时间:2022-12-04 05:35:23
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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。
1、性质。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。
[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]1005-4634(2012)02-0083-02
0 引言
双语教学是我国高等教育与国际接轨,迎接新世纪挑战和教育改革发展的必然趋势,教育部从2001年开始倡导本科教育要进行双语教学,并于2003年将推进双语教学的要求写入“高等学校教学质量与教学改革工程”纲要。在教育部的推动和要求下,各高校都相继开设了双语课。
《交通工程学》作为交通工程专业的必修课和专业基础课,牵涉面广,涵盖内容多,知识体系涉及到现代高新技术及学科前沿,很多高等院校交通工程专业将该课程设为双语教学课程,力图使学生掌握专业知识的同时,提高英语运用能力。如果实施双语教学效果好,会使学生从中受益,不仅获得该课程本身的精髓,还能提高英语阅读及英语思维的能力,也为后续专业课双语教学打下基础;但是如果教学效果不好,则会导致学生基础知识不扎实,影响后续专业课的学习,并且使他们对双语教学及英文资料产生畏惧,所以在进行交通工程学双语教学时一定要慎重。
1 交通工程学双语教学存在的问题
虽然部分高校开展交通工程学双语教学取得了一定的成绩,但是通过调查及相互交流发现,该课程实施双语教学过程中仍然面临着一些问题,归纳起来集中表现在以下几个方面。
1.1 学生感觉难度很大,兴趣不高
影响双语教学效果的主要因素有:(1)交通工程学一般在大二下学期开课,这正是公共基础课(数学、物理等)向专业基础课和专业课过渡的特殊时期,面临许多全新的概念和内容,学生不能马上适应,感觉学习起来难度很大;(2)学生本身英语水平有限,用英语讲授会使得他们听不懂看不懂,大部分学生还没有通过英语六级,即使过了英语六级,由于中国固有的应试教育模式,他们的听说能力仍然有一定的差距,而双语教学需要的恰恰是学生的听和说的能力;(3)开设交通工程学双语课时,学生还未接触交通工程专业英语,很多专业词汇都不懂,也造成其听说水平不高;(4)这个时期学生压力大,负担重,每天从早到晚课程几乎都是排满的,所以学生课下没有时间预习和复习,再加上课堂上听不懂,形成恶性循环,久而久之,也就缺乏积极性而丧失学习的信心了;(5)学生认为毕业后能用英语的地方不多,毕竟交通工程专业毕业的学生大部分都留在国内某个单位工作或继续读研,所面对的工作伙伴和学习环境都是以中文为主要交流语言,真正用英语思维来学习和工作的机会不多,所以兴趣不大。由于以上因素,部分学生不愿上双语课,个别的甚至会排斥双语教学。
1.2 教师力量薄弱
除了学生因素以外,双语教学中教师的地位也是举足轻重的,要想使双语教学效果好,这就需要教师一方面拥有丰富的交通工程专业知识,另一方面应具备相当高的英文水平。虽然目前从事交通工程学双语教学的教师很多都具有博士学历或是教授,但由于历史原因,他们所接受的英语教学模式仍然是读写能力训练,因此,他们的英语听说能力和口头表达能力欠佳。这样一来,教师备课的大部分精力都花在英语上,小部分精力才用到专业知识的更新上,造成专业知识和英语的错位,长期下去,势必会造成教学质量下降。同时,由于教师的英语水平可能导致双语教学变成简单的英文翻译课,这也是影响双语教学效果的另一主要因素。
1.3 双语教学目标不明确
虽然提倡交通工程学双语教学是为了与国际接轨,让学生在获取专业知识的同时,提高他们在实际生活中使用英语的能力,为今后在该领域进行国际交流打下一定基础,但是,这个目的似乎不能让人信服。正如前面所述,毕业之后真正用到英语的机会甚少,即使用到英语,也应该是在基础英语学习中要解决的,而不是通过一两门专业课的双语教学就能实现的,所以,实施双语教学过程中目标模糊,往往只是为了应付各种教学评估及检查,没有起到真正的双语教学目的。
1.4 教材匮乏及教学模式呆板
双语教学一般会选用英文原版教材,但是由于东西方文化、经济、社会生活等方面的差异,部分内容和背景不适合中国国情,使得学生理解起来比较困难,同时由于不同学校课程设置体系及专业研究方向不一样,偏重的教学内容也会不一样,找到一本好的、适合本校学生的教材很不容易。这也会影响双语教学的实施效果。
