及交互平臺在內的教學資源庫。本課次選取“智能交通系統技術基礎”和“智能交通管理系統”兩部分線上資源，組織學生完成線上相關概念性知識內容的“深度預習”（共4 課時）。所選取教學視頻見表1，教學視頻融合了教師錄制講授內容、演示動畫以及測試題目，形象地向學生傳授概念性知識，促使學生集中精力高效完成線上課程學習，掌握課程相關基礎知識。

表1 教學視頻節選

在“深度預習”之后，線下課堂（2 課時）由授課教師開展課程知識回顧與拓展，進一步梳理知識點；由授課教師布置課程項目內容，解析課程項目要求，針對課程項目要點分別進行課程項目討論，為下一步設計實踐方案及開展課程項目奠定基礎。在課程項目討論過程中滲透線上課程知識點，使學生更深層次地理解課程知識，幫助學生將理論知識轉化為具體實踐，整理課程項目全過程思路，培養開展交通調查、問題發現與解決方案提出的能力。

（三）過程與方法

在本次混合式教學活動設計上，以新工科發展為導向，運用基于項目的探究式教學模式，從傳統教學向導學轉變，以線上教學視頻內容為主體，結合課程項目任務，輔以知識拓展討論內容，將課程思政、概念性知識學習、課堂講授復習以及專業實踐融入混合式教學模式。采取啟發式+研討式+翻轉式教學形式，使在線課程與面對面課堂教學活動有機結合，激發學生自主學習意愿，改善學生的學習體驗，提升學生的學習效率，增強“交通強國”的歷史使命感，具體教學過程如下。

1 線上教學視頻觀看

利用4 課時的線上教學時長，分兩次布置學生觀看相關教學視頻，并完成教學視頻中的彈題，最后提交章節測試。

2 課程知識回顧與拓展

回顧線上課程所學內容，尤其是與課程項目相關的內容，并有針對性地拓展知識點，引導學生更深層次理解相關概念。強調如今交通發展中暴露出來的基礎性問題與大量研究使用的高新技術之間很大反差，在今后的工作中需要以服務出行者為目標，重視基礎技術發展與建設，同時不斷探索和尋求創新技術。

3 課程項目

課程項目規定智能交通系統相關主題，觀察生活，針對日常生活中的交通問題，提出相應的解決方案。學生自由分組，組內人數4～6 名，分工并加強團隊協作、促進思維碰撞。小組成員在課堂上進行討論交流，最終以報告形式完成，課程項目成績由教師打分和小組成員互評得分共同構成。課程項目主體及要求如下。

選題：大型傳統居住社區交通狀況提升方案。

背景：隨著我國城鎮化進程的加快，新建居住小區高標準的布局、高水準的管理為人民帶來了宜居的生活環境。但是作為承載著中國發展歷史的傳統居住社區卻在發展過程中問題日益凸顯，尤其是機動化快速發展的沖擊下，傳統社區的基礎設施條件滿足不了居民日益增長的出行需求。

要求：以小組為單位，選取身邊傳統居住社區，開展實地調查，了解傳統居住社區交通現狀，發現導致居民出行不便的問題，采集相關數據，運用課程學習到的相關知識，設計相應的解決方案（包括但不限于智慧化手段），并提出方案評價方法。

成果：社區交通提升方案報告，圖文并茂，不少于3 000 字，提交word 或pdf 版本，報告格式排版美觀。

針對課程項目要求要點，分別開展小組討論與師生交流，具體安排見表2。

表2 課堂討論

三 評價與反饋

課程充分利用在線課程平臺有效監控學生學習過程及學習行為，進行過程性評價，將學生線上學習情況納入課程評價體系。線上教學平臺提供交互空間，可供學生在學習的同時，對仍不清楚的問題進行提問，由其他同學或教師進行回答，形成即時反饋。本課次線下教學，學生在小組討論后以小組為單位進行問題回答，教師進行點評與補充，學生與老師之間有充分的交流時間，可將學生在學習和討論中遇到的困難和問題，及時反饋給教師。基于本次項目式教學和實踐調研形成的項目報告作為課程項目實踐內容，成績由教師打分和小組成員互評得分共同構成。最終通過線上和線下、過程性和終結性評價的融合，促進學生自主性學習、過程性學習和體驗式學習。

四 教學實踐及效果

本次項目式教學以課程思政、概念性知識學習、課堂講授復習以及專業實踐融合式教學為特色，綜合考慮學生已有知識水平，選取與課程相關的實際交通問題，在教師的引導下選擇自主查閱搜索、課堂討論交流等方式，使學生在解決實際問題的過程中更好地參與課堂教學，并且能夠主動地探索和解決問題，敢于提問、勤于思考和勇于實踐，通過教師與學生、學生與學生之間的思維交流產生了更多的創新火花，夯實了學生對理論知識的掌握，提高了學生的創新實踐能力。學生評價優異，參與過課程學習的學生普遍反映，選修該課程對其專業發展、個人成長與參與社會工作提供了積極有益的支持。

五 結束語

本文結合線上線下教學的優勢，從智能交通系統課程的特點出發，推進線上線下教學的深度融合，在教學設計、教學目標、教學內容、教學重點、教學方式及教學效果評價體系建設等方面進行了深入研究。該課程以山東大學“雙一流”學科建設為導向，旨在推動交通運輸學科教育理念更新、教學內容重構、教學方式優化和教學組織變革，通過聚焦智能交通發展前沿和實際應用場景，實現培養我國交通強國發展戰略所需高質量人才的目標。