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交通工程学是一门新兴的横断科学,是把道路、车辆和人以及与此三者有关的环境综合在统一的体系中一起进行研究和应用,是一门综合性很强的学科。它涉及的学科多,社会科学方面有法学、社会学、心理学、经济学、管理学等,自然科学方面有数学、动力学、物理学、汽车学、预测学等,具有很强的实践性。
2、特点。
交通工程学从其研究内容及应用来看,具有以下几个特点:l)系统性:交通是一个多目标、多约束的大系统,因此交通工程学是运用系统分析和系统工程原理来分析问题、解决问题;2)综合性:交通工程学涉及社会科学和自然科学,是跨学科的综合性知识体系;3)动态性:交通系统是一个动态系统,即交通系统随时间和空间的变化而随机变化,因此在交通状态分析过程和控制中,应注意进行动态分析;4)实践性:交通工程所面临的问题,多来自交通设计和交通管理实践,交通工程理论的形成是不断反复实践的结果,因此,交通工程学的应用和发展,始终离不开交通管理和工程实践。
3、问题的提出。
《交通工程学》是研究交通规律及应用的一门技术学科,通俗地讲是研究人、车、路三者关系的学科。
因此,在交通工程的教学中,一方面应注重基本概念、基本理论、基本原理的学习和研究,另一方面应注重教学实践环节,特另纵我校交通工程专业的培养目标来看,更应加强实践动手能力及运用所学知识解决交通管理实际问题的能力。
二、实践的必要性
《交通工程学》是一门理论性和实践性很强的学科,把交通工程学的基本知识、基本理论、基本技能应用于交通管理实践,使行车安全、迅速、经济、舒适和低公害,是学习交通工程学的根本目的。随着现代交通的进一步发展,国家急需优秀交通管理人才。因此,交通工程学的教学工作不仅要传播交通工程的基础知识和专业知识,使学生掌握基本理论、方法和技术,而且还要培养学生独立的、综合的实践能力,能够运用所学知识分析和处理实际问题。交通工程学教学实践环节提供了一条加强学生实践能力的重要途径,使形式化的知识向内在化的能力转变。无论是从教学内容,还是从交通管理的实际需要,进行交通工程学教学实践都是非常必要的。
三、教学实践
由于我校交通工程专业是新建专业,没有经验可言,但在(交通工程学)教学中设置实践环节却是教研室全体教师一致的意见。我们借鉴了一些学校的教学方法,如西南交通大学在教学中增设交通调查,中国人民警官大学在教学中增设课程设计……,我们即在教学中增设了“城市交叉通调查”,目的在于培养同学们的实践动手能力,培养同学们相互协作的精神,培养同学们应用所学理论解决实际问题的能力。
在今年的交通工程本科生(99级1、2、3班共87人)《交通工程学》教学中,特别安排出8学时交通调查。
内容:在某一地点作周期调查,掌握交通量随时间推移的变化规律。措施:在选定交叉口人口道设置4组(每组5一6人)交通调查点,对交叉口的汽车交通量作连续人工调查。
地点:百货大楼;汉龙桥;天津桥;富临桥。
时间:2001.11.9(星期五),上午8:00一下午4,00。
要求:在调查结束后
1.每组交“统计结果表”一份;
2.每一交叉“交叉通量”图一张(A4);作“1日内(8小时)交通变化图”1张(米格纸);
3.每一交叉口写出“交通调查报告”论文1份;(3000字);
4.每一同学写出与调查内容有关的“交通调查报告”1份。(要求800字以上)
四、教学实践效果
1、突出合作性。
进行交通调查是在事先选择好的交叉口进行的(百货大楼、汉龙桥、天津桥、富临桥),均为十字交叉口,每一人口需5一一一6名同学共同合作,才能得到准确、完整的实验数据,任何一名同学或几名同学配合不协调,都会造成实验结果的不准确,不能反映实际交通状况,只有共同合作,分工到人,认真对待才能圆满完成调查任务。论文写作过程中的数据整理工作是以小组为单位进行的,因此,教学实践实质上也锻炼了同学们的集体观念,这对进行交通管理工作是个很好的基础训练。
2、巩固基础知识。
教学实践和前提是学生必须对所学基础知识准确掌握,如果没有学好基础知识,就无法正确进行交通调查,更谈不上完成高质量的论父写作。通过实际操作与现场教学指导紧密结合,教师对学生不明白的问题,可当场进行指导,通过现场讲解,学生对基础知识的掌握更扎实。
3、培养独立工作能力。
学生在搜集原始资料、统计调查资料、制图和论文写作过程中,必须综合运用所学基本知识的理论,全方位、多层次地进行各步工作独立完成的教学实践基本要求。这对学生独立工作能力的培养具有及其重要的意义。
4、提高实践动手能力。
实践动手能力一直是教学工作中的薄弱环节,从社会需求及教学要求来看,都应该重视并提高这种能力。社会不需要高分低能的人,需要的是懂理论,懂技术、动手能力和创造能力强的合格大学生。因此,教学实践又是一种提高学生实践动手能力最有效的必要手段。
5、增强分析间题、解决问题的能力。
学生通过资料统计及实际交通状况,发现问题,并进行具体分析,最后提出切实可行的治理方案。这无疑是提高了分析、解决问题的能力,对今后走向工作岗位具有深远的指导意义。
五、论文评审及实践总结
由于该实践环节要求小组写出总结性论文,每一同学写出与实践相关的调查报告,不规定具体的报告形式和内容要求,所以同学们写出的论文丰富多彩,即有紧扣调查内容的报告,也有发现其它问题的报告,如交通管理、信号装置的配置、接近交叉口的停车场影响交叉口的通行能力、机动车与非机动车的相互干扰、违章行驶、交警执法存在的问题等等,同学们通过亲身参与实践,从现场发现间题并提出了解决问题的办法。交通工程教学实践结束两周举行论文讲评工作。指导教师对优秀的文章在全班进行讲评,内容包括实验方法、资料收集、数据及结果分析,特别是对论述深度、层次、逻辑、结论的正确性及路口几何尺寸图的质量等方面进行详细的说明;对一般的文章指出不足之处,目的是通过优秀与一般文章的比较,让学生端正学习态度,重视教学实践环节,掌握论文的写作方法,为今后的毕业设计打下良好的基础。本次讲评还针对有些同学提出问题及解决问题的办法展开讨论,既为提出问题的同学找到了更多的解决问题的办法及评价指标,又让更多的同学开扩了思路。
在交通工程学双语教学中,考核方式是否科学合理对于双语教学效果是否良好有着非常重要的作用。科学的考核体系不仅是检验教学效果的主要手段,反映教学重点和教学目标,还有利于激发学生的学习兴趣,学习的主动性、创造性,有利于培养综合素质的人才,将学生被动的学习方式转变为主动自愿的学习方式,以考促教,以考促学,从而提高双语教学质量。
因此,应该围绕教学目标,结合学科特点,制定合理的交通工程学双语教学的考核方式。
2 交通工程学传统的考核方式弊端
交通工程学传统的考核方式主要是通过期末考试的试卷的反馈,采用书面式闭卷考试,学生考得60分就算合格。这种方式往往不能客观、全面、准确地反映出学生的真实水平,存在很多弊端:
(1)考试内容单一,多以答案唯一的记忆性、技巧性和速度性的内容为主,往往只注重学生对交通工程基本公式,基本概念的掌握,忽略了学生利用所学知识解决实际交通问题的能力,缺少基本理论与社会热点和前沿研究相结合的内容。阻碍了学生创新思维的培养,没有体现素质教育。
(2)考核方式呆板,缺少新颖性,没有体现现代教育的灵活性。英文版交通工程学教材篇幅多,但是由于该课程学时有限,教师能够在课堂上讲授的内容只有核心知识和整体思路,其他内容需要学生花大量时间自学,但是传统的考核方式容易导致教师教什么,学生记什么,期末考什么的重复性思维。这样的考核方式限制了学生自主学习的积极性,不利于学生思维空间的拓展和个性发展,不利于学生继续学习能力的培养。
(3)使相当多的学生不注重平时学习,考试前死记硬背一些抽象而空洞的概念、公式、理论,导致学生把过多的精力放在对英语单词的理解上,而忽视对专业知识的理解,从而对交通工程学内容感到枯燥和乏味,并且即使考前背下来了,但是由于没有真正的理解,使得考完就忘了,从而达不到教学目的。再者英文版的交通工程学里有大量的专业术语和理论推导,篇幅巨大,使得学生记忆起来很困难,失去学习的信心。
(4)“一卷定分数”的形式会导致学生考试作弊现象严重,不利于调动大多数学生的学习积极性,从而不利于良好的考风学风的形成,同时也会让部分学生养成投机取巧,不劳而获的习惯,对他们将来的发展带来很坏的影响。
