智能交通系統(tǒng)課程混合式項(xiàng)目式教學(xué)探索實(shí)踐

王 旭，戴榮健，張汝華

（山東大學(xué) 齊魯交通學(xué)院，濟(jì)南 250002）

線上線下混合式教學(xué)是互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)在教育教學(xué)中深度融合與應(yīng)用的一種新型教學(xué)模式[1]。混合式教學(xué)模式結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)，既能夠發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過(guò)程的主導(dǎo)作用，又能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，因而受到各高校的高度重視。從發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，線下教育與線上教育的有機(jī)融合將成為教育高質(zhì)量發(fā)展的時(shí)代特征。

從20 世紀(jì)末開(kāi)始，國(guó)外部分高校已經(jīng)開(kāi)始了線上教學(xué)的探索和實(shí)踐[2-3]，但直到近幾年線上教學(xué)才得到大范圍普及。互聯(lián)網(wǎng)、5G 通信等技術(shù)為線上教學(xué)提供了可靠的技術(shù)支撐?；ヂ?lián)網(wǎng)海量資源極大地豐富了當(dāng)代大學(xué)生的知識(shí)獲取途徑，也為學(xué)生的個(gè)性化延伸學(xué)習(xí)提供了更為寬廣的平臺(tái)[4]。此外，較為成熟的線上教學(xué)平臺(tái)為教學(xué)過(guò)程提供了智能化、數(shù)據(jù)化的支持與服務(wù)，將多種交互形式貫穿于教學(xué)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)，全面提升了課堂教學(xué)的體驗(yàn)，以此提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和自主學(xué)習(xí)能力[5]。此外，受到COVID-19 疫情的持續(xù)影響，線上教學(xué)已經(jīng)加速成為我國(guó)高校教學(xué)的“新常態(tài)”，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(xué)在高等教育教學(xué)中的發(fā)展和普及。

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Traffic System，ITS）將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于整個(gè)交通運(yùn)輸管理體系，從而建立起一種大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合運(yùn)輸和管理系統(tǒng)[7]。作為一門(mén)新興學(xué)科，智能交通系統(tǒng)具有多學(xué)科交叉融合、應(yīng)用導(dǎo)向、緊跟前沿等特點(diǎn)，課程教學(xué)的核心目的在于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用先進(jìn)的人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)信息等技術(shù)解決實(shí)際交通問(wèn)題的思維和能力。顯然，傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式已經(jīng)無(wú)法滿足智能交通系統(tǒng)課程的教學(xué)要求。

綜合考慮內(nèi)外部條件，開(kāi)展智能交通系統(tǒng)課程的混合式教學(xué)可行且必要。然而，混合式教學(xué)作為一種新興的教學(xué)模式，其在開(kāi)展方式、課程設(shè)計(jì)、效果評(píng)估等諸多方面還有待深入探索和實(shí)踐研究。如何充分結(jié)合線上、線下教學(xué)優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展智能交通系統(tǒng)課程的混合式教學(xué)模式創(chuàng)新實(shí)踐自然成為一個(gè)重要議題。在這一背景下，本文以智能交通系統(tǒng)課程特點(diǎn)為基礎(chǔ)，以服務(wù)我國(guó)智能交通系統(tǒng)發(fā)展戰(zhàn)略[8]為導(dǎo)向，通過(guò)分析混合式教學(xué)實(shí)踐的關(guān)鍵教學(xué)問(wèn)題，論證和分析混合式教學(xué)模式一體化解決方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以學(xué)生及教學(xué)需求為中心，就課程在線資源素材的構(gòu)建、問(wèn)題導(dǎo)向的教學(xué)互動(dòng)設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)的組織形式進(jìn)行分析和實(shí)踐總結(jié)，提煉教學(xué)模式變革途徑和實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)，為“新常態(tài)”下教學(xué)提供支持，樹(shù)立智能交通系統(tǒng)相關(guān)課程教學(xué)的典型范例。

一 智能交通系統(tǒng)課程概述

作為山東大學(xué)通識(shí)教育核心課程，智能交通系統(tǒng)涵蓋了智能運(yùn)輸系統(tǒng)的主要內(nèi)容，內(nèi)容包括智能運(yùn)輸系統(tǒng)的概念、智能運(yùn)輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)、智能運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、城市交通信號(hào)控制系統(tǒng)、智能交通管理系統(tǒng)、交通信息服務(wù)系統(tǒng)、智能車(chē)輛系統(tǒng)及智能貨運(yùn)管理系統(tǒng)等方面。本課程在國(guó)內(nèi)外智能運(yùn)輸系統(tǒng)近年來(lái)最新成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能交通領(lǐng)域的科研和教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行講授。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，將使本科生掌握國(guó)際、國(guó)內(nèi)智能交通系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，掌握智能交通系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，了解智能交通系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域，認(rèn)識(shí)智能交通系統(tǒng)發(fā)展中存在的問(wèn)題，幫助學(xué)生了解智慧交通技術(shù)，走進(jìn)智慧交通領(lǐng)域。