目前,部分院校交通工程学双语教学模式呆板,比如规定双语授课比例必须达到50%以上,将此作为双语教学考核的一项重要指标,完全不考虑学生和教师的实际情况。暂且不说老师是否能做到,就学生层面来讲,大部分学生英语听说水平不高,不可能要求他们用英语思维,这简直是荒谬之举。为了应付考核,往往是教师在台上努力用英语讲解,而台下的学生好比听天书,一头雾水。这样只会造成教师的“教”和学生的“学”脱节,这也是影响双语教学效果的一个重要原因。
2 交通工程学双语教学建议
在交通工程学双语教学过程中,要确保双语教学能取得双赢,即专业基础与英语水平双丰收,极力避免专业知识没学好,甚至专业知识和英语都没学好的局面。可以从以下几个方面进行探讨。
2.1 明确对双语教学的认识
实施双语教学之前,对学生进行动员,做好双语教学的宣传工作,使学生明确双语教学目的,从思想上先接受交通工程学双语教学。
2.2 选用合适教材及参考书
要想双语教学效果好,一本好的教材是前提。一般会选用国外原版英文教材,目前大多数院校使用的都是美国Roger P.Roess等编写的TRAFFIC ENGINEERING这本教材,但是正如前面分析所述,由于国内外各方面的差异,建议在此教材基础上适当补充一些符合中国国情的内部讲义,从而在教学过程中既能保证英文教材的“原汁原味”,又能反映学科前沿动态。
2.3 采用灵活的教学模式
一般来讲,双语教学模式有3种形式:(1)教师讲授以汉语为主,穿插使用一些常规的英语课堂用语;(2)教师以英语讲解为主,对较难的专业知识辅以汉语解释和说明;(3)教师全部用英语讲授,学生用英语回答问题,并且用英文完成作业。
在实际操作过程中,应根据自身条件和教学内容特点,采用灵活多变的讲授模式,如难度小的英文讲解,难度大的中文讲解,难度适中的半中文和半英文讲解,不要盲目跟风,不要让教学模式流于形式,要讲究实效,要让学生学好专业知识的同时,提高英语水平。双语课是不同于专业英语和英语课的,它强调对专业知识的理解和应用。例如,
在交通工程学具体教学过程中,可先用学生熟悉的英文词汇介绍本门课的意义与内容,加之多媒体动画和国际前沿研究的介绍,用学生感兴趣的知识调动其学习积极性和参与热情,从而弱化学生对英语的恐惧,使学生从心理上适应本课程的“双语教学”形式,激发他们对专业知识的求知欲望。再者考虑到学生的英文水平,对于交通流理论及通行能力等理论性强、公式多、学生不易理解掌握的重、难点章节宜用中文讲述。对于城市交通系统等偏重人文科学、概述为主、比较容易理解和接受的章节用全英文讲述。其他介于两者之间的则可以采取双语教学,双语教学时中英文比例也要因地制宜。中英文比例最初采用中文多英文少,慢慢过渡到中英文对半,当学生习惯双语教学环境并对大部分课程专业名词熟悉之后再逐步过渡到全英文教学。另外在英文讲解过程中,应注意观察学生的反应,是否完全理解或者半知半解,或者是完全不懂,如有必要,可用中文重复讲解一遍,毕竟该课程的教学目的是让大家理解和掌握专业知识。
2.4 改革教学方法和教学手段
由于外文原版教材篇幅大、内容多,加上学生外语水平有限,理解起来有一定的难度,甚至部分学生会觉得枯燥,因此,教师可以指导学生对某部分重点内容进行精读,而其他内容泛读了解即可。同时,在原始板书讲授的基础上,可以引进多媒体等先进教学手段,利用动画、最新图片、视频短片向学生展示教学内容,做到图文并茂,既能引发学生的学习兴趣,又可以使学生更好地理解所讲授的知识和原理。比如停车设施规划与设计、交通安全、交通环境等学生认为比较枯燥的知识,利用图片展示和播放视频可以让学生对所学知识一目了然,比起老师一味讲授效果要好得多。像城市交通系统、ITS等展示交通发展新动态、代表学科前沿的内容,用生动的图片或视频讲解能提高学生的学习兴趣。但是,也不能完全依赖于多媒体,比如某些重要名词或生词建议用板书写,能够加深学生的印象。再如第三章交通调查,人工调查法尽可能用板书引导学生掌握调查方法、步骤;第四章交通流理论,第五章道路通行能力中某些公式推导也建议用板书来引导学生理解。
教学过程中还应注重平时教学,课堂上的师生互动,让教师的教和学生的学结合起来,从而达到教学目的。比如,教师可以每次下课时指定下一堂课的内容让学生提前预习,上课之前,对上一节课内容进行提问,鼓励学生用英语简洁回答,课堂上采用提问或讨论的方式和学生交流,鼓励学生用英文回答,多给他们创造外语学习环境,课下引导学生复习,用课后作业进行学习效果反馈,作业也要求用英语完成。通过学生反馈实时调整教学方法。