因此,采用传统的期宋考试的方法作为考核手段,难以全面的反映出该课程的教学效果,容易对学生的学习兴趣产生不良影响,不利于双语教学的发展。鉴于此,有必要针对该学科的特点及目标,对双语教学考核方法进行探讨。
3 交通工程学双语教学考核方式探讨
由于交通工程学采用双语教学,其特殊的教学模式需要学生在整个学习过程中积极参与,因此其考核在学生的整个学习过程中是离不开的,考核是手段而不是目的,它应该与教学紧密结合,成为教学的一部分,体现教学并服务于教学,所以考核应该贯穿于整个教学过程中。为了提高交通工程学双语教学效果,该课程考核方法主要包括以下几个方面:
3.1考核办法
应把平时考核和结果考核有机结合起来,使二者达到和谐统一。也就是综合平时考查和期末考试两个方面给出学生的总评成绩。
对于平时考核,以学生课堂上参与教学的表现(如学生回答问题)、平时作业及考勤情况等进行综合评定,使成绩构成多样化,形成一个开放、宽松和有助于学生发展的评价氛围。通过上课考勤,可以使大家端正学习态度,有利于学习成绩的提高,通过考查学生课堂上的表现,可以让学生积极主动地参与课堂教学,与教师形成一个良好的,互动的学习氛围,有利于启发学生的创造性思维,培养学生应用交通工程专业知识解决实际交通问题的能力。同时,通过课堂提问的方式考查学生,也可以督促学生在课下对所学内容进行预习和复习,从而提高学习效果。通过平时作业,可以让教师了解学生在课堂上掌握知识的情况,从而在后面的教学中查漏补缺,调整教学节奏,改进教学方式和教学方法,以提高课堂教学质量。同时,作业要求学生用英文答题,也可以锻炼学生英语思维能力。
对于结果考核,以期末考试的形式对学生学习效果进行总结性考核,全面考查学生双语学习后所具有的双语水平和综合素质。试卷语言采用中文与英文相结合的形式。全英文题目、全英文解答的考试模式会造成学生花费太多的时间在对英语的理解上而不是专业知识的应用上。应该根据教学模式对应的采用中英文出题和中英文答题,这样可兼顾到一些专业知识学得比较好、但外语水平不太高的同学,从而增加学习的信心。当然,随着学生外语水平的提高,应逐渐增大外语出题和答题的比重。
3.2考核形式
结合交通工程学科特点及教学目标,考核形式采用半开卷这种灵活的考试方式,即开卷闭卷相结合。闭卷考试内容主要是考查学生对交通工程学的基本概念、基本理论、基本知识的理解和掌握情况,以选择题、填空题、名词解释等类型出现,占整个试题50%的比重。开卷考试内容主要是考查学生综合运用交通工程专业知识解决实际问题的能力以及用外语表达专业知识的能力,允许当场查字典、教材及参考资料,以问答题和计算题等类型出现,也占整个试题50%的比重,一般应用题占30%,综合题占20%。
3.3成绩构成
为了发挥学生在学习过程中的积极主动性,同时避免部分学生因不习惯英语试题从而考试失利,丧失信心,可以将平时成绩所占比例适度提高。目前,在交通工程学双语教学实践中,该课程总评成绩中平时考核成绩占40%,期末考试成绩占60%。平时考核中,考勤,作业,平时表现各占30%,40%、30%。通过对近两年考试结果分析,这一比例构成基本可行,基本能够比较公正的反映学生付出的努力与取得的成果。当然,在以后的教学中,根据学生外语水平不同,应该适当的调整平时考核与期末考试成绩比例。
4 考核方案实施的保障措施
在交通工程学双语教学中,考核方式是否科学合理对于双语教学效果是否良好有着非常重要的作用。科学的考核体系不仅是检验教学效果的主要手段,反映教学重点和教学目标,还有利于激发学生的学习兴趣,学习的主动性、创造性,有利于培养综合素质的人才,将学生被动的学习方式转变为主动自愿的学习方式,以考促教,以考促学,从而提高双语教学质量。
因此,应该围绕教学目标,结合学科特点,制定合理的交通工程学双语教学的考核方式。
2 交通工程学传统的考核方式弊端
交通工程学传统的考核方式主要是通过期末考试的试卷的反馈,采用书面式闭卷考试,学生考得60分就算合格。这种方式往往不能客观、全面、准确地反映出学生的真实水平,存在很多弊端:
(1)考试内容单一,多以答案唯一的记忆性、技巧性和速度性的内容为主,往往只注重学生对交通工程基本公式,基本概念的掌握,忽略了学生利用所学知识解决实际交通问题的能力,缺少基本理论与社会热点和前沿研究相结合的内容。阻碍了学生创新思维的培养,没有体现素质教育。
(2)考核方式呆板,缺少新颖性,没有体现现代教育的灵活性。英文版交通工程学教材篇幅多,但是由于该课程学时有限,教师能够在课堂上讲授的内容只有核心知识和整体思路,其他内容需要学生花大量时间自学,但是传统的考核方式容易导致教师教什么,学生记什么,期末考什么的重复性思维。这样的考核方式限制了学生自主学习的积极性,不利于学生思维空间的拓展和个性发展,不利于学生继续学习能力的培养。
(3)使相当多的学生不注重平时学习,考试前死记硬背一些抽象而空洞的概念、公式、理论,导致学生把过多的精力放在对英语单词的理解上,而忽视对专业知识的理解,从而对交通工程学内容感到枯燥和乏味,并且即使考前背下来了,但是由于没有真正的理解,使得考完就忘了,从而达不到教学目的。再者英文版的交通工程学里有大量的专业术语和理论推导,篇幅巨大,使得学生记忆起来很困难,失去学习的信心。
(4)“一卷定分数”的形式会导致学生考试作弊现象严重,不利于调动大多数学生的学习积极性,从而不利于良好的考风学风的形成,同时也会让部分学生养成投机取巧,不劳而获的习惯,对他们将来的发展带来很坏的影响。
因此,采用传统的期宋考试的方法作为考核手段,难以全面的反映出该课程的教学效果,容易对学生的学习兴趣产生不良影响,不利于双语教学的发展。鉴于此,有必要针对该学科的特点及目标,对双语教学考核方法进行探讨。
3 交通工程学双语教学考核方式探讨
由于交通工程学采用双语教学,其特殊的教学模式需要学生在整个学习过程中积极参与,因此其考核在学生的整个学习过程中是离不开的,考核是手段而不是目的,它应该与教学紧密结合,成为教学的一部分,体现教学并服务于教学,所以考核应该贯穿于整个教学过程中。为了提高交通工程学双语教学效果,该课程考核方法主要包括以下几个方面:
3.1考核办法
应把平时考核和结果考核有机结合起来,使二者达到和谐统一。也就是综合平时考查和期末考试两个方面给出学生的总评成绩。
对于平时考核,以学生课堂上参与教学的表现(如学生回答问题)、平时作业及考勤情况等进行综合评定,使成绩构成多样化,形成一个开放、宽松和有助于学生发展的评价氛围。通过上课考勤,可以使大家端正学习态度,有利于学习成绩的提高,通过考查学生课堂上的表现,可以让学生积极主动地参与课堂教学,与教师形成一个良好的,互动的学习氛围,有利于启发学生的创造性思维,培养学生应用交通工程专业知识解决实际交通问题的能力。同时,通过课堂提问的方式考查学生,也可以督促学生在课下对所学内容进行预习和复习,从而提高学习效果。通过平时作业,可以让教师了解学生在课堂上掌握知识的情况,从而在后面的教学中查漏补缺,调整教学节奏,改进教学方式和教学方法,以提高课堂教学质量。同时,作业要求学生用英文答题,也可以锻炼学生英语思维能力。
对于结果考核,以期末考试的形式对学生学习效果进行总结性考核,全面考查学生双语学习后所具有的双语水平和综合素质。试卷语言采用中文与英文相结合的形式。全英文题目、全英文解答的考试模式会造成学生花费太多的时间在对英语的理解上而不是专业知识的应用上。应该根据教学模式对应的采用中英文出题和中英文答题,这样可兼顾到一些专业知识学得比较好、但外语水平不太高的同学,从而增加学习的信心。当然,随着学生外语水平的提高,应逐渐增大外语出题和答题的比重。
3.2考核形式
结合交通工程学科特点及教学目标,考核形式采用半开卷这种灵活的考试方式,即开卷闭卷相结合。闭卷考试内容主要是考查学生对交通工程学的基本概念、基本理论、基本知识的理解和掌握情况,以选择题、填空题、名词解释等类型出现,占整个试题50%的比重。开卷考试内容主要是考查学生综合运用交通工程专业知识解决实际问题的能力以及用外语表达专业知识的能力,允许当场查字典、教材及参考资料,以问答题和计算题等类型出现,也占整个试题50%的比重,一般应用题占30%,综合题占20%。