2019 年9 月中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》將智慧交通納入到國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略層面[9]。隨著各級(jí)政府、研究機(jī)構(gòu)以及相關(guān)企業(yè)的持續(xù)投入，智能交通系統(tǒng)正處在加速發(fā)展時(shí)期，相關(guān)理論方法和應(yīng)用實(shí)踐正經(jīng)歷快速更新迭代，這就要求智能交通系統(tǒng)課程教學(xué)必須緊跟發(fā)展前沿。顯然，傳統(tǒng)基于教材的基礎(chǔ)學(xué)科教學(xué)方式難以滿足智能交通系統(tǒng)課程的教學(xué)要求，線上資源更新較快，時(shí)效性較強(qiáng)的特征有助于學(xué)生了解國(guó)內(nèi)外智能交通系統(tǒng)的最新發(fā)展。另一方面，智能交通系統(tǒng)作為一門(mén)新興學(xué)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(bǔ)線下學(xué)習(xí)資源的不足。不同于傳統(tǒng)基礎(chǔ)學(xué)科，智能交通系統(tǒng)是一門(mén)典型的多學(xué)科交叉融合學(xué)科，其通過(guò)融合應(yīng)用多學(xué)科基礎(chǔ)理論與方法，嘗試建立解決交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、管理控制等相關(guān)問(wèn)題的新方法和新思路。開(kāi)展線下教學(xué)有助于加深學(xué)生對(duì)智能交通系統(tǒng)的理解，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

開(kāi)展混合教學(xué)的最終目的是將線上和線下課程完美整合，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的深度，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行深入思考，逐步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這就對(duì)智能交通系統(tǒng)課程混合式教學(xué)提出了以下要求：一方面，課程設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)線上資源的豐富度與拓展性，同時(shí)注重資源的篩選和質(zhì)量把控；另一方面，選取智能交通系統(tǒng)的典型應(yīng)用和最新發(fā)展成果作為線下教學(xué)案例，實(shí)現(xiàn)線上線下教學(xué)資源的有效整合。

本課程以山東大學(xué)“雙一流”建設(shè)對(duì)人才培養(yǎng)提出的要求為目標(biāo)，對(duì)標(biāo)一流課程建設(shè)要求，構(gòu)建創(chuàng)新人才培養(yǎng)生態(tài)3.0 系統(tǒng)，基于通識(shí)核心品牌課程建設(shè)要求和在線課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)智能交通系統(tǒng)課程在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)方式及教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系建設(shè)等方面進(jìn)行深入研究，完善線上線下教學(xué)資源，其中包括充實(shí)教學(xué)內(nèi)容、制定課程標(biāo)準(zhǔn)、健全課程評(píng)價(jià)指標(biāo)、豐富課程資源等，形成了體現(xiàn)通識(shí)核心課程精神、指導(dǎo)思想明確、教學(xué)理念先進(jìn)、教學(xué)設(shè)計(jì)科學(xué)、教學(xué)內(nèi)容豐富、教學(xué)方法創(chuàng)新、符合通識(shí)核心課程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)以及具有可推廣價(jià)值的研究成果。

二 項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）教學(xué)目標(biāo)

通過(guò)本次混合式教學(xué)模式下的項(xiàng)目式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生掌握智能交通系統(tǒng)信息采集技術(shù)的種類及各自的應(yīng)用場(chǎng)景、智能交通管理系統(tǒng)組成及功能，了解當(dāng)前智能交通管理領(lǐng)域重點(diǎn)、難點(diǎn)、熱點(diǎn)等具體問(wèn)題，熟悉并掌握交通問(wèn)題解決的基本思路和實(shí)踐技能，具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力、組織能力、科學(xué)研究能力。本課次作為一次混合式教學(xué)實(shí)踐，不僅關(guān)注學(xué)生知識(shí)的掌握，而且重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的思考和實(shí)踐能力，為課程目標(biāo)的完成奠定了基礎(chǔ)。

