基于“模型—計算實驗—應(yīng)用”視角的交通規(guī)劃課程教學(xué)內(nèi)容和模式創(chuàng)新研究

朱興琳，李雪蓮，唐 茜

摘要：基于交通規(guī)劃課程改革必要性，從課程教學(xué)內(nèi)容、實踐、實驗教學(xué)以及課程考試等方面，提出了“模型—計算實驗—應(yīng)用”視角下的交通規(guī)劃課程教學(xué)內(nèi)容改革以及模式的創(chuàng)新，提高學(xué)生在數(shù)學(xué)建模、軟件應(yīng)用等方面的綜合能力，滿足新形勢下創(chuàng)新型交通規(guī)劃人才培養(yǎng)的需要。

關(guān)鍵詞：交通規(guī)劃；教學(xué)內(nèi)容；模式創(chuàng)新

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）50-0030-02

一、交通規(guī)劃課程改革的必要性

交通規(guī)劃是交通工程專業(yè)核心課程之一，它解決的是交通規(guī)劃的理念、原則、思路、程序、步驟與模型方法等問題。通過這門課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)使學(xué)生能夠充分掌握交通規(guī)劃的步驟及重要的規(guī)劃理論模型，并具備一定的交通建模學(xué)術(shù)視野和理性分析技能，該課程對于學(xué)生專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)和從業(yè)能力提高都具有舉足輕重的地位。20世紀(jì)80年代交通規(guī)劃進(jìn)入我國，在我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)優(yōu)化決策方面交通規(guī)劃學(xué)科提供了重要的基礎(chǔ)技術(shù)支撐。然而，新形勢下特大、大城市交通基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)過大規(guī)模建設(shè)之后已逐漸趨于緩和，交通規(guī)劃工作已由建設(shè)之初注重建設(shè)規(guī)劃轉(zhuǎn)向了建設(shè)與管理并重，即由粗放型轉(zhuǎn)向了精細(xì)型，更加注重用科學(xué)的理論和方法來解決現(xiàn)代交通問題。目前交通規(guī)劃課程的教學(xué)內(nèi)容和模式顯然與現(xiàn)代交通科學(xué)的發(fā)展尚不相適應(yīng)。現(xiàn)代交通科學(xué)的本質(zhì)在于采用自然科學(xué)的方法來理解交通行為，用數(shù)學(xué)模型刻畫交通現(xiàn)象，用計算機(jī)模擬方法提供計算實驗，從而揭示交通流的演變規(guī)律和交通擁堵的形成機(jī)理，解決出現(xiàn)的交通問題。因此，為滿足新形勢下創(chuàng)新型交通規(guī)劃人才培養(yǎng)的需要，在《交通規(guī)劃》課程教學(xué)中必須貫徹科學(xué)研究對于新形勢下交通規(guī)劃的要求，必須注重傳統(tǒng)規(guī)劃理論與方法的更新，必須給學(xué)生提供一個能夠運(yùn)用新的手段去親身實踐的創(chuàng)新平臺。

針對交通規(guī)劃課程教學(xué)中存在的不足，以“模型—計算實驗—應(yīng)用”為教學(xué)改革主線，對交通規(guī)劃課程教學(xué)內(nèi)容和模式進(jìn)行創(chuàng)新研究。