3.3成绩构成
为了发挥学生在学习过程中的积极主动性,同时避免部分学生因不习惯英语试题从而考试失利,丧失信心,可以将平时成绩所占比例适度提高。目前,在交通工程学双语教学实践中,该课程总评成绩中平时考核成绩占40%,期末考试成绩占60%。平时考核中,考勤,作业,平时表现各占30%,40%、30%。通过对近两年考试结果分析,这一比例构成基本可行,基本能够比较公正的反映学生付出的努力与取得的成果。当然,在以后的教学中,根据学生外语水平不同,应该适当的调整平时考核与期末考试成绩比例。
4 考核方案实施的保障措施
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)02-0160-02
一、前言
空管专业作为交通运输工程学科下的一个重要分支,随着我国航空运输业的迅猛发展,该专业在交通领域中的重要性也在逐步增强。与此同时,越发复杂的空域结构环境、频繁出现的空中交通拥挤态势、大面积的航班延误等现象,亟须培养具有更高素质的空管专业人才。
《交通工程学》从系统工程的角度,将人、车、路、环境、能源作为有机整体进行研究。目前,大部分交通运输专业都开设了该门课程,但对于空管专业来说,该课程的开设仍处于空白状态。本文就《交通工程学》在空管专业开设的必要性及该课程的开设思路进行探讨。
二、《交通工程学》在空管专业开设的必要性
该部分主要从“大交通”的发展环境、空管人才的培养以及空重交通理论研究等3个方面,阐述《交通工程学》在空管专业中开设的必要性。
1.“大交通”运输发展趋势的需要。交通行业包括:铁路运输业、民航运输业、道路运输业、水上运输业、管道运输业等。目前,我国交通业的发展主要表现为上述各运输子业“各自为政”的现象。然而,由于我国交通业的高速发展,“大交通”的格局逐渐形成,各种运输方式的协调发展和综合利用已经成为交通运输业发展的重要特征[1]。在国家“十二五”国家发展规划中,明确提出推进综合交通运输体系的建设。如何将各种运输方式有机结合,促进综合运输枢纽合理布局和各种运输方式优势互补,构建综合交通运输体系,成为“交通人”需要解决的重要问题之一。
可见,通过开设《交通工程学》这门课程,可使学生掌握道路交通方面的基础理论知识,培养学生具有“大交通”的理念,使其成为综合交通的复合型人才,以适应现代综合交通发展的需要。
2.培养空中交通管理人才的需要。以往,空管专业课程重点解决空中交通中技术层面的问题,重点培养管制技能,侧重解决民航业的微观层面问题(冲突解脱、航班排序)。随着民航业的快速发展,这种培养重点已不再适用,需要从较宏观的角度,解决空中交通管理中的问题,这就要求培养学生系统工程的思想。
《交通工程学》最重要的方法论基础就是系统分析和系统工程,以系统工程原理来分析和解决交通领域中工程(Engineering)、教育(Education)、法规(Enforcement)、环境(Environment)、能源(Energy)和经济(Economy)等六“E”方面的问题[2]。通过该课程的开设,可培养空管专业学生系统工程的思想,从系统工程的角度去分析和解决空管方面的问题。
3.空中交通基础理论研究的需要。由于空中交通领域比较成熟的基础理论较少。而对于道路交通的研究较早,形成了较为成熟的理论体系。《交通工程学》中涵盖了关于交通特性分析技术、交通调查方法、交通流理论、道路通行能力分析技术、道路交通系统规划理论、道路交通系统管理技术与管理规划、交通安全技术、静态交通系统规划方法、交通系统的可持续发展规划方法等方面的理论方法[3]。
通过此课程的开设,可将空管专业学科知识与该学科相融合,利用道路交通一些理论方法,来解决空管方面的问题,提高学生的创新能力。例如,可以借鉴该课程中的“四阶段”法,对未来空中交通量的分配情况进行预测。
三、《交通工程学》的教学思路
面向空管专业的学生,《交通工程学》的教学目标、教学内容、教学模式以及教学考核方式都要发生相应的变化,利于空管人才的培养。
1.课程定位。该课程是一门理论基础课程,是该专业其他课程顺利开展的奠基石。空管专业作为交通运输专业的一个重要分支,因此,该课程应该作为空管专业的必修课程,并且该课程的学习应该安排在专业学习的第一学期进行。
2.建设目标。该课程的建设目标是依托现有的教学资源和人才优势,拓展空管专业学生的知识面,能够将道路交通方面的理论知识应用到解决空管问题当中,提高空管专业学生的基础理论素养、创新能力、实践能力、综合处理问题的能力,不断提高教学质量,将该课程建设成为校级精品课程,甚至市级精品课程。
3.教学内容。《交通工程学》的教学内容要根据空管专业的特点进行适当调整。该课程所包含的知识点较多,涉及社会学、心理学、管理学、运筹学以及计算机技术等很多方面[4]。对于空管专业的学生,需要对该课程的内容进行深加工,将教学内容进行分层处理。交通特性分析、交通流理论等内容可以作为该课程的核心内容,同时作为重点、难点进行讲授;其他内容如停车场规划、道路环境保护等内容,可以作为辅助知识进行讲授,也可引导学生自学。
4.教学模式。由于《交通工程学》涉及的基本概念、公式较多,如果单纯照本宣科,会导致学生不愿意学,老师不好教的尴尬局面。尤其对于空管专业的学生来说,本来对于道路交通就比较陌生,这一问题就更容易出现。因此,要采用灵活多变的教学模式,从而带动学生的积极性,提高教学效果。(1)关联教学法。面向空管专业的《交通工程学》教学模式,首当其冲应该采用关联教学模式,即将道路交通的理论知识与空管问题相关联。该模式一方面可以激发学生对该课程学习的兴趣,意识到该课程的重要性,引导学生由被动学变为主动学;另一方面,可以培养学生的创新能力,加强学生对所学知识的横向联系能力,学会如何将道路交通的理论应用到空管中去。例如,在讲授车辆的排队论模型时,可以将其应用到跑道头航班等待排队问题、航空器空中盘旋等待问题,加深对理论知识的理解。(2)案例教学法[5]。案例教学法就是以实际道路交通以及空管方面的案例为题材,通过运用交通工程学的理论知识,对案例进行分析,给出解决方案。首先可调动学生学习该课程的兴趣;第二可培养学生的探究能力,将理论知识融入到空管案例,提高知识的真实性和实用性;第三学生在解决案例时,通过查阅相关的理论知识,可增大学生对知识的理解,培养学生的学习、创新能力。例如,可以引入空中交通网络规划的案例,引导学生如何运用道路交通网络规划的知识来解决空中交通网络规划,提高学生对交通需求预测以及交通量分配方面知识的理解、掌握及其运用能力。(3)理论与实践互动法。《交通工程学》是一门实践性很强的课程,教师可以在讲授完基础理论之后,通过实际调查,观看有关视频等手段,增进学生对理论知识的理解与消化。例如在讲授完交通调查的基本理论方法之后,可开展相应的实践活动。如要求学生统计某机场进场、离场的飞机流量,观察高峰小时飞机流量的变化趋势,同时还可以调查航班延误情况,分析延误原因,给出减少航班延误的措施。这样更有助于交通工程理论与空管的实际相结合。
5.考核方式。该课程的考核方式主要由三部分组成。第一部分是平时考核,即根据学生平时出勤及课堂表现给分;第二部分是期末考核,即以闭卷考试的形式,考查学生掌握知识的情况;第三部分是课程设计考核,通过小组分组的形式,考查学生运用所学知识解决实际问题的能力。分别设定三部分的权重,通过加权求和得出最终的考核成绩。
四、结束语
《交通工程学》在空管专业的开设是“大交通”运输发展趋势、培养空中交通管理人才、进行空中交通基础理论研究等方面的需要。本文结合空管专业及《交通工程学》课程的特点,探讨了面向空管专业《交通工程学》的开设思路,对该课程在空管专业的具体开展提供重要的指导意义。
参考文献:
[1]张国伍.交通运输领域的学科建设和人才培养[J].交通运输系统工程与信息,2006,6(6):6-13.
[2]王炜.交通工程学[M].南京:东南大学出版社,2011.
[3]齐新宇,魏金,丽闰岩.交通工程学精品课程建设思路[J].大学教育,2013,(12):66-68.
[4]李辉,吴冰花.交通工程教学改革探讨[J].科教文汇,2010,(6):57-58.
[5]叶玉玲,刘慧敏.《交通运输政策》课程教学改革研究[J].教育教学论坛,2012,(31):15-17.