（二）內(nèi)容與資源

針對(duì)“智能交通系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)”和“智能交通管理系統(tǒng)”兩部分內(nèi)容，教研組完善與優(yōu)化了教學(xué)教案，錄制課程視頻，收集整理視頻教學(xué)資源庫(kù)和案例素材，提煉實(shí)踐資料，豐富和優(yōu)化拓展性教學(xué)資源，建立了包括教學(xué)視頻及交互平臺(tái)在內(nèi)的教學(xué)資源庫(kù)。本課次選取“智能交通系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)”和“智能交通管理系統(tǒng)”兩部分線上資源，組織學(xué)生完成線上相關(guān)概念性知識(shí)內(nèi)容的“深度預(yù)習(xí)”（共4 課時(shí)）。所選取教學(xué)視頻見(jiàn)表1，教學(xué)視頻融合了教師錄制講授內(nèi)容、演示動(dòng)畫(huà)以及測(cè)試題目，形象地向?qū)W生傳授概念性知識(shí)，促使學(xué)生集中精力高效完成線上課程學(xué)習(xí)，掌握課程相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。

表1 教學(xué)視頻節(jié)選

在“深度預(yù)習(xí)”之后，線下課堂（2 課時(shí)）由授課教師開(kāi)展課程知識(shí)回顧與拓展，進(jìn)一步梳理知識(shí)點(diǎn)；由授課教師布置課程項(xiàng)目?jī)?nèi)容，解析課程項(xiàng)目要求，針對(duì)課程項(xiàng)目要點(diǎn)分別進(jìn)行課程項(xiàng)目討論，為下一步設(shè)計(jì)實(shí)踐方案及開(kāi)展課程項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)。在課程項(xiàng)目討論過(guò)程中滲透線上課程知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生更深層次地理解課程知識(shí)，幫助學(xué)生將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為具體實(shí)踐，整理課程項(xiàng)目全過(guò)程思路，培養(yǎng)開(kāi)展交通調(diào)查、問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與解決方案提出的能力。

（三）過(guò)程與方法

在本次混合式教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)上，以新工科發(fā)展為導(dǎo)向，運(yùn)用基于項(xiàng)目的探究式教學(xué)模式，從傳統(tǒng)教學(xué)向?qū)W(xué)轉(zhuǎn)變，以線上教學(xué)視頻內(nèi)容為主體，結(jié)合課程項(xiàng)目任務(wù)，輔以知識(shí)拓展討論內(nèi)容，將課程思政、概念性知識(shí)學(xué)習(xí)、課堂講授復(fù)習(xí)以及專業(yè)實(shí)踐融入混合式教學(xué)模式。采取啟發(fā)式+研討式+翻轉(zhuǎn)式教學(xué)形式，使在線課程與面對(duì)面課堂教學(xué)活動(dòng)有機(jī)結(jié)合，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意愿，改善學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，增強(qiáng)“交通強(qiáng)國(guó)”的歷史使命感，具體教學(xué)過(guò)程如下。

1 線上教學(xué)視頻觀看

利用4 課時(shí)的線上教學(xué)時(shí)長(zhǎng)，分兩次布置學(xué)生觀看相關(guān)教學(xué)視頻，并完成教學(xué)視頻中的彈題，最后提交章節(jié)測(cè)試。

2 課程知識(shí)回顧與拓展

回顧線上課程所學(xué)內(nèi)容，尤其是與課程項(xiàng)目相關(guān)的內(nèi)容，并有針對(duì)性地拓展知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生更深層次理解相關(guān)概念。強(qiáng)調(diào)如今交通發(fā)展中暴露出來(lái)的基礎(chǔ)性問(wèn)題與大量研究使用的高新技術(shù)之間很大反差，在今后的工作中需要以服務(wù)出行者為目標(biāo)，重視基礎(chǔ)技術(shù)發(fā)展與建設(shè)，同時(shí)不斷探索和尋求創(chuàng)新技術(shù)。

3 課程項(xiàng)目

課程項(xiàng)目規(guī)定智能交通系統(tǒng)相關(guān)主題，觀察生活，針對(duì)日常生活中的交通問(wèn)題，提出相應(yīng)的解決方案。學(xué)生自由分組，組內(nèi)人數(shù)4～6 名，分工并加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、促進(jìn)思維碰撞。小組成員在課堂上進(jìn)行討論交流，最終以報(bào)告形式完成，課程項(xiàng)目成績(jī)由教師打分和小組成員互評(píng)得分共同構(gòu)成。課程項(xiàng)目主體及要求如下。