二、交通規(guī)劃課程教學(xué)內(nèi)容改革

1.交通工程專業(yè)培養(yǎng)計劃的梳理和調(diào)整。本專業(yè)方向以培養(yǎng)具有道路系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計、城市及區(qū)域交通規(guī)劃、交通工程項目設(shè)計，能在國家與省、市的發(fā)展計劃部門、交通規(guī)劃與設(shè)計部門、交通管理部門等從事交通運(yùn)輸規(guī)劃、交通工程設(shè)計、交通控制系統(tǒng)開發(fā)等方面工作的高級工程技術(shù)人才為目標(biāo)。引進(jìn)和借鑒國內(nèi)外交通工程專業(yè)課程設(shè)置、實驗實踐實習(xí)等研究成果，梳理了前修課程，包括數(shù)學(xué)建模、運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)工程、計算機(jī)編程、交通工程學(xué)、交通調(diào)查與分析等課程的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)時間，營造了相互銜接的交通規(guī)劃課程教學(xué)環(huán)境。為避免課程內(nèi)容重復(fù)，同時保證課程之間相互銜接，對部分課程進(jìn)行了調(diào)整，如交通調(diào)查與分析是交通工程學(xué)中一個章節(jié)，則不單獨開設(shè)此課，將該部分內(nèi)容放入交通工程學(xué)中，結(jié)合現(xiàn)場實驗課詳細(xì)講授；將系統(tǒng)工程與交通工程學(xué)教學(xué)時間進(jìn)行了調(diào)整。另外加強(qiáng)了計算機(jī)技術(shù)內(nèi)容，在原有計算機(jī)基礎(chǔ)、C語言等基礎(chǔ)課程基礎(chǔ)上，增設(shè)了專業(yè)方向（規(guī)劃與管理）交通仿真技術(shù)課程，加強(qiáng)本科生實際應(yīng)用能力培養(yǎng)。

2.基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容改革。所謂交通規(guī)劃，是指根據(jù)特定交通系統(tǒng)的現(xiàn)狀與特征，用科學(xué)的方法預(yù)測交通系統(tǒng)交通需求的發(fā)展趨勢及交通需求發(fā)展對交通系統(tǒng)交通供給的要求，確定特定時期交通供給的建設(shè)任務(wù)、建設(shè)規(guī)模及交通系統(tǒng)的管理模式、控制方法，以達(dá)到交通系統(tǒng)交通需求與交通供給之間的平衡，實現(xiàn)交通系統(tǒng)的安全、暢通與節(jié)能、環(huán)保的目的[2]。本次教學(xué)內(nèi)容改革中引入交通網(wǎng)絡(luò)建模、空間區(qū)位理論，增加城市物流規(guī)劃內(nèi)容，改變以往描述性的交通規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)了基礎(chǔ)理論教學(xué)，形成以交通建模為核心的教學(xué)內(nèi)容。

三、交通規(guī)劃課程實驗教學(xué)內(nèi)容改革

《交通規(guī)劃》課程實驗教學(xué)內(nèi)容重點在培養(yǎng)學(xué)生軟件應(yīng)用能力。它的重要性體現(xiàn)在它能將基礎(chǔ)理論知識與實踐應(yīng)用相結(jié)合，即需要知識的積累，也需要知識的實際應(yīng)用。軟件的許多應(yīng)用模塊全部是基于交通規(guī)劃的基本理論生成的，如在進(jìn)行交通生成預(yù)測時，軟件提供了交叉分類法、回歸法、離散選擇法等基本方法，只要具備了原始數(shù)據(jù)、設(shè)置好各項參數(shù)，就可以得到預(yù)測結(jié)果。構(gòu)建實驗教學(xué)平臺，包括交通仿真軟件、數(shù)值計算軟件、地理信息系統(tǒng)軟件，注重培養(yǎng)學(xué)生對交通流和交通網(wǎng)絡(luò)流的分析模擬計算能力，實現(xiàn)學(xué)生能夠運(yùn)用規(guī)劃軟件進(jìn)行實際項目操作的目標(biāo)。2012年我院利用中央與地方共建高校項目購置了供實驗教學(xué)使用的交通信息采集系統(tǒng)，如雷達(dá)測距儀、視頻采集儀、微波交通調(diào)查儀，同時利用實際交通科研項目將采集到的現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)接入到實驗室，同時利用數(shù)據(jù)庫、信息融合等基礎(chǔ)理論技術(shù)，建立了交通信息采集與處理評價系統(tǒng)實驗平臺。這給學(xué)生提供了一個利用在真實環(huán)境下進(jìn)行交通方案改善及修正理想條件下的研究成果的平臺。