2.5 提高教师自身水平
教师方面,一方面可以引进交通工程专业的外籍教师,另一方面,可以将本校教师送出国进修,提高教师口语表达能力,从而提高双语教学质量。
2.6 开设双班,学生自主选择
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
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。作为一门独立的学科,是以1930年美国交通工程师学会成立作为其诞生标志。而我国交通工程学科的起步较晚,产生于20世纪80年代初[1]。
1 课程简介
在我院,《交通工程学》课程是交通运输专业本科生的专业必修课,涉及到的相关学科知识比较多,课程内容覆盖面较广,包括交通特性、交通调查、交通流理论、道路通行能力、交通规划、交通安全、交通管理、静态交通系统、交通环境保护等内容,几乎涵盖了交通工程学科的方方面面[2]。结合我院“现场工程师”的人才培养定位,本课程内容以交通工程的基本概念、基本理论、基本方法和应用技术为主。
由于交通工程学涉及内容丰富,现行教材版本较多,且多是侧重于理论教学,对于独立学院的本科教学来说则不易把握,笔者结合几年的教学实践,从教学内容、教学方法、教学评价几个方面进行思考与总结。
2 教学内容
交通工程学是把人、车、路、环境及能源等与交通有关的因素综合在道路交通这个统一体中进行研究,既研究了交通发生、发展、时空分布、运行特性,又研究了交通政策、法规、管理等内容,是一门兼有自然科学与社会科学双重属性的综合性学科,具有鲜明的综合性、系统性、交叉性和社会性等特征。
在我院交通运输专业的课程教学中,突出“现场工程师”的人才培养定位,对教学内容进行合理优化组合,突出重点难点,以适应教学要求。
2.1 课堂理论教学
2.1.1 优化更新教学内容
在课堂理论教学过程中,一方面优化教学内容,从交通工程的基本概念、基本理论入手,使学生通过对基本概念、基本理论的掌握为后续课程打下基础,主要内容包括:交通特性、交通调查、交通流理论、通行能力分析等。另一方面,注重教学内容的更新,将教材中没有及时更新的内容进行修订,如《城市道路设计规范》(CJJ37―90)更新为《城市道路工程设计规范》(CJJ37―2012)。同时,及时关注学科最新发展动态,将最新研究成果引入到课堂教学中来,激发学生的学习兴趣,拓展知识面。
2.1.2 优化知识结构
在我院的交通工程的教学中,所选用的教材为普通高等教育“十一五”国家级规划教材,内容涵盖较广,涉及知识点较多,这对于我院的人才培养目标来说稍有不适,因此在教学过程中,对知识结构还需进一步的取舍优化。首先,将本课程的主要内容划分为三部分:第一部分为基础部分,包括交通特性、交通调查、道路交通流理论和通行能力分析;第二部分为应用部分,包括交通规划、交通安全、交通管理、静态交通系统和交通环境保护;第三部分为发展动态,包括交通仿真、ITS等。
在课堂的教学过程中以第一部分为主要教学内容,第二部分在后续的课程中将深入学习,本课程只做简单介绍,第三部分由学生根据自身学习兴趣作为拓展知识。
2.2 实践教学内容
在第一部分的教学中,教材更侧重于基本概念、基本理论、基本方法的理论介绍,而对实际操作技能的强调不够。若在教学过程中也只是重点介绍理论知识,而缺乏相应的实践操作,那么学生就会感觉抽象、枯燥无味,很难抓住重点和难点。因此在教学过程中还应注重理论与实际相联系,加强对实际操作能力的培养。笔者在教学过程中附加拟定了相应于课程内容的实践任务,做到理论课与实践课同步跟进,加强学生对基本知识的理解与掌握。如以交通量、速度、密度(占有率)为调查对象,进行交通调查试验,加深学生对交通流三个基本参数概念的理解与掌握。
3 教学方法
在教学过程中,经常采用的教学方法很多。当对于本课程来说,涉及的基本概念、基本理论较多,内容丰富且不易掌握;而对于独立学院的学生来说,理论基础较为薄弱,学习能力参差不齐,分析问题、解决问题的能力不够强,且缺乏实践经验,对生活中的交通现象也缺乏关注。因此需要在教学过程中运用多种教学手段和方法,因材施教、因学施教,加强理论与实际的联系,多举实例,充分调动学生的积极性,以达到较好的教学效果。