Primary Exploration on Teaching Mode of "Traffic Engineering Theory" in ATM Majors
LI Shan-mei,WANG Chao
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)01-0090-03
交通运输工程学是交通运输类专业的基础课,我校设置该课程的本科专业有交通工程、交通运输、物流工程。一直以来,交通运输工程学课程分别由各专业的专业课教师独自承担教学任务,并完成本专业该课程教学内容和教学大纲的制定,这导致各专业教学内容和教学大纲相差甚远。作为交通运输类专业的基础课,一些通识性的课程内容不同专业无法做到一致,其主要原因是教学资源条块分割,资源信息不流通,不同专业缺乏对交通运输工程学课程的共建共享。为使教学资源趋于科学化、合理化,让各专业分工合作,避免不同专业教学资源的重复建设,共享教学大纲,为全面提高专业教师的专业素养和专业素质,促进不同专业间教师的流动,应在各专业共建共享的基础上完成交通运输工程学课程内容的改革与大纲修订,为高校教学资源的建设提供一个切实可行的思路。为此,本文将介绍基于共建的交通运输工程学课程教学大纲编写的指导思想、基本原则及教学大纲编写的几点建议。
一、共建的内涵
教学资源是教学过程中能够被教学者或学习者利用的一切人力与非人力资源。共建是指各部门共同建设资源,建设成果归共建部门共同拥有、使用。通过共建可以实现资源的优化配置,提高资源的利用率,更为重要的是通过共建可以打破条块分割、信息闭塞和垄断。
二、教学大纲编写的指导思想
教学大纲的编写要围绕人才培养定位,紧扣人才培养方案的培养目标和规格要求,充分体现以学生为主体的思想,充分体现“通识致远、专识致用”的原则,突出学生知识、能力、素质的协调发展,实现“基础实、能力强、素质高、适应快”的人才培养目标。
三、目前教学大纲存在的问题
(一)教学大纲资源共建共享意识淡薄
一直以来交通运输工程学课程分别由各专业的专业课教师独自承担教学任务,并由其完成本专业该课程教学内容和教学大纲的制定,教师相互间资源信息不流通,资源共建共享意识淡薄。这样导致两个结果:第一,不同专业学生所学的课程名称相同,但所学内容可能相差甚远,一些通识性的课程内容不同专业无法做到一致,无法体现“通识致远”;第二,不同专业学生所学内容基本相同,没有达到“专识致用”,无法激发学生的学习兴趣。
(二)教学手段单一
教师的教学手段大多采取板书或配合多媒体教学,将交通运输工程学课程的授课处理成纯理论化的灌输,课堂缺乏互动,学生听课热情不高,这直接影响到整个课程的教学效果。
(三)考核方式陈旧
课程结业考核方式单一,一直沿袭传统的考核模式,比较侧重于理论考试在考试成绩评定中所占的份额,忽略了实践环节的重要性,也背离了“基础实、能力强、素质高、适应快”的人才培养目标。
四、教学大纲编写的基本原则
1.符合专业人才培养方案的目标要求。在修订、制订教学大纲的过程中,在贯彻教育部《普通高等学校本科专业目录和专业介绍(2012)》关于教学和人才培养总体要求的同时,要明确本门课程在整个专业培养方案中的地位和作用,制定本门课程的基本教学任务和要求,课程任务与要求要与专业培养目标与规格相一致。
2.科学性和适时性有机统一。本着专业人才的创新培养、特色培养和优质培养理念,教学大纲中所列的教学内容材料必须符合高等教育教学规律,能反映学科、专业和行业发展前沿的最新动态,具有一定的前瞻性,知识点不能陈旧和老化。在教学方法和教学手段上,应吸收先进的教学研究和教学改革成果。
3.系统性与针对性相结合。系统性方面,要以学科体系为基础,保持学科、专业的基本逻辑系统;既要保证相关知识的整体性,又要确保与相关课程之间的衔接、联系和配合,保证人才培养的系统性。要统筹专业内各课程,避免出现一个专业内不同课程间内容重复或遗漏的现象。要从培养方案的全局出发,处理好先修课与后续课的衔接与配合。在保证系统性的同时又要注意针对性,即制订的教学大纲要针对专业特点和教学需要。要针对学生的基础状况和可接受程度,适当确定内容的难易程度,增强学生的求知欲望。
4.理论性与应用性相统一。制订或修订的教学大纲应保证该门课程的基本概念、基本内容和基本理论清晰,同时要特别突出对应用性知识的传授。要合理分配理论教学与实践教学、课内教学与课外教学的比重,明确和细化课程目的任务,精心设计课程讲授、讨论、考试等各个环节,确保课程实施质量。
5.继承性与创新性相统一。对于原来开设过的课程,修订大纲时要总结该课程在教学过程中好的经验和存在的问题,继承好的方面,改进不足之处;对于新开课程,要学习借鉴同类兄弟院校的有关课程大纲。所有大纲在制订、修订过程中都要在继承的基础上,结合我校实际,结合应用型人才培养的需要,有所创新。
五、基于共建的交通运输工程学课程大纲编写的几点建议
(一)各专业教学内容资源实现共建共享
交通运输工程学作为交通运输类专业的基础课,应体现以学生为主体的思想,充分体现“通识致远、专识致用”的原则,考虑各专业的共性和特性,各专业教师在互相交流后对交通运输工程学教学内容达成以下共识。
第一,在教学内容的安排上突出通识性基础知识的讲解,“通识致远”。
如铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输和管道运输这五大运输方式的技术经济特征、适用范围及系统组成和发展趋势,该部分内容作为各个专业的通识内容,应实现教学资源共享,包括教学内容和教师。教学内容一致后,各专业教师可以实现流动上课,也可以只配备一个专业教师上大课,这样能实现资源的优化配置,取长补短。由于不同的教师上课风格迥异,这无形中增加了课程对学生的吸引力,提高了资源的利用率,从而可以打破条块分割、信息闭塞和垄断。
第二,针对不同专业,“专识致用”。
由于不同专业对学生的培养方案不同,在学生掌握通识性基础知识的前提下,后续教学内容的安排不同专业各有侧重。交通工程专业侧重:五大运输方式主要设施及设备,综合运输设施规划的内容及方法。交通运输专业侧重:公路运输组织生产过程,集装箱运输,国际多式联运。物流工程专业侧重:五大运输方式主要设施及设备,公路运输组织生产过程,集装箱运输,国际多式联运。尽量做到符合专业人才培养方案的目标要求,充分体现以学生为主体的思想。修订后的教学内容、教学目标与学时分配见表1。
通过共建共享,统筹各专业教学内容,可以打破条块分割、信息闭塞,避免相同课程不同专业的简单重复,同时又能做到相同课程体现不同专业的特色,做到与时俱进。
(二)教学手段多样化
在教学资源的共建共享过程中,大家分享教学方法与手段,吸收先进的教学研究和教学改革成果。
课堂实行多媒体教学,实践环节开设研讨课[1],课后辅以课程作业,让学生查阅网络资源完成有关自学内容。
课程中对铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输和管道运输的设施和设备及运输组织与管理所涉及的相关政策与标准建议学生课外自学。
教师在课程教学过程中,对各运输设施和设备的相关内容应配合大量图片及相关案例资料进行讲解;对公路运输组织与管理、集装箱运输、国际多式联运,应引导学生进行课外调研分析,并在课堂上进行交流和讨论,以研讨课方式进行教学,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。
(三)考核方式改革
在交通运输工程学教学大纲的共建过程中,大家群策群力,结合应用型人才培养的需要,创新考核方式。考核方式改革为过程性评价与终结性评价相结合。过程性评价包括学生出勤率、平时作业、小组研讨课成绩,终结性评价为课程期末闭卷考试。过程性评价成绩所占比例为40%,期末考试成绩所占比例为60%。
应在共建共享现有优质资源的基础上促进自身的发展,使教学资源趋于科学化、合理化;各专业应分工合作,避免不同专业教学资源的重复建设,共享教学大纲;全面提高专业教师的专业素养和专业素质,促进不同专业间教师的流动。本文展示了基于共建的交通运输工程学课程教学大纲的几点建议,为高校教学资源的建设提供了一个切实可行的思路。
[ 参 考 文 献 ]
关键词:交通工程学;四位一体;教学模式 中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2011)29-0087-02
教学模式是指在一定教育思想指导下,建立在丰富教学经验基础上的,为完成特定的教学目标和内容而形成的相对稳定的、系统的教学活动范型。教学模式包括指导思想、主题、目标、程序、策略、评价等构成因素。每一种教学模式都有一个贯穿和主导的鲜明主题,都有将主题具体化的教学目标,都有一套独特的操作程序和步骤,都有适合自己特点的评价方法和标准。科学地归纳和总结教学模式,对促进教学质量提高,合理利用教育资源起到致关重要的作用。
一、“四位一体”教学模式的含义 有关教学模式的研究和探讨很多,有教学管理层面的,有教学方法手段的,有专业培养体系的,有课程讲授方式的,也有具体某个教学环节的,等等。其总的出发点是改变单纯的教师课堂讲授,学生死记硬背的传统教学模式。
二、“交通工程学”课程的特点分析
