“交通工程學(xué)”課程教學(xué)改革探究

[摘 要] “交通工程學(xué)”課程是交通運(yùn)輸專業(yè)的一門重要學(xué)科基礎(chǔ)課程。通過(guò)分析了課程的建設(shè)背景，從交通運(yùn)輸（卓越班）專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的角度闡述該課程開(kāi)設(shè)的必要性。從樹(shù)立學(xué)生系統(tǒng)工程思想，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的角度出發(fā)，闡述了課程建設(shè)的內(nèi)容，和以學(xué)生為中心的問(wèn)題驅(qū)動(dòng)和項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。

[關(guān)鍵詞] 交通工程學(xué);教學(xué)改革;工程教育

[作者簡(jiǎn)介] 李善梅（1982—），女，天津人，工學(xué)博士，講師，中國(guó)民航大學(xué)空中交通管理學(xué)院教師，主要從事空中交通流理論與教學(xué)研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）34-0192-03 ? ?[收稿日期] 2019-11-17

一、引言

“交通工程學(xué)”課程是全國(guó)高等學(xué)校交通工程教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)設(shè)定的交通運(yùn)輸專業(yè)的五門主干課之一[1]，同時(shí)也是我校交通運(yùn)輸（卓越試點(diǎn)班）專業(yè)的一門重要學(xué)科基礎(chǔ)課程。其目的是引導(dǎo)學(xué)生了解交通工程學(xué)的研究范圍及其發(fā)展趨勢(shì);理解“交通工程學(xué)”的基本理論;掌握“交通工程學(xué)”的基本方法，培養(yǎng)其具備系統(tǒng)工程的思想以及解決實(shí)際交通問(wèn)題的工程實(shí)踐與工程創(chuàng)新能力，為交通運(yùn)輸（卓越試點(diǎn)班）專業(yè)學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)和工作中解決實(shí)際問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。

二、課程背景

隨著民航事業(yè)的不斷發(fā)展，航班量逐漸增多，加之“人—機(jī)—環(huán)”的不確定因素的影響，空中交通系統(tǒng)越發(fā)復(fù)雜?？展懿块T把空中交通管制（ATC）上升到空中交通管理（ATM），公司簽派部門的培訓(xùn)也開(kāi)始注重從技能型向管理型傾斜。因此，交通運(yùn)輸專業(yè)以往采用重復(fù)性訓(xùn)練方式以提高學(xué)生對(duì)技能的熟練程度已不能滿足“以市場(chǎng)為導(dǎo)向”的需求，相關(guān)單位也反映出部分學(xué)生上手快，后勁不足的特點(diǎn)[2]。究其原始是缺乏對(duì)空中交通系統(tǒng)內(nèi)在本質(zhì)的理解，缺少系統(tǒng)工程思維和創(chuàng)新思維的訓(xùn)練。

“交通工程學(xué)”最重要的方法論基礎(chǔ)就是系統(tǒng)分析和系統(tǒng)工程，以系統(tǒng)工程原理來(lái)分析和解決交通領(lǐng)域中工程、教育、法規(guī)、環(huán)境、能源和經(jīng)濟(jì)等六方面的問(wèn)題[3]。通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，可培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程的思維和構(gòu)建復(fù)雜交通系統(tǒng)的能力。另外，該課程是一門理論性和應(yīng)用性較強(qiáng)的課程[4]，利于提高學(xué)生工程構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作（CDIO）的能力，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生具有“大交通”的理念[5]，成為能夠運(yùn)用宏觀交通理念解決空中交通問(wèn)題的復(fù)合型人才。

三、課程建設(shè)內(nèi)容和心得

課程的開(kāi)設(shè)，考慮了課程之間的銜接，在第5學(xué)期進(jìn)行。通過(guò)學(xué)習(xí)前續(xù)課程，如概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、線性代數(shù)、空中交通系統(tǒng)優(yōu)化與管理、仿真技術(shù)基礎(chǔ)等基本數(shù)學(xué)知識(shí)和仿真工具的基礎(chǔ)上，將有助于學(xué)生對(duì)交通流理論、通行能力計(jì)算等基本理論的學(xué)習(xí)。同時(shí)，對(duì)后續(xù)課程，如空中交通流量管理及協(xié)同運(yùn)行、初高級(jí)項(xiàng)目、畢業(yè)設(shè)計(jì)等課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