启发式――通过教师引导,促进学生积极思考。教学过程中,通过设置相关的引导性问题,引导学生积极思考问题、解决问题,将已知知识转化为学生的具体知识,进而转化为学生的实践能力。
案例法――与实践相结合,引导学生综合运用理论知识。如:在学生掌握基本调查方法后,精选实际调查案例讲解,引导学生对案例中的成败得失分析讨论,传授学生间接经验,使理论与实践有机结合。
讨论法――进行课堂讨论,学生主动思考。引导学生观察交通现象,针对道路交通现象进行描述,在课堂中展开讨论,加强课堂互动,激发学生的学习主动性,在探讨中将知识点提炼、升华。
实验法――设置实训课程,理论与实践相联系。在学生基本掌握相关理论知识与方法之后,设置与课程内容相一致的实训课程,要求学生按照实训要求,运用基础理论知识,在实训室或实际的道路上完成相应的实训内容。将课堂所学的理论知识运用到道路交通的实际中去,进而加深其对知识的理解与掌握。
4 教学评价
传统的《交通工程学》的考核方式为平时考核30%加上期末闭卷考试70%。平时考核一般是侧重于对平时作业与课堂出勤的评价,期末闭卷考试侧重于基础理论知识和基本技能的考查,能考查学生的基础理论知识的掌握程度[4]。而很多学生为了通过考试采用死记硬背的方式,虽然通过考试,但并不是真正地掌握了课程知识。
为了加强学生对基础知识的理解,真正掌握相关专业知识,在教学评价这一环节,改变传统的评价方法,将学生的学习成绩分布到各个学习阶段之中去,包括课后作业、阶段性考核、课内实践、综合运用能力考核与期末考试五个部分。
课后作业,考察学生对所学知识的理解与掌握,通过课后作业也可加强学生对相关知识的巩固,占10%;阶段性考核,一般以章节为单位做随堂小测验,考查学生对章节重点内容的掌握,进一步巩固阶段性学习成果,占20%;课内实践,考查学生对重点难点的了理解掌握与运用,通过实训课程及实训报告考核,占30%;综合运用能力,考察学生运用综合多种理论、模型解决实际工程问题,要求学生综合运用所学知识去分析道路交通之中的各种交通问题,提出自己的见解,更具有开放性、综合性、探究性等特点,且没有固定、统一的答案,需要学生综合归纳,灵活运用所学知识,占10%;最后是期末考试,仍采用闭卷考试的方式,主要考查对基本概念、基本理论的理解与掌握,占30%。
5 结语
交通工程学作为一门具有兼有自然科学与社会科学双重属性的综合性学科,要求学生能够掌握相关基本理论,并且能够用相应的理论、模型去分析解决道路交通中的实际问题。对于独立学院的本科教学中,更是要求学生具备较高的解决实际问题的能力。因此在实际的教学过程中,应根据人才培养目标的要求,结合学生的特点,积极改变教学思路,探索适合的教学方法,提高学生的创新实践能力。
【参考文献】
[1]王炜,过秀成.交通工程学[M].东南大学出版社,2011.
自从2008年第一批90后考入大学后,现在的大学里,90后已经成为主体,和70后、80后相比,他们具有更为强烈的自主意识,而且思维活跃、个性鲜明,喜欢特立独行,喜欢追求新事物,喜欢选择与众不同的方式去获取社会的关注,具备更多地获取丰富资源的方式且乐于通过自身实践获取知识[2]。他们绝大多数是独生子女,从小受到家庭的百般呵护与宠爱,生活环境优越、物质条件富足,多数没有经受过生活的磨炼,心理素质偏弱,抗挫折能力较差。90后大学生生活在知识经济时代,学习模式发生了巨大的变化,他们普遍拥有各种电子产品,获取信息更加快捷,知识量也更加丰富,而且在知识结构的复杂性和多样性方面甚至不逊于自己的老师,这就给课堂教学提出巨大挑战。
针对他们这些特点,我们对《交通工程学》的教学工作做了必要的改革,课时分配适当调整,教学方法适时更新,课程考核更加灵活。实践证明这些措施收到了较好的成效,对现在高校提出的培养应用型、技能型人才培养目标起到了积极的推动作用。
一、加强课堂教学管理,树立以人为本的教育观念
90后大多为独生子女,父母寄望很大,从小接触的知识面广、思想独立且独具个性,在家时生活学习上家长干涉较多,一旦进入生活、学习相对自由宽松的大学,一部分学生迷失了奋斗的目标,一部分学生认为应该放松一下,随之出现逃课、听课不认真、课堂纪律差等问题,为有效约束学生,上课考勤是必不可少的。