我国“交通工程手册”给出的定义:交通工程学是研究道路交通中人、车、路、环境之间的关系,探讨道路交通规律,建立交通规划、设计、控制和管理的理论方法,以及有关设施、装备、法律和法规等,使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适的一门技术科学。[5]“交通工程学”课程讲授内容主要有:道路交通中人、车、路的特征,交通流的基本特征,交通量调查与分析,交通流理论,道路通行能力与服务水平,道路交通规划,交通安全管理与控制,停车场的规划与设计,道路交通环境的保护等。其中,除了交通流理论是利用概率论、流体力学、动力学等理论方法外,其他内容均需要进行实地调研、数据采集、数据分析、规划设计、方案评价等过程,这些内容在课堂上或在实验室是无法完成的。因此,有交通工程方面的学者将“交通工程学”称为“实践交通工程学”是十分正确的。
三、“四位一体”的“交通工程学”教学模式
笔者从事“交通工程学”教学实践十几年,在教学和实践中,体会到以“目标引导、过程体验、项目训练、总结提升”四位一体的过程培养模式,对提高学生学习兴趣、掌握工程实践方法、学会分析解决现实问题,提升科研实践能力有着重要效果。
1.目标引导
从交通工程学的讲授内容看,其是围绕着解决交通存在的问题或者避免交通问题的发生,那么什么是交通问题?解决交通问题的过程、方法、手段是围绕解决交通问题的目标进行的,交通问题的核心是“畅通”,当然有人认为交通的核心或交通要达到的目标是“安全”,这里不必讨论,“畅通”本身必须在“安全”的情况下才能存在,否则事故频发还能畅通吗?要想达到交通的畅通就要了解交通需求——交通流量预测,提供交通供给——道路设施建设,发挥设施作用提高利用效率——交通管理与控制。围绕这些问题,就要了解交通特性——人、车、路交通特性,调查获取交通数据——交通量调查与预测,进行静态和动态交通规划——停车场规划、道路设施规划,同时要注重环境保护,通过上述环节让学生真正“懂得”交通。
2.过程体验
“交通工程学”是一门实践性很强的课程,以交通调查与分析为例,其内容包括:路段机动车和非机动车交通量调查;路口机动车、非机动车和行人交通量调查;信号灯控制平交路口饱和流量调查;地点车速与区间车速调查;交叉口延误调查及进口道排队长度调查;交叉口机动车、非机动车运行特性调查;路
口信号周期调查及信号配时方案调查;路口渠化方案和交通组织措施调查;绘制路口几何尺寸图,包括实际测量、交通管制措施调查等。
上述内容在课堂上讲授,学生会感到索然无味,无法将讲授内容与现实问题联系到一起。我们采取将课堂内容搬到交通现场,通过实践体验再来解释相关的指标、术语,学生不仅易于理解,也不会出现死记硬背概念、术语现象。在具体调查过程中通过表格设计,秒表、计数器、雷达测速仪、激光测距仪等仪器设备的使用,学生的实践技能得到极大提升。
3.项目训练
项目训练是一个综合性训练过程,安排在短学期进行,需要两周时间,围绕现实交通问题布置题目,根据项目复杂程度,确定项目小组人数,通过分工、协作、配合,完成某项交通工程项目的全过程训练。例如:某十字交叉口信号灯配时方案设计,每组需要8人配合,在流量调查过程中,每个方向至少需要两人,记录机动车、非机动车、行人的分类、流量、流向,在流量调查基础上,绘制交叉口流量图,进行信号配时方案设计,将配时设计结果到仿真软件运行,检验配时效果,最终提交可行方案。通过项目训练,学生可以对项目完成全过程、需要采用的技术方法、需要的仪器设备的使用,以及如何形成研究报告,如何展示研究成果等内容和过程有全方位体验,为将来走上工作岗位,独立完成工程项目奠定基础。
4.总结提升
通过实践训练、研究能力开发引导,鼓励学生申报各级各类科技研究项目,在问题研究的基础上,通过教师指导可将研究成果在期刊杂志发表,一些研究项目可申请专利保护。浙江师范大学工学院在教学实践过程中,通过教师和学生的努力,交通专业学生连续两年参加全国交通科技大赛,参赛6个作品全部入闱并获奖,这对于一个办学历史只有短短六年的非重点院校来讲是难能可贵的。同时我校交通专业学生近三年公开发表文章近50篇,申请专利4项,申请科研项目50余项。
1 系统工程学教学难点
系统工程学课程教学体系包括课堂理论教学、实验教学和课程设计三个部分。课堂理论教学主要教学系统工程的方法论及具体的系统工程技术;实验教学主要是验证系统工程技术,如系统分析、系统预测及系统评价等;课程设计则是综合利用所学系统工程方法解决交通运输具体问题。
一方面,在理论教学中,诸多原理的学习以及模型的计算(如层次分析法、线性回归模型的构建与检验等)对学生来抽象且枯燥,自然也就成为学生学习的难点。另一方面,实验教学和课程设计内容虽然相对具体,学生通过实践可以较快地掌握相关知识,但这两部分内容在传统设置中往往比较零散,仅针对单个知识点,而没有形成一个前后连贯的实践体系,因此学生虽然可能掌握局部知识点,但无法构建系统工程方法论的完整全局体系,从而在课程设计过程中总会呈现或多或少的形而上学问题。
2 CDIO工程教育模式
CDIO (conceive, design, implement, operate),是近年来国际工程教育改革的最新成果,是构思、设计、实施和运作的合称,且将其体现在学生培养的全生命周期、旨在通过项目带动培养学生的工程实践能力的一种工程教育模式[1,2]。CDIO是“做中学”的一种模式,是对以课堂教学为主的教学模式的改革。CDIO的特点主要体现在:
(1)以系统的思想培养人才。CDIO模式打破学科、专业、文理之间的限制,在教学工程中首先统一确定培养目标,明确工程师的目标与技能,界定工程师的社会责任,要求学生能在特定要求下实现对行业项目的构思、设计、实施和运行。
(2)以综合素质培养为导向。CDIO模式在实施过程中不仅培养学生的专业素质,更将培养目标融入到具体的项目中,要求学生在学习过程中不断加强与他人的沟通协调能力。
(3)以产业需求为基准。CDIO模式要求学生以项目为中心,开展理论与实践学习,使学生能将学科知识融入到真实的项目实施中。CDIO模式中所运用的项目均来源于行业产业,因此是不断满足产业变化的工程教育模式[3,4]。
3 基于CDIO的应用型本科交通运输类专业系统工程学教学改革方案
(1) 基于项目的课堂理论教学
理论教学是系统工程学教学的首要环节,传统方法往往按照课本顺序依次讲解,教师以实践案例为基本时间轴,依次讲解实践案例所用到的系统工程方法论的具体技术。例如,通过针对公交车服务质量评价实践案例的讲解,重点依次讲解公交系统与要素、公交系统分析、公交系统优化、公交系统评价指标的选取、公交系统评价等知识点。理论教学中所讲解的实践案例均来源于教师团队的科研项目。
在课后作业的布置中,更加注重使得学生理解系统工程方法论的运用。每5人一组,为每组分配不同的项目,要求每组学生之间充分讨论,对课堂所讲到的知识点进行验证及运用。
(2) 基于项目的实践教学
在实验教学和课程设计中,同样采取分组形式,为各组学生分配不同的项目,各组之间互不相同。系统工程学实验目前共6学时,均为验证型实验,要求所有学生独立完成。而课程设计中,为每组分配的项目则是一个完整的系统工程项目,要求每组学生通过内部合作完成,在具体的实施过程中,要求每一名学生通过内部协调,获得各自不同的具体分工,完成1-2个知识点,最后所有人的完成内容综合成课程设计报告。
(3) 成绩评定
中图分类号:G71文献标识码:A文章编号:1009—0118(2012)11—0153—02
一、引言
交通工程学是研究道路交通中,人、车、路、环境之间的关系,探讨道路交通规律,建立交通规划、设计、控制、管理的理论和方法以及有关的设施、装备、法律和法规等,使道路交通更加安全、高效、快捷、舒适的一门技术科学。交通工程学既是一门社会科学(交通系统中的人和环境是社会的),同时它又是一门自然科学(交通工程学的发展要依赖于物理学和数学的手段)。交通工程学具有系统性、综合性、交叉性、动态性、实践性等特点。
交通工程学是一门理论性和实践性很强的学科,把交通工程学的基本知识、基本理论、基本技能应用于交通管理实践,使行车安全、迅速、经济、舒适和低公害,是学习交通工程学的根本目的。《交通工程》课程的教学工作不仅要传播交通工程的基础知识和专业知识,使学生掌握基本理论、方法和技术,而且还要培养学生独立的、综合的实践能力,能够运用所学知识分析和处理实际问题。交通工程课程实践提供了一条加强学生实践能力的重要途径,使形式化的知识向内在化的能力的转变,使学生在校学习期间,学到应该学到的东西,以便毕业后能尽快适应工作岗位,学以致用。因此,交通工程课程实践教学是《交通工程》课程教学非常重要的环节之一。根据温州大学城镇设施建设与管理专业三年制专科课程设置的具体安排,该专业开设交通工程课程为54课时,其中理论45课时,实践9课时。
二、交通工程课程实践教学的特点
(一)突出合作性,加强集体观念
进行课程实践是在事先选择好的典型路口进行的(如进行交叉通延误调查),一般为十字型平交路口,每一入口需要4—6名同学共同合作,才能得到准确、完整的实验数据,如果有其中1名同学配合不协调,都会造成实验结果的不准确,不能反映实际交通现状,惟有共同合作,分工到人,认真对待才能圆满完成调查任务。数据汇总与处理也是以小组为单位进行的,因此,课程实践锻炼了同学们的集体观念,对今后进行交通管理工作是一个很好的基础训练。