課程的內(nèi)容，考慮到空管方向的特點(diǎn)，講授以下內(nèi)容：緒論、交通特性、交通調(diào)查、道路交通流理論、道路通行能力、道路交通規(guī)劃、城市道路交通管理、道路交通與環(huán)境保護(hù)，共設(shè)置36個(gè)課時(shí)。

（一）課程存在不足

目前，該課程在教學(xué)內(nèi)容方面存在一定不足，難以滿足專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中“大工程觀”的養(yǎng)成，以及工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)要求，主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)。

1.由于“交通工程學(xué)”是新開(kāi)設(shè)的課程，而且主要是關(guān)于道路交通方面的內(nèi)容。雖然該課程被定位為交通運(yùn)輸（卓越班）專業(yè)的學(xué)科基礎(chǔ)課，但部分學(xué)生對(duì)該課程的重要性認(rèn)識(shí)不足，降低了學(xué)習(xí)興趣，最終影響了學(xué)習(xí)效果。

2.“交通工程學(xué)”是一門交叉性的課程[6]，包含知識(shí)點(diǎn)較多，有些知識(shí)點(diǎn)學(xué)生不清楚學(xué)完之后能有什么用，因此，部分學(xué)生易產(chǎn)生厭學(xué)情緒，學(xué)習(xí)的積極性不高，難以實(shí)現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)中要求的工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.“交通工程學(xué)”涉及內(nèi)容既有交通工程領(lǐng)域的基本理論知識(shí)，又有實(shí)際工程應(yīng)用中的實(shí)際問(wèn)題的解決思路，對(duì)于剛開(kāi)始接觸專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)生來(lái)說(shuō)，缺乏實(shí)際的認(rèn)知，學(xué)習(xí)過(guò)程中，往往表現(xiàn)出重視基本理論知識(shí)的學(xué)習(xí)而忽視該課程的應(yīng)用性部分的內(nèi)容，從而影響其對(duì)基本概念、思想、理論和方法的理解，分析和解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力不足。

綜合來(lái)看，上述不足嚴(yán)重影響了學(xué)生系統(tǒng)工程思想的樹(shù)立以及工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，亟須對(duì)“交通工程學(xué)”課程的教學(xué)進(jìn)行改革。

（二）課程教學(xué)改革

通過(guò)對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行審思，對(duì)本課程的教學(xué)內(nèi)容和方法進(jìn)行探索性改革，并取得了一定的效果。

1.針對(duì)上述第一個(gè)不足，為了增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該課程重要性的認(rèn)識(shí)，在第一次課上，通過(guò)向同學(xué)們們回答“這門課是干什么的？為什么要學(xué)這門課？學(xué)完這門課能干什么？怎樣才能學(xué)好這門課？”等4個(gè)問(wèn)題，來(lái)闡述“交通工程學(xué)”的定義、研究范圍及其特點(diǎn)、課程開(kāi)設(shè)的必要性，提高學(xué)生對(duì)本課程的認(rèn)識(shí)高度、如何將課程理論方法與空管問(wèn)題相結(jié)合等內(nèi)容。

俗話說(shuō)良好的開(kāi)端是事情成功的一半。通過(guò)回答上述四個(gè)問(wèn)題，在一定程度上激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。

2.采用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法[7]?；趩?wèn)題驅(qū)動(dòng)的教育教學(xué)模式能啟發(fā)學(xué)生思考，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和意識(shí)?！敖煌üこ虒W(xué)”具有宏觀、抽象、知識(shí)點(diǎn)多、涉及面廣、貼近生活等特點(diǎn)，適合采用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、促使學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際。這里主要包含兩類問(wèn)題：知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)前的引入問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)后的空管應(yīng)用問(wèn)題。