点名是上课考勤简单的一种方本文由收集整理式,但这只是“堵”,“疏”才是最可行的。教师可通过课堂提问的方式考查学生,也可以针对90后活泼开朗、善于表现自我等性格特点,在课堂上设置一些小型的交通主题讨论会[3],比如可以讨论当前公交车的弊端及改进意见、交叉口信号灯的设置、交通事故和违规行驶、停车场的设置和管理等,通过这些学生熟悉而又值得思考的主题,引导学生积极主动地参与课堂教学,启发学生的创造性思维,形成一个良好的、互动的学习氛围,既起到课堂考勤的作用,又培养了学生应用交通工程专业知识解决实际交通问题的能力,还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。
早在1996年,联合国教科文组织就明确提出:教育应当把人作为发展的中心。高校教育的目的不是升学,也不应仅是谋生,而是为了个人更多的知识储备及个人能力的充分发挥,为了社会的和谐发展。因此高校教师应该树立以人为本的教育理念,以学生为中心,充分肯定他们的优点,给予他们相对自由的空间发挥其自主性和创造性。彻底改变传统的注入式、填鸭式教学方式,采用启发讨论式教学,让学生乐于参与其中,通过有问有答的引导,促使学生思考,广泛地调动学生的学习积极性,让他们在轻松自由的课堂教学环境,敢于提出自己的见解和看法,充分地发挥自身的创造活力。
二、选用合适的教学方法,强化实践教学环节
90后大学生知识层面高,信息接收面广,对电子产品依赖性强,而现在的《交通工程学》教材大都只汇集了本课程的基本知识点,而且里面介绍的一些方法已经落伍,和现在的应用不挂钩。所以教学时授课内容不能只局限于教材,教师应及时了解本领域的最新动态,及时学习本领域的最新成果,并适当地增补于授课内容中。本课程涉及范围较广,信息量大,授课时应采用多媒体教学,课件制作时以交通为主题,采用图片、动画、视频等多种方式来反映相关主题,增加教学的形象性、直观性和趣味性,吸引90后学生的注意力,激发学生的学习兴趣。
90后大学生具有强烈的参与意识,喜欢竞争且个性独立。根据这些特点,在专业课程教学过程中,可以加入一些实践环节,比如在交通调查部分学习阶段,可以组织学生对当地的一些重要道路和交叉口进行调查,获取这些地段的交通流参数,到了交通流理论学习后,可以指导学生应用相关理论对自己当初收集的数据进行分析,往后学习了信号灯的设置后,还可以此为基础,进行信号灯的配时计算,停车场的设计也有了数据支持。可以说实践教学贯穿着整个教学过程。关键是让学生积极参与到专业课程的自主学习中,鼓励学生自己动手,激发学生的兴趣和好奇心,培养学生专业知识学习的兴趣,引导学生学习和工作的方向,逐渐形成以知识积累为主,实践能力培养为辅的教育模式。还可以根据学生实际情况,首先在小范围内建立学习兴趣小组,组织他们到生产基地实习,鼓励他们在实践过程中回头寻找理论依据。
90后从小生活条件优越,加之从小课业任务重,很多学生动手能力差,与人协作少,抗挫折能力较差,在实践教学之初,统一给他们定一些相对容易实现的目标,让学生首先自我肯定,树立信心。对专业知识掌握较好的学生可以提出更高的要求,教师在实践教学过程中给予适当的提示和帮助。90后大学生对自身的发展和未来获得一份满意职业的需求比父辈们更加迫切,在实践教学中可恰当给予就业指导意见,并适时强调该课程的重要,这也是提高学生学习兴趣的一种行之有效的办法。同时,为了锻炼90后学生的自理能力,在实践过程中提倡学生自我管理,自我教育。
三、完善教师人格素养,改进教学方式
教师的人格是全部教育的基础,现代教师不应仅是“传道授业解惑”,传递给学生的还应包括文化品位、人文关怀,以及对生命的尊重。因此,教师,特别是理工科出身的教师,更应在思想深度、文化品位、语言表达、交往艺术、甚至服饰着装等方面提升自己,加强自身的修养,以教师的人格浸润学生的人格,激起学生心灵沟通的欲望。
在此基础上,授课教师应在专业知识素养、教学方法方式改革、学生考试考核方法改革等方面付出更多的精力,进行更多更深入的研究、探索和实践。教师的专业能力和教学组织能力、授课艺术会直接关系到90后学生的学习态度,教师只有吃透教学内容,在课堂上才能做到收放自如,游刃有余,若能适当地增添一些幽默引起学生听课的兴趣,再调动学生参与教学的积极性就不难了。
四、主动沟通交流,构建和谐师生关系
师生关系是支撑教育大厦的基石,要顺利地保质保量地完成教学任务,首先要构建和谐的师生关系。教师应把师生交流作为一项重要的工作和职责去完成,可在课后即兴交谈,可以参加一些学生的集体运动,还可利用学生感兴趣的东西加强交流和沟通,比如借助留言板、讨论区、qq群、人人网、微博等方式[3]。通过各种途径倾听他们的声音,走进学生、信任学生、了解学生[4]。当然,90后大学生具有强烈的自主意识,他们更愿意主动与教师进行交流,这使师生相互了解更为容易。