實驗教學(xué)內(nèi)容主要由兩部分組成：一是專項規(guī)劃案例教學(xué)。結(jié)合各種規(guī)劃案例，包括公路網(wǎng)規(guī)劃案例、城市道路網(wǎng)規(guī)劃案例、公共交通規(guī)劃案例、城市軌道交通規(guī)劃案例、交通項目評價影響案例及停車場規(guī)劃案例等等，使學(xué)生熟悉各專項規(guī)劃的基本流程及規(guī)劃原理；二是重點培養(yǎng)學(xué)生交通建模能力和交通規(guī)劃操作能力，加強(qiáng)學(xué)生進(jìn)行交通軟件操作學(xué)習(xí)，包括交通仿真軟件TransCAD、VISSUM、EMME-3、CUBE等，交通制圖軟件AutoCAD，地理信息系統(tǒng)軟件MapInfor、ArcGis，數(shù)理統(tǒng)計分析軟件SPSS以及EXCEL等。兩部分內(nèi)容相輔相成，缺一不可，案例教學(xué)采用課堂講授與學(xué)生討論的形式，而軟件學(xué)習(xí)則是實驗室指導(dǎo)與學(xué)生自學(xué)相結(jié)合的形式。

四、《交通規(guī)劃》課程實踐教學(xué)改革

交通規(guī)劃是一門應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，實踐教學(xué)作為理論聯(lián)系實際的重要環(huán)節(jié)，對大學(xué)生創(chuàng)新思維、動手能力和分析問題及解決問題能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，而這也是工程應(yīng)用型人才所必須具備的能力。交通規(guī)劃課程的實踐教學(xué)包括交通調(diào)查實習(xí)、軟件應(yīng)用實習(xí)和課程設(shè)計等。實踐教學(xué)改革采用案例調(diào)研和分析式的實踐教學(xué)方式，并和理論教學(xué)相互穿插，建立從表象認(rèn)知到提高交通現(xiàn)象洞察能力的實踐環(huán)節(jié)框架。

1.交通調(diào)查實習(xí)改革。交通調(diào)查是進(jìn)行交通規(guī)劃的前提和基礎(chǔ)，關(guān)系到整個規(guī)劃的成敗，因此具有十分重要的地位。傳統(tǒng)做法是教師扶著學(xué)生開展實踐活動，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。近年來，交通運(yùn)輸工程系與基層有關(guān)部門開展了廣泛的交流與合作，結(jié)合學(xué)生實習(xí)，在當(dāng)?shù)亻_展了《交通規(guī)劃課程設(shè)計》教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，把學(xué)校教學(xué)與為基層解決實際問題緊密結(jié)合。尤其是交通大調(diào)查前期調(diào)查方案設(shè)計工作中，將案例調(diào)研和分析式的實踐教學(xué)方式融合在一起，教師給予學(xué)生充分的自由，這是教師真正站到指導(dǎo)實踐位置上的新型實踐教學(xué)模式，放手讓他們進(jìn)行方案設(shè)計、人員組織及協(xié)調(diào)工作，并進(jìn)行及時指導(dǎo)。實現(xiàn)實踐教學(xué)與課堂教學(xué)的有機(jī)融合，以此培養(yǎng)學(xué)生獨立工作的能力，充分發(fā)揮其主觀能動性。