通過(guò)提問(wèn)題的方式，讓學(xué)生真正“懂得”“交通工程學(xué)”的研究?jī)?nèi)容，培養(yǎng)系統(tǒng)工程思想。同時(shí)提高其工程創(chuàng)新能力，利于形成新知識(shí)，培養(yǎng)其科學(xué)素養(yǎng)。

3.為了提高學(xué)生對(duì)應(yīng)用性部分的認(rèn)識(shí)，在教學(xué)中增加了實(shí)踐環(huán)節(jié)。如在交通調(diào)查一章可布置一項(xiàng)交通量調(diào)查項(xiàng)目，并基于matlab對(duì)交通數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖分析。通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際，加深學(xué)生對(duì)概念的直觀理解，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)交通實(shí)質(zhì)的理解，訓(xùn)練了其工程構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作（CDIO）的能力，有助于培養(yǎng)其工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力[8]。

通過(guò)上述改進(jìn)措施，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)該課程重要性的認(rèn)識(shí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和積極性，使其主動(dòng)參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái)，體現(xiàn)以學(xué)生為主的教學(xué)模式。

四、課程建設(shè)思路

作為理論性和工程性較強(qiáng)的“交通工程學(xué)”課程建設(shè)，應(yīng)以達(dá)到工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)為主要目標(biāo)，展開(kāi)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的改革。

（一）教學(xué)大綱改進(jìn)

由于目前的實(shí)踐主要由學(xué)生在課外時(shí)間自覺(jué)完成，盡管大部分學(xué)生完成較好，但也有部分學(xué)生沒(méi)有認(rèn)真完成。因此，需要增加課內(nèi)實(shí)踐教學(xué)，并增加實(shí)踐項(xiàng)目。將課程真正置于整個(gè)培養(yǎng)體系中，給學(xué)生提供基本工程問(wèn)題的構(gòu)建、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)的體驗(yàn)機(jī)會(huì)，促進(jìn)學(xué)生工程能力、創(chuàng)新能力、溝通交流能力等的提高[9]。在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師輔以指導(dǎo)，并通過(guò)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)、交流過(guò)程增強(qiáng)學(xué)生基本工程問(wèn)題的實(shí)踐體驗(yàn)。

（二）問(wèn)題與項(xiàng)目設(shè)計(jì)

為落實(shí)教學(xué)大綱規(guī)定，使學(xué)生能夠掌握比較深入的基本原理，理解工程實(shí)踐的思想和方法，將基本理論與工程實(shí)踐問(wèn)題有機(jī)地結(jié)合，將問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的教學(xué)方法引入課程教學(xué)活動(dòng)中?；趩?wèn)題驅(qū)動(dòng)的教育教學(xué)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和意識(shí)，有利于實(shí)現(xiàn)成果導(dǎo)向教育目標(biāo)，達(dá)到工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，是一種啟發(fā)式教學(xué)模式[10]。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，通過(guò)完成項(xiàng)目進(jìn)行主動(dòng)的自主探索學(xué)習(xí)，并在完成既定項(xiàng)目的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行工程實(shí)踐活動(dòng)，是一種探究式教學(xué)模式[11]。

針對(duì)各章內(nèi)容，對(duì)教學(xué)前的引入問(wèn)題和教學(xué)后的空管應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行設(shè)計(jì)，如表1所示。

同時(shí)對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目進(jìn)行了分層設(shè)計(jì)，如表2所示。

五、結(jié)論

本文從“以學(xué)生為中心”的新視角切入，對(duì)空中交通管理方向“交通工程學(xué)”教學(xué)進(jìn)行深入改革。本文闡述了“交通工程學(xué)”開(kāi)設(shè)的必要性。在對(duì)課程現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容和方式進(jìn)行了比較深入的思考，提出了存在的不足。根據(jù)存在的不足，提出基于問(wèn)題驅(qū)動(dòng)與項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的教學(xué)方法，并對(duì)問(wèn)題和項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)改革，樹(shù)立學(xué)生系統(tǒng)工程思想，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力。

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