五、理论实践结合,选用灵活机动的考核方式
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
摘 要:实施大学生科研训练计划是提高大学生创新能力,增强学生综合素质,满足社会人才发展需要的重要措施。本文以西南交通大学电气工程学院开展“大学生科研训练计划”为例,论述了学院开展“大学生科研训练计划”的做法、特点。同时针对实施过程中存在的问题,提出了解决办法和建议。
关键词:大学生科研训练计划 实施 建议
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)31-0079-02
一、引言
北京工业大学自1979年创办交通工程学科以来,始终坚持“工管兼容”的发展方向,经过多年的积极探索和不断改革,已初步形成以交通规划、交通安全、交通信息工程与控制和交通仿真四个模块为主的教学体系。为了满足当今社会的需要,为了培养综合应用人才,在理论教学的基础上,特别针对本科三年级学生在第六学期开设了为期三周的《交通工程课程设计》。该课程是一门非常重要的实践课程,旨在通过本环节的学习巩固学生的理论认知、锻炼学生的综合应用能力以及培养学生解决实际问题的能力。由于传统的教学方式过多地注重学生的理论知识,实践教学环节安排较少,导致学生理论知识与实践相脱节,学生对交通工程的认识往往仅局限于理论层面,对一些基本概念的意义理解不深。近年来,实践环节的比例有所提升,实践教学也越来越受到重视。然而,实践课程中的教学方法直接影响着教学质量。好的教学方法能够激发学生的自我能动性,能够更好地锻炼学生的实际应用能力。相反,不恰当的教学方法可能造成学生的懈怠,浪费学生的时间。本文结合教学实践,对《交通工程课程设计》的教学方法进行了探讨,并给出了一些改革的建议。
二、《交通工程课程设计》的必要性及定位
目前,国内开设交通工程相关的课程设计的学校很多,大多数主要依托于交通工程学理论课程[1][2],因此实践的内容相对集中。我校目前该专业的毕业设计环节多以研究类课题为主,侧重于培养学生的创新能力[3]。因此,结合本专业的具体情况,在学生学习过多门专业理论课程的基础上,有必要开设一门课程设计,培养和锻炼学生的综合应用能力。交通工程是以研究交通规律以及交通系统中人、车、路等之间关系为基础的一门交叉学科,侧重于综合应用的工程技术学科。因此,交通工程课程设计的定位应立足于培养综合应用性人才,从整体的高度促进学生理论知识的系统化和条理化,努力使学生融会贯通各门相关课程的主要知识,避免相关知识的相互脱节。
三、实践内容制订的原则
课程设计所要完成的内容,是锻炼学生综合应用能力的主要途径。课程设计内容的组织和安排直接影响着教学的质量。根据本校的实际情况,结合专业的发展方向,以下几点原则对制订实践内容起到了积极的作用。
1.综合性。课程设计所涉及的内容应涵盖本专业主要理论课程的重点知识。在体现知识全面的同时,应突出重点和难点,尤其是在理论教学过程中发现的较为抽象的知识点,应努力通过本环节的教学,得以加深认知。在制订任务要求时,应考虑通过特定环节,来培养学生多角度分析实际问题以及综合应用知识解决问题的能力,循序善诱学生通过综合措施解决实际的交通诟病。所提交的设计成果能真实地反映学生掌握理论知识的情况和综合应用的能力。
2.系统性。课程设计内容的组织和安排要合理系统。在组织安排一次课程设计的过程中,须考虑各知识点之间的前后关联,体现各知识点之间应用的体系关系,摒弃各知识点相互脱节的“孤岛效应”,加强学生对本专业知识体系的认知。
3.真实性。课程设计内容的真实有助于提高学生解决实际问题的能力。应选取真实的路网、路段、路口,让学生通过调查了解实际交通现状及需求,并对交通现状进行科学的评价。结合设计任务要求,基于实际调查情况,综合运用所学知识完成交通工程设计。真实的交通工程环境,能帮助学生减少理论知识与实际问题的相互脱节,能帮助学生提高应用知识去解决实际问题的能力。
4.自主性。充分发挥学生的主观能动性。在该课程设计的全过程中,邀请学生代表一同制订课程设计内容、进度安排、考核指标等相关环节,争取学生的全面参与,充分调动学生的积极性。培养学生在课程设计中,主动观察发现问题以及积极自主探求解决方案的能力。
