復(fù)雜工程問(wèn)題背景下“交通工程學(xué)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)改革研究

孫超　姚明　劉志強(qiáng)　張瑋　馬劍英

摘要：文章以解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)為指導(dǎo)，從課程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與內(nèi)容調(diào)整、學(xué)生參與方法改善、考核體系優(yōu)化等方面探索復(fù)雜工程問(wèn)題與課程設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的教學(xué)改革方法。課程設(shè)計(jì)實(shí)踐效果表明，在課程設(shè)計(jì)中引入復(fù)雜工程案例，可以提高學(xué)生在小組合作中的參與度，增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力、合作意識(shí)和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：交通工程;課程設(shè)計(jì);復(fù)雜工程問(wèn)題;教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2020）13-0174-02

現(xiàn)代工程問(wèn)題大都是跨專(zhuān)業(yè)、跨學(xué)科的系統(tǒng)綜合體，許多傳統(tǒng)理論方法體系已經(jīng)難以解決融合社會(huì)、人文、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等背景的復(fù)雜工程問(wèn)題。因此《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)》在2015年的修訂版中，首次提到“復(fù)雜工程問(wèn)題”，并將解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力納入畢業(yè)的核心要求中[1]。高校課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的重要環(huán)節(jié)，因此如何將解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)融入課程設(shè)計(jì)內(nèi)容、設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方式中去，是當(dāng)前工科教學(xué)面臨的重要問(wèn)題。

交通工程是研究交通系統(tǒng)中人、車(chē)、路、環(huán)境、能源等的現(xiàn)象與機(jī)理，探索交通事故最少，出行效率最大，運(yùn)輸成本最低，環(huán)境影響最小，節(jié)能效果最好的交通系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)與管理的學(xué)科。交通工程交叉融合多門(mén)學(xué)科，旨在運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、城市科學(xué)、工程學(xué)等理論知識(shí)，破解擁堵、事故、資源浪費(fèi)等城市交通問(wèn)題[2]。“交通工程學(xué)”課程重點(diǎn)講授交通工程學(xué)科的基礎(chǔ)理論方法，其實(shí)踐課程“交通工程學(xué)課程設(shè)計(jì)”一直以來(lái)側(cè)重于單一工程問(wèn)題的求解，對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的實(shí)踐分析一直沒(méi)有納入課程大綱中[3]。

一、現(xiàn)行課程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

“交通工程學(xué)課程設(shè)計(jì)”的要求是讓學(xué)生對(duì)實(shí)際交通工程案例進(jìn)行分析研究，從而發(fā)現(xiàn)其中的不足并提出改進(jìn)措施，主要目標(biāo)是使學(xué)生了解交通工程學(xué)基礎(chǔ)理論和應(yīng)用，了解實(shí)際工程問(wèn)題的特征和需求，熟練掌握交通工程學(xué)在實(shí)際問(wèn)題中的分析方法，為交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)與管理等相關(guān)問(wèn)題提供可靠、有效的改善意見(jiàn)及方案。目前交通工程課程設(shè)計(jì)存在以下不足：

（1）分組式課程設(shè)計(jì)，學(xué)生任務(wù)分配不均衡。目前“交通工程學(xué)課程設(shè)計(jì)”基本采用分組式設(shè)計(jì)方法，分組式設(shè)計(jì)通常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生工作量分配不均衡問(wèn)題，部分積極性高、能力強(qiáng)的學(xué)生完成大部分設(shè)計(jì)內(nèi)容，而部分缺乏積極性的學(xué)生課程設(shè)計(jì)參與度較低。（2）課程設(shè)計(jì)案例單一，理論知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用受到限制。對(duì)不同的分組，課程設(shè)計(jì)案例通常是解決同一類(lèi)工程問(wèn)題，比如不同小組對(duì)不同的城市交叉口進(jìn)行優(yōu)化，因此課程設(shè)計(jì)通常只涉及1—2種交通工程理論。（3）小組重復(fù)工作與創(chuàng)新性之間的矛盾。在各組解決同一類(lèi)工程問(wèn)題的基礎(chǔ)上，學(xué)生之間的相互交流會(huì)導(dǎo)致各組完成設(shè)計(jì)的方案具有相似性。（4）課程設(shè)計(jì)與復(fù)雜工程問(wèn)題之間的聯(lián)系不緊密。單一的工程問(wèn)題設(shè)計(jì)不能很好地描述復(fù)雜工程問(wèn)題，這就需要進(jìn)一步緊密聯(lián)系課程設(shè)計(jì)與復(fù)雜工程問(wèn)題。

二、復(fù)雜工程問(wèn)題背景下的課程設(shè)計(jì)改革方案

為培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，本文從設(shè)計(jì)大綱、設(shè)計(jì)活動(dòng)和考核方式等環(huán)節(jié)，進(jìn)行“交通工程學(xué)課程設(shè)計(jì)”改革。