(二)巩固基础知识,培养独立工作能力
课程实践的前提是学生必须对所学基础知识准确掌握,如果没有学好基础知识,就无法正确进行交通调查。通过实际操作与现场教学指导紧密结合,教师对学生不明白的问题,可以当场进行指导。通过现场讲解,学生对基础知识的掌握更扎实。学生在收集原始资料、统计调查资料等环节中,必须综合运用所学的基本知识和理论,独立完成课程实践的基本要求,对学生培养独立工作的能力具有重要的意义。
(三)提高实践动手能力,增强分析问题、解决问题的能力
实践动手能力一直是教学工作中的薄弱环节,从社会需求及教学要求来看,都应该重视并提高这种能力。社会不需要高分低能的人,需要的是懂技术、懂理论、动手能力和创造能力强的合格人才。从历年课程实践的成果来看,学生的分析问题、解决问题的能力在逐渐加强。学生能够根据整理的数据及实际交通状况发现问题,并进行具体分析,最后提出切实可行的治理方案,对今后走向工作岗位具有深远的指导意义。
三、交通工程课程实践教学的内容、基本要求和步骤
(一)实践内容
通过课程实践,使学生掌握路段、路通量调查;地点车速、区间车速调查;车流密度调查;行车延误、交叉口延误调查等项目的主要方法和特点,包括调查方案的制定、调查方法的选择、调查表格的制定以及现场实际观测,使学生加强对课堂所学知识的掌握。
(二)实践基本要求
1、必须认真制定实践指导书、实践任务书;2、要求保证有9课时;3、要求准备必要的观测仪器;4、要求教师具有讲师或以上的职称,且从事本领域研究,具有一定的教学实践经验和科研经历;5、要求学生温习交通工程学中相关内容,同时认真阅读实践指导书、任务书,做到实践内容真正理解、融会贯通,掌握所用各种仪器设备的使用方法。实践时,为保证实践数据的准确性及理论的正确性,要求同学认真对待、实事求是,切忌弄虚作假、随意编造数据;6、要求每一组同学按比例绘制调查路口平面几何尺寸图,字迹清楚,图形规整。
(三)实践步骤
1、实践准备工作
在课程实践动员大会上,指导教师要具体讲解课程实践的实施安排,包括课程实践进行的时间、地点、目的、内容、步骤、基本要求、注意事项及学生分组和组长。另外介绍仪器配备与正确的使用方法。学生则要认真阅读实践指导书、任务书,熟悉调查的具体内容和步骤,仪器的使用方法,绘制现场调查数据记录表。
2、现场收集交通数据
交通数据包括路段、交叉通量观测数据;地点车速、区间车速观测数据;行车延误与交叉口延误观测数据;车流密度等数据。
3、调查数据统计、编写实践报告
对数据按照教学大纲要求进行分别统计,画表整理。同时阅读有关参考书,收集相关资料,编写实践报告。实践报告中可以体现实践后的一些心得,需要改进的地方,同时尝试用调查数据分析实际存在的交通问题,为交通管理和交通规划提出若干建议和改善措施。
四、交通工程课程实践教学的几点体会
为了更好地完成《交通工程》课程的实践任务,在实践教学过程中,笔者认为以下几点尤为重要:
(一)精心设计实习项目,预先开展实习动员
根据学生的知识水平,结合教师的科研以及城镇设施建设与管理专业交通工程课程实践教学的基本要求,精心设计实习项目。同时预先开展动员亦是不可或缺的重要环节。课程实践秉承学生动手操作为主、教师现场指导的原则,所以实习动员要使学生树立正确的实习观念,明确实习的任务要求。
(二)加强实习现场管理,严格实习考评制度
应考虑安排课程实践教学经验丰富,认真负责的教师作为现场指导教师,同时指导教师应加强现场巡视,及时指导,为学生引导和解决实际遇到的难题。对实习的考评应根据学生实习的态度、实习任务的多少、难易程度、实习日记及报告、实习数据的真实性和可靠性等方面来综合评定实习成绩。
(三)将优秀实习成果转化为科研或教研成果
对于交通工程课程实践所取得的成果,若实习内容有代表性、实习数据真实可靠且有实用价值,可将其整理为科研成果,加以理论的支撑与创新,在国内外学术刊物上发表。教师亦可将课程实践教学过程中所形成的教学理念、教学心得加以整理,形成教研论文或申报教改课题,最终都在一定程度上促进了《交通工程》课程教学的进一步完善与发展。
五、结语
交通工程课程实践是学习《交通工程》课程的一个必需环节,它不但使学生巩固了所学的知识,同时提高了学生发现、分析、解决问题的能力。从温州大学02—06级城镇设施建设与管理专业历届学生的课程实践来看,课程实践是实现理论与实践相结合的必要手段,是一个有效的、重要的教学环节。若教学课时充裕,可在实践结束后对实践报告在全班进行讲评,对报告的深度、层次、逻辑性、结论的正确性等等进行详细的剖析,一方面找出了学生在实践中存在的问题和不足,另一方面总结了进行课程实践的经验,为今后坚持不懈地进行课程实践教学打好基础。
参考文献:
[1]徐吉谦.交通工程总论[M].北京:人民交通出版社,2002.
[2]王建军,严宝杰.交通调查与分析[M].北京:人民交通出版社,2004.
一、系统科学和交通工程学概述
一般系统论认为,系统是指相互联系、相互制约的若干组成要素结合在一起并具有特定功能的有机整体。[3]系统科学指的是以系统为研究对象的一门学科,它通过描述“一般系统”的特征、类型及演化规律等,试图揭示系统的对应或相似性以及同构性等共性问题。[1]该学科从系统的角度,运用系统的方法去考察认识整个世界,是具有横断学科性质的新科学,[2][4]在许多领域都有着重要的影响和应用。系统科学包含的内容较多,如一般系统论、信息论、控制论、运筹学和系统工程、耗散结构理论、超循环理论和突变论、非线性科学等。[2]20世纪80年代以来,由于系统科学在社会生产生活中发挥了不可替代的作用,因此受到了国内外很多学者的广泛关注,其研究工作也得到了进一步发展和完善,如协同学说的创立、钱学森的系统科学体系和复杂性研究以及混沌理论的新发展。[2]系统科学的产生和发展在具体的应用领域给我们带来重要影响的同时,也使我们的思维方式产生了重大的改进。它利用数学工具,使人类的思维方式从定性概括开始向定量描述发展,从而更能精确揭示自然和社会现象的一般规律。
交通工程学是随着交通科技的发展,为解决日益严重的交通问题而兴起的一门学科。其主要的目的是揭示交通运输这一社会活动的基本规律,从而能够提高交通的效率,节约资源和社会成本。它所研究的内容对提高公路和道路的交通性能起着至关重要的作用,因此具有广阔的发展和应用前景。[5]揭示了交通工程的研究内容,它是研究道路交通中各种交通现象基本规律及应用的一门学科,它是以人为主体、以交通流为中心,以道路为基础,将三方面的有关内容统一在交通系统的环境中进行研究,通过交通规划、设计运营管理等方法,提高道路的通行能力和运输效率,降低能源消耗与运输费用,从而达到安全经济的目的。
从上面对于系统科学和交通工程的研究内容来看,两个学科都是力图揭示自然现象的一般规律,从而能够进一步利用这一规律,为人们的决策服务,因此两个学科从总体目标上来说是一致的。由于交通系统是一复杂系统,研究交通系统的非线性现象和复杂性特征一直是交通科学研究的热点和重点。系统科学的发展为现代交通科学的研究和应用奠定了坚实的理论基础,它为交通工程的研究提供了诸多的研究方法和思路,有力的推动了交通工程的发展。因此系统科学和交通工程学有着紧密的联系。
近年来,随着交通科学的发展,很多高校都开设了交通工程教学课程。但在教学过程中,由于一些教师对系统科学与交通工程间的关系理解不深,往往忽视了交通工程教学过程中系统科学方法的介绍,使学生仅仅学到了书本上的内容,知识面不能合理的拓宽,从而限制了学生思维和创新能力的发展。鉴于此,在讲授交通工程课程过程中,引入系统科学的研究思想和方法,对于开拓学生的视野是非常必要的。
二、浅谈交通工程课堂教学中纳入系统科学的必要性
现代交通工程的发展是建立在交通科学发展的基础上。随着当今科学技术的迅速发展,交通科学不断和其它科学(特别是系统科学)交叉,产生了许多新理论和新方法。同时,这些新理论和新方法在实际的交通工程应用中不断得到丰富和发展。为了培养能适应信息社会发展的创造性人才,特别是提高学生的综合素质,培养学生的创新精神和实践能力,必需在交通工程的课堂教学中,融入现代交通科学的发展。系统科学作为现代交通科学发展的重要理论基础之一,将其纳入交通工程课堂教学是十分必要的。
将系统科学的现展融入交通工程的课堂教学,首先可以激发学生的学习兴趣和情感。例如,在讲授交通安全评价方法时,常规的方式是介绍课本上的方法,如绝对评价法、事故率评价法、模型评价法等。事实上系统科学中的评价方法有多种,并不仅限于书本上的内容。为了激发学生的兴趣,可以介绍一些评价方法的发展,如层次分析法、属性综合评价方法以及模糊综合评判方法。并针对不同的评价方法,介绍其特点和适用范围,比较其优缺点。通过这样的比较和介绍,不仅可以使学生对所学知识一目了然,对学生兴趣的培养也有很好的促进作用。
其次,将系统科学的方法融入交通工程的课堂教学,也可以调动学生学习的主动性,达到教与学的目的。传统的课堂教学中,教师依据书本,逐步说明学习内容。这种导入,学生往往感到枯燥乏味,难以引起学生的情感共鸣。如果在课堂教学中,引用一些重要的科学进展或是重大的实际应用,可消除这种十分沉闷的教学氛围。