選題：大型傳統(tǒng)居住社區(qū)交通狀況提升方案。

背景：隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，新建居住小區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)的布局、高水準(zhǔn)的管理為人民帶來(lái)了宜居的生活環(huán)境。但是作為承載著中國(guó)發(fā)展歷史的傳統(tǒng)居住社區(qū)卻在發(fā)展過(guò)程中問(wèn)題日益凸顯，尤其是機(jī)動(dòng)化快速發(fā)展的沖擊下，傳統(tǒng)社區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施條件滿足不了居民日益增長(zhǎng)的出行需求。

要求：以小組為單位，選取身邊傳統(tǒng)居住社區(qū)，開(kāi)展實(shí)地調(diào)查，了解傳統(tǒng)居住社區(qū)交通現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致居民出行不便的問(wèn)題，采集相關(guān)數(shù)據(jù)，運(yùn)用課程學(xué)習(xí)到的相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的解決方案（包括但不限于智慧化手段），并提出方案評(píng)價(jià)方法。

成果：社區(qū)交通提升方案報(bào)告，圖文并茂，不少于3 000 字，提交word 或pdf 版本，報(bào)告格式排版美觀。

針對(duì)課程項(xiàng)目要求要點(diǎn)，分別開(kāi)展小組討論與師生交流，具體安排見(jiàn)表2。

表2 課堂討論

三 評(píng)價(jià)與反饋

課程充分利用在線課程平臺(tái)有效監(jiān)控學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程及學(xué)習(xí)行為，進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)，將學(xué)生線上學(xué)習(xí)情況納入課程評(píng)價(jià)體系。線上教學(xué)平臺(tái)提供交互空間，可供學(xué)生在學(xué)習(xí)的同時(shí)，對(duì)仍不清楚的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，由其他同學(xué)或教師進(jìn)行回答，形成即時(shí)反饋。本課次線下教學(xué)，學(xué)生在小組討論后以小組為單位進(jìn)行問(wèn)題回答，教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)與補(bǔ)充，學(xué)生與老師之間有充分的交流時(shí)間，可將學(xué)生在學(xué)習(xí)和討論中遇到的困難和問(wèn)題，及時(shí)反饋給教師?；诒敬雾?xiàng)目式教學(xué)和實(shí)踐調(diào)研形成的項(xiàng)目報(bào)告作為課程項(xiàng)目實(shí)踐內(nèi)容，成績(jī)由教師打分和小組成員互評(píng)得分共同構(gòu)成。最終通過(guò)線上和線下、過(guò)程性和終結(jié)性評(píng)價(jià)的融合，促進(jìn)學(xué)生自主性學(xué)習(xí)、過(guò)程性學(xué)習(xí)和體驗(yàn)式學(xué)習(xí)。

四 教學(xué)實(shí)踐及效果

本次項(xiàng)目式教學(xué)以課程思政、概念性知識(shí)學(xué)習(xí)、課堂講授復(fù)習(xí)以及專業(yè)實(shí)踐融合式教學(xué)為特色，綜合考慮學(xué)生已有知識(shí)水平，選取與課程相關(guān)的實(shí)際交通問(wèn)題，在教師的引導(dǎo)下選擇自主查閱搜索、課堂討論交流等方式，使學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中更好地參與課堂教學(xué)，并且能夠主動(dòng)地探索和解決問(wèn)題，敢于提問(wèn)、勤于思考和勇于實(shí)踐，通過(guò)教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的思維交流產(chǎn)生了更多的創(chuàng)新火花，夯實(shí)了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握，提高了學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力。學(xué)生評(píng)價(jià)優(yōu)異，參與過(guò)課程學(xué)習(xí)的學(xué)生普遍反映，選修該課程對(duì)其專業(yè)發(fā)展、個(gè)人成長(zhǎng)與參與社會(huì)工作提供了積極有益的支持。

五 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合線上線下教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，從智能交通系統(tǒng)課程的特點(diǎn)出發(fā)，推進(jìn)線上線下教學(xué)的深度融合，在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)方式及教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系建設(shè)等方面進(jìn)行了深入研究。該課程以山東大學(xué)“雙一流”學(xué)科建設(shè)為導(dǎo)向，旨在推動(dòng)交通運(yùn)輸學(xué)科教育理念更新、教學(xué)內(nèi)容重構(gòu)、教學(xué)方式優(yōu)化和教學(xué)組織變革，通過(guò)聚焦智能交通發(fā)展前沿和實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)我國(guó)交通強(qiáng)國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略所需高質(zhì)量人才的目標(biāo)。