（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜工程問(wèn)題，學(xué)生自選設(shè)計(jì)模塊。布置系統(tǒng)性、綜合性的課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，全面訓(xùn)練學(xué)生課程實(shí)踐能力。學(xué)生自主選擇參與復(fù)雜工程問(wèn)題中的子模塊，激發(fā)學(xué)生課程設(shè)計(jì)興趣。（2）全面合作創(chuàng)新的課程設(shè)計(jì)方式。設(shè)計(jì)的復(fù)雜工程問(wèn)題各子模塊層層遞進(jìn)、互相關(guān)聯(lián)，學(xué)生不僅在同一子模塊中需要相互合作，在子模塊之間也要相互協(xié)作交流，有助于學(xué)生在面對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題過(guò)程中的人際交往和團(tuán)隊(duì)合作能力的提升。（3）整體與部分相統(tǒng)一的考核模式。各模塊小組通過(guò)課程設(shè)計(jì)報(bào)告和答辯方式展示成果，通過(guò)模塊之間的遞進(jìn)關(guān)系可以從整體上考核各小組的完成質(zhì)量，同時(shí)子模塊的設(shè)計(jì)效果也能反映小組內(nèi)部的完成狀況。（4）注重復(fù)雜工程問(wèn)題的求解過(guò)程及思路，開(kāi)拓學(xué)生視野。在求解復(fù)雜工程問(wèn)題的過(guò)程中，通過(guò)借助網(wǎng)絡(luò)資源、圖書(shū)資源等來(lái)解決實(shí)踐中遇到的困難，并了解交通工程領(lǐng)域的新技術(shù)、新發(fā)展，從而拓寬視野。

三、復(fù)雜工程問(wèn)題背景下“交通工程學(xué)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)改革案例

結(jié)合2019年度交通工程專(zhuān)業(yè)大四上半學(xué)年的“交通工程學(xué)課程設(shè)計(jì)”課程，江蘇大學(xué)交通工程課程組對(duì)該課程進(jìn)行了上述改革調(diào)整，確定了主題為“常州市武進(jìn)高鐵站交通影響評(píng)價(jià)”的課程設(shè)計(jì)。

學(xué)生根據(jù)興趣選擇相應(yīng)子模塊，完成的設(shè)計(jì)成果主要為：（1）現(xiàn)狀交通調(diào)查及分析。通過(guò)實(shí)地交通調(diào)查，分析現(xiàn)狀：交通不足。（2）相關(guān)規(guī)劃解讀。查閱相關(guān)規(guī)范、法律法規(guī)，總結(jié)未來(lái)交通規(guī)劃狀況。（3）高鐵站客運(yùn)量預(yù)測(cè)。（4）接駁方式規(guī)模測(cè)算：公交場(chǎng)站、出租車(chē)場(chǎng)、社會(huì)車(chē)場(chǎng)、非機(jī)動(dòng)車(chē)位等。（5）交通需求預(yù)測(cè)。（6）高鐵站交通影響分析。（7）交通改善措施。（8）交通仿真分析。具體成果如圖1所示。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，學(xué)生都積極參與到各模塊中，通過(guò)各知識(shí)的交叉融合、模塊之間的合理銜接，能夠系統(tǒng)有效地解決復(fù)雜工程問(wèn)題。

四、結(jié)語(yǔ)

解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力培養(yǎng)是高等學(xué)校工科專(zhuān)業(yè)當(dāng)前教學(xué)改革的熱點(diǎn)方向之一。大學(xué)生工程理論知識(shí)學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)解決方案、研究和使用現(xiàn)代工具、溝通等能力的提高，對(duì)我國(guó)高等學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著重要意義?！敖煌üこ虒W(xué)”課程特征就是多學(xué)科交叉融合，涉及工程問(wèn)題系統(tǒng)復(fù)雜，因此，處理好理論教學(xué)與復(fù)雜工程問(wèn)題思維培養(yǎng)的融合問(wèn)題是提高“交通工程學(xué)課程設(shè)計(jì)”教學(xué)質(zhì)量的重中之重。通過(guò)在“交通工程學(xué)課程設(shè)計(jì)”課程教學(xué)中引入復(fù)雜工程問(wèn)題設(shè)計(jì)的改革嘗試，大學(xué)生的協(xié)作精神、交流能力、創(chuàng)新意識(shí)、工程思維都得到了很大提升，課程設(shè)計(jì)的成果也有著質(zhì)的飛躍，收到了較好的教學(xué)改革效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣宗禮.本科工程教育：聚焦學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的培養(yǎng)[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2016，（11）：27-30.

[2]陳峻，程建川，王衛(wèi).面向信息化發(fā)展的專(zhuān)業(yè)人才綜合能力培養(yǎng)改革——以交通工程專(zhuān)業(yè)為例[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2016，（S2）：144-145.

[3]鄧社軍，于世軍，劉路，等.面向畢業(yè)要求達(dá)成的交通工程專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程體系改革探索[J].教育教學(xué)論壇，2019，（42）：132-134.

Research on the Teaching Reform of "Curriculum Design of Traffic Engineering" under the Background of Complex Engineering Problems

SUN Chao，YAO Ming，LIU Zhi-qiang，ZHANG Wei，MA Jian-ying

（School of Automotive and Traffic Engineering，Jiangsu University，Zhenjiang，Jiangsu 212013，China）

Abstract：Guided by raising the ability of solving the complex engineering problems，the method of teaching reform of harmonization the complex engineering problems and curriculum design is explored.And the method of teaching reform contains structure and content adjustment of curriculum design，improvement of students'participatory method，optimization of evaluation system，and so on.Practical results of curriculum design show that the degree of team participation，the students'innovation ability，cooperative awareness and ability of solving the complex engineering problems can be increased through introducing the project case of complex engineering.

Key words：Traffic Engineering;Curriculum Design;Complex Engineering Problems;Teaching Reform