5.集体性。提出这一原则不仅仅是因为课程设计的学时少内容多,更深的原因是团队合作的精神是现代工程技术人员应具备的素质之一。因此,有必要对学生进行分组,每组学生自主分工,协同完成规定的设计任务。
6.连贯性。课程设计内容的制订须具有一定的连贯性。每一届学生设计的内容在大体一致的情况下,不断完善改进,适应本专业的动态演变进程。
四、教学方法的设计
教学方法是为了达到期望的教学目标,完成规定的教学任务,在教学过程中所运用的手段和方法。课程设计无论是教学目标,还是教学任务,都与理论课教学不同,而且不同专业的课程设计又有着不同的行业背景,因此需要针对特定的课程设计制订相应的教学方法。在《交通工程课程设计》教学中,传统的教学方法不同程度上忽视了以下几个方面:
1.主体性。在传统的教学方法中,教师在教学过程中扮演着核心角色,在课程设计内容、教学需求、材料准备等方面都是“一手操办”。教师应该努力尝试“权力下放”,让学生在整个教学过程中尽可能地多参与各个教学环节的设计,使学生真正成为教学的主体。
2.差异性。在以往的教学中,学生们都是按照统一的教学模式完成课程设计。学生的差异性不仅表现在兴趣方面,而且也表现在实际操作能力、理论知识等方面。因此,无论在分组上,还是具体分工上都应考虑学生的个体差异性。遵照“因材施教”的原则,制订适用于各组情况的具体教学方法,对于能力较强的小组,教学重点可以更侧重于学生的创新能力,而对于能力较差的小组,应以加强学生的实际操作能力为主。
3.综合性。课程设计的教学环境显然比理论课的教学环境丰富,因此可以采用多种教学方法,并将这些教学方法根据实际教学情况有机地综合在一起,有助于学生更好地完成实践任务。
为了弥补上述不足,在制订教学方法时可以考虑将项目教学法、模拟教学法和案例教学法综合起来应用。学生尽可能地全程参与课程设计教学活动的所有环节,通过相对完整独立的虚拟项目,在营造与实际工作相近的环境中,主动积极地完成课程设计。
五、教师安排及指导
良好的师资指导力量是保证该课程设计质量的重要前提之一。由于《交通工程课程设计》涉及面较广,突出培养学生的综合应用能力和解决实际问题的能力,因此可以采取老中青相结合的师资组织形式。具有丰富经验的老教授作为课程的负责人,与中年教师一同从专业及课程的整体发展进行规划和建设,并一同带领青年教师完成课程设计的具体指导工作。同时,通过课程设计的指导教学,老教师又起到了对新教师传帮带的作用,促进了师资队伍和课程建设的可持续发展。此外,相对稳定的指导教师团队,对课程设计过程中的问题和发展能有较为深入的了解,因此有助于实现对该课程的进一步完善。在课程设计过程中,指导教师采取分组指导和集中答疑的方式进行教学指导。学生以分组形式合作完成同一课程设计任务。每组指派一名指导教师,负责指导学生的日常设计工作,确保学生在实践中的安全,及时解决学生的突发问题,帮助学生准备实地调查的仪器设备,针对学生的具体问题进行个别辅导。在课程设计的不同阶段末,安排了所有指导老师统一对所有参加学生进行的集中答疑。集中答疑不仅是为了监督和检查学生进展的情况,更重要地是为了了解实际中超越学生所学知识和能力的问题,帮助学生分析难点和关键问题,讲解学生普遍存在的认知不足的知识点,起到释疑解惑的目的。
六、进度安排
科学合理的进度安排可以提高整体教学的效果。首先需依据课程设计的教学大纲以及要求理顺课程设计的环节和步骤,并在此基础上合理规划课程设计的进度,努力做到前紧后松,在有限的时间内,确保学生能够顺利完成课程设计。在实施过程中,根据学生实际完成各环节的具体情况,在确保各环节的教学质量前提下,灵活适当调整课程设计的进度。
七、成绩评定
首先,要合理确定考核内容,努力使考核内容能够较为真实地反映学生个人综合应用知识的能力,对于学生的创新思想应给予一定的肯定。可通过分组汇报的形式,每组代表利用多媒体手段向所有指导老师和学生对完成情况进行简明扼要的介绍,各组所有成员均可回答指导老师或其他学生的问题。通过这种方式来锻炼学生做学术汇报的能力。除汇报外,成绩还应从学生的设计成果、主观能动、平时表现等方面做出评定。各位指导教师在分别给出成绩后,还可参考其他组学生的意见,确定学生的最终成绩。
本文首先对《交通工程课程设计》的必要性及定位、以及实践内容制订的原则进行了讨论,并结合以往交通工程课程设计的教学经验,对教师安排及指导、进度安排、成绩评定、反馈机制方面提出了改进的建议.