另外,在交通工程的课堂教学中,引进系统科学的现展,可以扩大学生的知识面,提高学生专业知识水平。现代社会的科学研究是不断发展的,教材上的知识只是对过去研究的总结,教师在课上介绍最新的研究进展,可以有效地扩大学生的视野,而且能将学生直接带到学科的前沿,为他们今后的进一步学习和定位具有重要的指导意义。三、交通工程课堂教学与系统科学发展有机整合的尝试和建议
1.实验教学与课堂教学结合。随着国民经济和社会的发展,高校人才的培养必须适应经济全球化和科学技术快速发展的需要。面对这种需要,实验教学显得尤更为重要。目前,“交通工程”实验教学的大部分内容更新很慢,已不适应现代交通科学的发展。授课教师可以根据系统科学和交通工程中的相关内容,补充一些先进的、有代表性的实验内容。并有效的利用学校交通工程实验室的平台,通过实验的方法让学生掌握交通现象形成的机理及解决的过程。这样可以解决传统课堂教学中不能解决的重点、难点内容。
结合交通工程的专业特点,介绍现代系统科学在交通工程的应用。这样,可以大大丰富传统教学的内容,同时扩大了学生的知识面,以及毕业后适应社会需要的能力。同时,可以组织学生参观一些现代化交通工程的实验室,或是参观一些工程应用的现场。例如,教师在讲授交通流理论中关于交通模拟模型时,可以组织学生参观一些交通工程的实验室,重点介绍一些应用系统科学中的交叉方法建立的交通模型。通过平台演示,让学生直接感受到系统科学在交通工程中的重要地位。这样既使学生掌握了新知识,又增强了学生的能力。
2.启发式教学的应用。结合书本内容,遵循系统原则介绍一些系统科学的新进展及一些重大应用方法,培养学生对相关知识的融会贯通。为此,可以采用启发式的教学模式,即提出问题、分析问题、解决问题的教学方式。这样不但会使学生对教学目的有个清晰的认识,也会让问题变得更加容易理解。例如,我们在讲授交通预测时,通常的方式是首先提出问题,如交通预测的难点在什么地方?存在什么样的问题?通过什么样的方式去解决?之后分析问题的本质,包括问题涉及的相关要素,不确定因素等,如汽车的保有量,出行频率,出行时间等。最后在学生理解的基础上,介绍出行预测模型。实际上,系统科学中预测模型具有多样性,而课本上介绍的不会很全面。因此,可以进一步介绍系统科学中新的方法在交通预测中的应用,如基于混沌和神经网络的方法。这样的教学过程,不仅能够把问题讲解的很清晰,对学生的理解和知识的拓宽都是有帮助的。
3.让学生主动参与课堂教学。组织学生积极参加课外查询、课堂讨论等活动。课外查询一些有关系统科学和交通工程的相关内容,课内教师可以组织学生讨论。这样可以充分调动学生参与教学活动的积极性,激发学生的质疑精神、探索精神。例如,教师在教授交通流特性分析时,可以先让学生课外查阅相关文献,掌握和了解应用非线性系统理论研究交通流特性的方法,然后组织学生课堂讨论,最后教师进行课堂总结。这样可以把学生的积极性充分调动起来,同时让他们参与到课堂教学中。让学生自己独立地解决问题,培养学生的科学精神。以此不断提高学生的实践能力和创新能力。在此过程中,授课教师需做一些必要的课外辅导工作。
四、结束语
总之,在教学过程中,除了讲授传统的“交通工程”基本理论和基础知识外,还要注意对系统科学方法的创造性传授。这样的教学不仅反映了系统科学的发展动态和最新研究成果,又能与交通工程的实际结合,达到教与学的目的。
参考文献
1齐磊磊.论“系统科学”与“复杂性科学”之异同.系统科学学报,2008.16(4):31~34
2周树杰.系统科学的形成与发展初探.哲学百家,2006:155~157
一、系统科学和交通工程学概述
一般系统论认为,系统是指相互联系、相互制约的若干组成要素结合在一起并具有特定功能的有机整体。[3]系统科学指的是以系统为研究对象的一门学科,它通过描述“一般系统”的特征、类型及演化规律等,试图揭示系统的对应或相似性以及同构性等共性问题。[1]该学科从系统的角度,运用系统的方法去考察认识整个世界,是具有横断学科性质的新科学,[2][4]在许多领域都有着重要的影响和应用。系统科学包含的内容较多,如一般系统论、信息论、控制论、运筹学和系统工程、耗散结构理论、超循环理论和突变论、非线性科学等。[2]20世纪80年代以来,由于系统科学在社会生产生活中发挥了不可替代的作用,因此受到了国内外很多学者的广泛关注,其研究工作也得到了进一步发展和完善,如协同学说的创立、钱学森的系统科学体系和复杂性研究以及混沌理论的新发展。[2]系统科学的产生和发展在具体的应用领域给我们带来重要影响的同时,也使我们的思维方式产生了重大的改进。它利用数学工具,使人类的思维方式从定性概括开始向定量描述发展,从而更能精确揭示自然和社会现象的一般规律。
交通工程学是随着交通科技的发展,为解决日益严重的交通问题而兴起的一门学科。其主要的目的是揭示交通运输这一社会活动的基本规律,从而能够提高交通的效率,节约资源和社会成本。它所研究的内容对提高公路和道路的交通性能起着至关重要的作用,因此具有广阔的发展和应用前景。[5]揭示了交通工程的研究内容,它是研究道路交通中各种交通现象基本规律及应用的一门学科,它是以人为主体、以交通流为中心,以道路为基础,将三方面的有关内容统一在交通系统的环境中进行研究,通过交通规划、设计运营管理等方法,提高道路的通行能力和运输效率,降低能源消耗与运输费用,从而达到安全经济的目的。
从上面对于系统科学和交通工程的研究内容来看,两个学科都是力图揭示自然现象的一般规律,从而能够进一步利用这一规律,为人们的决策服务,因此两个学科从总体目标上来说是一致的。由于交通系统是一复杂系统,研究交通系统的非线性现象和复杂性特征一直是交通科学研究的热点和重点。系统科学的发展为现代交通科学的研究和应用奠定了坚实的理论基础,它为交通工程的研究提供了诸多的研究方法和思路,有力的推动了交通工程的发展。因此系统科学和交通工程学有着紧密的联系。
近年来,随着交通科学的发展,很多高校都开设了交通工程教学课程。但在教学过程中,由于一些教师对系统科学与交通工程间的关系理解不深,往往忽视了交通工程教学过程中系统科学方法的介绍,使学生仅仅学到了书本上的内容,知识面不能合理的拓宽,从而限制了学生思维和创新能力的发展。鉴于此,在讲授交通工程课程过程中,引入系统科学的研究思想和方法,对于开拓学生的视野是非常必要的。
二、浅谈交通工程课堂教学中纳入系统科学的必要性
现代交通工程的发展是建立在交通科学发展的基础上。随着当今科学技术的迅速发展,交通科学不断和其它科学(特别是系统科学)交叉,产生了许多新理论和新方法。同时,这些新理论和新方法在实际的交通工程应用中不断得到丰富和发展。为了培养能适应信息社会发展的创造性人才,特别是提高学生的综合素质,培养学生的创新精神和实践能力,必需在交通工程的课堂教学中,融入现代交通科学的发展。系统科学作为现代交通科学发展的重要理论基础之一,将其纳入交通工程课堂教学是十分必要的。
将系统科学的现展融入交通工程的课堂教学,首先可以激发学生的学习兴趣和情感。例如,在讲授交通安全评价方法时,常规的方式是介绍课本上的方法,如绝对评价法、事故率评价法、模型评价法等。事实上系统科学中的评价方法有多种,并不仅限于书本上的内容。为了激发学生的兴趣,可以介绍一些评价方法的发展,如层次分析法、属性综合评价方法以及模糊综合评判方法。并针对不同的评价方法,介绍其特点和适用范围,比较其优缺点。通过这样的比较和介绍,不仅可以使学生对所学知识一目了然,对学生兴趣的培养也有很好的促进作用。
其次,将系统科学的方法融入交通工程的课堂教学,也可以调动学生学习的主动性,达到教与学的目的。传统的课堂教学中,教师依据书本,逐步说明学习内容。这种导入,学生往往感到枯燥乏味,难以引起学生的情感共鸣。如果在课堂教学中,引用一些重要的科学进展或是重大的实际应用,可消除这种十分沉闷的教学氛围。
另外,在交通工程的课堂教学中,引进系统科学的现展,可以扩大学生的知识面,提高学生专业知识水平。现代社会的科学研究是不断发展的,教材上的知识只是对过去研究的总结,教师在课上介绍最新的研究进展,可以有效地扩大学生的视野,而且能将学生直接带到学科的前沿,为他们今后的进一步学习和定位具有重要的指导意义。 三、交通工程课堂教学与系统科学发展有机整合的尝试和建议
1.实验教学与课堂教学结合。随着国民经济和社会的发展,高校人才的培养必须适应经济全球化和科学技术快速发展的需要。面对这种需要,实验教学显得尤更为重要。目前,“交通工程”实验教学的大部分内容更新很慢,已不适应现代交通科学的发展。授课教师可以根据系统科学和交通工程中的相关内容,补充一些先进的、有代表性的实验内容。并有效的利用学校交通工程实验室的平台,通过实验的方法让学生掌握交通现象形成的机理及解决的过程。这样可以解决传统课堂教学中不能解决的重点、难点内容。
结合交通工程的专业特点,介绍现代系统科学在交通工程的应用。这样,可以大大丰富传统教学的内容,同时扩大了学生的知识面,以及毕业后适应社会需要的能力。同时,可以组织学生参观一些现代化交通工程的实验室,或是参观一些工程应用的现场。例如,教师在讲授交通流理论中关于交通模拟模型时,可以组织学生参观一些交通工程的实验室,重点介绍一些应用系统科学中的交叉方法建立的交通模型。通过平台演示,让学生直接感受到系统科学在交通工程中的重要地位。这样既使学生掌握了新知识,又增强了学生的能力。