2.課程設(shè)計。課程設(shè)計是對所學(xué)交通規(guī)劃理論和方法的總結(jié)和深化，其目的是鞏固學(xué)生所學(xué)基本知識、基本理論、基本方法；熟悉并掌握交通規(guī)劃的各種方法、內(nèi)容、步驟、注意事項；培養(yǎng)學(xué)生收集有關(guān)交通調(diào)查數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理與分析的基本技能；訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用本課程及相關(guān)專業(yè)知識，解決交通規(guī)劃實際問題的能力；通過理論和實踐的緊密結(jié)合，重點提高學(xué)生分析問題、解決問題的實踐動手能力，為培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才打下堅實的基礎(chǔ)。課程設(shè)計學(xué)時一般為兩周，題目選擇一個簡化的交通規(guī)劃課題，可以以4～5個交通小區(qū)的區(qū)域展開，指導(dǎo)教師給出規(guī)劃要求、規(guī)劃年限、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)等原始數(shù)據(jù)，學(xué)生根據(jù)給定的條件，利用交通規(guī)劃理論知識，借助計算機(jī)軟件，完成原始數(shù)據(jù)的分析與處理、交通需求與社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相關(guān)性分析、交通需求預(yù)測，給出規(guī)劃方案并對其進(jìn)行評價。在此過程中，學(xué)生通過方案設(shè)計、軟件應(yīng)用、編程計算等能夠全面提高自己。

3.軟件應(yīng)用實習(xí)。作為工程應(yīng)用型人才，掌握一定的本行業(yè)專業(yè)軟件是必備的基本技能之一。交通規(guī)劃由于要處理海量的數(shù)據(jù)更是需要計算機(jī)輔助完成。學(xué)生通過軟件實習(xí)，不但能夠進(jìn)一步了解交通規(guī)劃的基本原理，加強(qiáng)對專業(yè)基礎(chǔ)知識的認(rèn)識和了解，而且通過實際操作，交通規(guī)劃理論的實際應(yīng)用能力也得到提高，有利于糾正學(xué)生認(rèn)為學(xué)完交通規(guī)劃課程以后沒有用處的錯誤觀點。利用交通規(guī)劃軟件提供的眾多模型和方法，結(jié)合教學(xué)案例完成交通分配、路徑選擇、物流規(guī)劃、公交規(guī)劃等實際應(yīng)用過程教學(xué)訓(xùn)練，讓學(xué)生掌握利用軟件進(jìn)行交通規(guī)劃基本方法。

軟件應(yīng)用實習(xí)采用案例教學(xué)啟發(fā)式教學(xué)方法，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如在規(guī)劃軟件實習(xí)課上可向?qū)W生展示各大中城市綜合交通規(guī)劃圖、交通組織圖，調(diào)動學(xué)習(xí)積極性。案例選擇得當(dāng)，可以使學(xué)生更快掌握操作方法，達(dá)到事半功倍的效果。案例有虛擬案例和實際項目案例，各有優(yōu)缺點。通常在教學(xué)案例中，根據(jù)需要，將兩種案例形式結(jié)合使用。先通過虛擬案例，從簡單開始，再從實際項目中抽取復(fù)雜一點的案例，進(jìn)行實踐性訓(xùn)練。由簡入繁，循序漸進(jìn)地展開教學(xué)。

五、教學(xué)組織形式和考核方式改革

采用學(xué)習(xí)團(tuán)隊式的分組教學(xué)組織形式，組內(nèi)成員合理分工，共同完成課程作業(yè)和案例調(diào)研，組織各團(tuán)隊的成果交流；改變側(cè)重個人考試成績的考評方式，在學(xué)生個人理論考核成績、小組調(diào)研報告成績的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合評定。

六、結(jié)束語

在新的交通形勢下，傳統(tǒng)交通規(guī)劃理論和方法與現(xiàn)代交通科學(xué)的發(fā)展尚不相適應(yīng)，不利于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。提出“模型-計算實驗-應(yīng)用”視角的交通規(guī)劃課程教學(xué)內(nèi)容改革以及模式創(chuàng)新，通過對專業(yè)人才培養(yǎng)方案的梳理和調(diào)整，實踐、實習(xí)環(huán)節(jié)以及考核方式等方面進(jìn)行改革，以此培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

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基金項目：2012年新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)援疆干部教學(xué)研究項目；2012年新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗室建設(shè)與管理改革項目

作者簡介：朱興琳（1971—），女，新疆烏魯木齊市人，博士，副教授，主要從事交通工程教學(xué)研究。