2.启发式教学的应用。结合书本内容,遵循系统原则介绍一些系统科学的新进展及一些重大应用方法,培养学生对相关知识的融会贯通。为此,可以采用启发式的教学模式,即提出问题、分析问题、解决问题的教学方式。这样不但会使学生对教学目的有个清晰的认识,也会让问题变得更加容易理解。例如,我们在讲授交通预测时,通常的方式是首先提出问题,如交通预测的难点在什么地方?存在什么样的问题?通过什么样的方式去解决?之后分析问题的本质,包括问题涉及的相关要素,不确定因素等,如汽车的保有量,出行频率,出行时间等。最后在学生理解的基础上,介绍出行预测模型。实际上,系统科学中预测模型具有多样性,而课本上介绍的不会很全面。因此,可以进一步介绍系统科学中新的方法在交通预测中的应用,如基于混沌和神经网络的方法。这样的教学过程,不仅能够把问题讲解的很清晰,对学生的理解和知识的拓宽都是有帮助的。
3.让学生主动参与课堂教学。组织学生积极参加课外查询、课堂讨论等活动。课外查询一些有关系统科学和交通工程的相关内容,课内教师可以组织学生讨论。这样可以充分调动学生参与教学活动的积极性,激发学生的质疑精神、探索精神。例如,教师在教授交通流特性分析时,可以先让学生课外查阅相关文献,掌握和了解应用非线性系统理论研究交通流特性的方法,然后组织学生课堂讨论,最后教师进行课堂总结。这样可以把学生的积极性充分调动起来,同时让他们参与到课堂教学中。让学生自己独立地解决问题,培养学生的科学精神。以此不断提高学生的实践能力和创新能力。在此过程中,授课教师需做一些必要的课外辅导工作。
四、结束语
总之,在教学过程中,除了讲授传统的“交通工程”基本理论和基础知识外,还要注意对系统科学方法的创造性传授。这样的教学不仅反映了系统科学的发展动态和最新研究成果,又能与交通工程的实际结合,达到教与学的目的。
参考文献
1 齐磊磊.论“系统科学”与“复杂性科学”之异同.系统科学学报,2008.16(4):31~34
2 周树杰.系统科学的形成与发展初探.哲学百家,2006:155~157
1.交通工程实践与创新基础
“交通工程实践与创新基础”是一门交通工程的专业基础技能实验课。这门面向本科一、二年级的学生而开设的专业必修课,旨在使初步接触交通工程专业的本科生获得与课堂理论相对应的科研和实践的基础知识,得到一定的科研和实验技能的训练。通过理论讲授和实践训练,指导学生参与本科科研项目,让学生在实践过程中提高动手能力和学习兴趣,培养出拼搏精神和良好的治学态度,从而奠定本科生的专业兴趣和专业技能基础。“交通工程实践与创新基础”课程包括6方面的内容:(1)参观实验室。通过对先进实验室的现场参观,让学生了解交通工程专业各个研究方向及其研究特色,了解实验室各个项目的情况,由此而引发学生独立思考,自主咨询与交流,形成心得体会和感悟。(2)参加交通工程讲座。邀请交通工程学科领域的才俊,名师以及研究生作讲座,讲授学科背景、研究目的、研究框架和研究成果。通过互动式的交流,让学生掌握开展科学研究的基本流程,并吸取前人的研究经验,形成自己的知识脉络,培养起不懂就问的良好习惯与发散思维能力。(3)科研和实践技能训练。这部分内容包括文献检索训练、实验监测训练、数据分析训练和使用常规科研工具的培训,旨在锻炼学生的文献检索能力、实践操作能力以及数据分析能力。(4)本科生科研项目申请。通过课堂学习,讲授如何申请本科生科研项目,然后根据课堂理论,学生自行拟题,开展文献搜索和实地调研,与指导教师进行有效的沟通,选定主题,最后撰写申请书。创造性地把科研项目列为本科生的实践课,充分体现了理论教学和实践教学的有机结合。(5)本科生科研项目实施。是本科生科研项目申请的延伸和升华。通过具体的研究实验、数据分析、数学建模、结论总结和评价,使学生掌握项目实施的所有步骤,而且还提高自身分析问题、解决问题的能力,逐步形成严谨的科学研究态度和创新的科学研究思维。(6)本科生科研项目结题。与本科生科研项目申请、本科生科研项目实施构成一个完整的研究过程。每个本科生科研小组都要将研究情况总结成演示报告,参与答辩,根据答辩教师的指导意见完成结题报告。本课程以本科生科研项目为主线,讲座、参观为辅,全方位地调动学生的学习积极性和主观能动性。
2.交通工程创新设计竞赛
“交通工程创新设计竞赛”作为实践教学体系中的一门综合设计实验课课,将面向本科二、三年级的学生开设。通过课程的学习,可以巩固理论教学成果,培养学生解决实际问题的能力。“交通工程创新设计竞赛”课程不仅普及了各类竞赛的基础知识,还指导学生参与竞赛活动,启发学生的创新思维,培养起独立思考,信息检索,分析与解决问题的能力,使学生对交通工程专业基础技能得到进一步的巩固和提高。本课程由以下4大内容组成,分别是:(1)各类创新设计竞赛的介绍。通过课堂讲授,让竞赛意识走进本科生的学习生涯,使学生了解各类竞赛的内容、特色和所需的基本技能和知识结构,掌握参与竞赛的整个流程,了解交通工程类竞赛的前沿技术,从而增加学生对专业的学习兴趣。(2)创新设计竞赛技能训练。包括文献检索、实验调试、数学建模以及常用软件的训练。从竞赛的角度,指导学生开展实践工作,通过纸质图书和电子资源了解竞赛资讯,掌握一定的文献检索能力、竞赛型实验的流程和具体步骤,熟悉竞赛型实验的分析和调试方法以及数学建模方法,进一步提升对交通工程学科竞赛的理性认识以及专业的认同度。(3)创新设计竞赛的实施。引导学生动手实践,制定竞赛的实施框架,并与指导教师之间充分沟通,确立并逐步实施可行性方案。此过程中,能充分锻炼学生独立分析与解决问题的能力。(4)创新设计竞赛结题。让学生掌握竞赛演示报告的写法,了解答辩流程,参与到实际的竞赛展示和答辩中去,最后撰写结题报告。交通工程专业课堂引进学科竞赛,拓宽了学生的视野和知识领域,使学生了解最先进的学科前沿技术,也培养起学生务实的科研意识、创新思维和能力。
3.科学研究实践与创新
“科学研究实践与创新”是在前面专业基础技能实验和综合设计实验基础上深化的创新实验课,将对本科四年级的学生开设。在四年级学生开展毕业设计、踏上社会或继续深造之前选修本门课程,可奠定更加坚实的实践理论和实践经验基础。“科学研究实践与创新”课程进一步巩固深化交通工程专业的理论教学效果,培养学生的综合素质和能力,让学生掌握高新技术在交通工程领域的运用,掌握与用人单位需求接近的实际技能,树立起实事求是的科研态度和创新精神。本课程包括5个方面的内容,分别是:(1)研究背景。在加入实验室了解实验环境的基础上,通过咨询交流和参与科研项目,更进一步地了解交通工程专业各研究团队的方向及其研究特色,了解相关领域的先进技术以及项目研究目的和意义。(2)科研和实践技能训练。了解研究型实验的要求和流程,在教师的指导下能独立开展实验并掌握一门可视化编程的工具和技巧,进一步巩固专业技能和独立实践能力。(3)科学研究项目选题。(4)科学研究项目实施。(5)科学研究项目结题。科学研究项目的选题、实施、结题与前面两门课程的内容是一致的,是前面两门实验基础上的深化和升华,通过不断的训练和反复的实验,综合提高学生的实践能力、独立思考能力、创新能力和全面素质,为本科生将来踏上社会或者继续深造提供了坚实保障。
二、创新实践教学课程体系的配套措施
1.实践教学教育理念的建设
先进的教育理念往往是成功教学改革的关键。当今时代,高等教育以素质教育为中心,应树立融素质、知识、能力于一体的观念;树立以学生作为学习主体,提高对学生自身能力培养的观念;经济和技术的竞争,不仅是人才数量和科技的竞争,更是人才创新精神和创新能力的竞争,因此还要树立创造性教学的观念。
2.“双师型”的教师团队
教师是教育事业的第一资源和核心要素。“十二五”教育规划纲要提出,要大力加强“双师型”教师队伍的培养。交通工程专业的学科建设,坚持理论教学和实践教学相结合,尤其需要既能胜任理论教学,又能指导学生实践技能的“双师型”教师团队。
3.实践教学资源
实践教学条件的改善、实验实训平台的构建,是落实实践教学工作、提高实践教学质量、完善实践教学体系的基础。加大实验实习条件改造投入的力度,整合现有的实验教学资源,购买充足数量、优良性能的实验设备和器材,彻底改造和整合传统的实验环境,既能让教师充分利用教学资源,提高授课效率,也使学生更好地锻炼独立实验能力和综合实践能力。
4.校外实习基地
实习基地是高等工科院校培养学生工程实践能力、提高学生科研水平、增强学生创新意识的重要场所,也是教师开展科研、推广先进科技成果、提高实践教学质量的重要依托和有效途径。为了实现培养出适应现代社会需求的技能型、应用型、创新型人才的教学任务,应该加大校企合作,强化产、学、研三者的结合,积极开拓和建设优质、稳定的校外实习基地。
5.实践教学质量的管理与评价体系
目前大部分高校已建立了教学质量评估系统,主要是面向教师的课堂理论教学,还没有独立的实践教学质量评估系统。针对教师的实践教学以及学生的实践效果,建立对应的实践教学质量评价机制,有着重大的现实意义。一方面要从学生的实际操作、分析与解决问题、综合分析、创新等实验能力来考察实践教学的成果;另一方面,要重视施教者实践教学过程质量的评价。