参考文献:
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
中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)31-0070-02
交通工程作为一门新兴的交叉学科,其内容几乎涉及到了现有的所有学科。理所当然地,数学也在交通工程学中得到了广泛地应用,并且愈加得到了交通领域从业者的重视。但是,在相关课程教学中,相对于其他学科而言,数学由于内容抽象,教师往往难以把数学特点(概念、定理、性质)和交通工程应用性的专业特点结合起来(特别是与实际问题结合),再加上学习难度大,自然影响了学生的学习兴趣,难以保证教学效果,在面对实际问题时,学生不知该如何应用所学数学知识解决问题。因此,如何提高交通工程中数学教学质量,提高学生分析问题、解决问题的能力已经成为交通工程专业数学教学中迫切需要解决的问题。为此,本文从交通工程中的数学教学定位和教学目的入手,结合专业特点,论述通过创新教学模式和学生考核方法等途径实现教学目的。
一、交通工程中的数学教学定位
交通工程中的数学教学和作为基础学科的数学(如高等数学、线性代数)定位应该区别开来,这是把握交通工程中数学教学问题的关键。对于基础学科而言,数学课程的定位是为学生提供学习后继专业课程和在未来的工作实际中所必需的数学基础。而交通工程中的数学问题定位是使学生能够运用数学的思想和方法解决实际交通问题的能力方面得到培养和训练。换言之,交通工程中的数学是分析工具,是定量地描述交通现象的特征和状态的方法。交通工程中的数学教学目的是培养学生应用数学来解决交通问题能力,强调数学知识的应用,强调运用数学知识来认识、解释和解决交通问题。因此,交通工程中的数学教学应该注意培养学生三种能力:一是数学建模的能力。数学工具是量化分析工具,其最大特点是从量化的角度来解释客观世界事物发展的规律。因此,对于交通问题应改变过去以定性、确定性、唯一性等的思维习惯,培养学生不确定性、系统性、复杂性等思维方式和建模能力,从根本上拓宽解决问题的思路。二是操作能力和实践能力。交通工程是工程科学和管理科学交叉学科,建立的数学不仅能很好地描述和解释交通工程问题,还应具有可操作性,而不能仅仅停留在理论水平。因此,应注意培养学生的可操作能力,特别是计算能力。三是解释能力。数学作为抽象的分析工具,当其与交通专业结合起来,数学模型中的参数就被赋予了一定的物理意义。
二、创新教学模式,提高学习兴趣
按照教学理论,教学设计成功与否对教学效果有着很大的影响作用[1]。因此,在讲授内容之前,按照教学设计的理论要求,笔者在每次授课之前都要按照教学大纲的要求对教学目的、授课对象和教学目标进行分析。交通工程学是一门实践性很强的学科,这是该学科不同于一般学科的一个特点。此外,数学在交通工程学中是作为分析的手段出现的,无论是交通流理论还是交通预测中的数学问题,侧重的是应用数学的知识来解决交通问题。因此,在教学过程中侧重于对学生应用数学工具解决实际问题能力的培养是交通工程中数学教育的一个重要目标。此外,学习交通工程的学生毕业后多数从事交通实践工作,对学习的内容期望更侧重于对实际问题的分析。笔者曾针对授课的内容做过两次调查,共调查了46人次,结果表明:约70%以上的学生更希望老师在教学过程中结合实际案例进行教授。调查还发现,20%以上的学生要求教学过程中有互动性。在传统的数学教育中,由于数学内容相对枯燥,老师对教学中的互动问题是很难解决的,而学生对交通中的数学教学提出互动要求说明了互动教学是可以实施的。基于上述原因,笔者在讲授有关交通中的数学问题时,运用了4W教学模式。即提出问题(what)、分析问题(why)、解决问题(How)和解释问题(How)的教学模式。通过把问题逐步引申的方式,吸引学生对问题的关注,增强学生学习的兴趣。首先提出问题,就是在讲解应用某种数学方法时,通过设置一定的背景来引出要解决什么样的问题。设置问题时要注意学生对问题的熟知程度,并且问题直观,能一下吸引学生的注意力。其次,引导学生,并和学生一起分析问题。在分析问题的过程中,注意结合数学方法和解决问题的联系,使数学方法的引入做到“水到渠成”,而不是生搬硬套。再次,引入数学模型,即解决问题。在这一步中,关键是解释清楚数学模型描述的对象和问题之间具有某种意义上的“相似性”。这实际上是数学抽象模型的还原过程。最后,解释问题。这主要是引导学生如何用分析结果来解释交通问题,并为进一步验证结果合理性。由于交通工程中的数学问题是与实践结合比较密切的,因此,最终得到的结果是否与专业知识(或经验知识)一致,是检验方法正确与否的关键,也是培养学生兴趣的关键。如果最终的结果不能解释交通现象,则会降低学生对问题的兴趣。
三、注重教学方法,提高学习动力
1.以简驭繁、层层深入。交通工程中的数学问题与纯数学问题有着很大的不同,交通工程中的数学问题一般有着实际背景,通过对背景知识的讲解,形象、直观地描述出问题所在,使学生从复杂的数学推导中解脱出来,更易于学生的理解和接受。例如,笔者在讲授交通流理论中车头时距分布相关知识时,从最简单的自由流车头时距分布(负指数分布)开始,随后介绍有约束的车头时距分布(M3分布)。通过讲解车辆运行条件的变化,来逐步引入不同的交通流运行参数,从而给出不同的模型。此外,数学知识本身具有一定的层次性。一般是由易到难,由简单到复杂。因此,在组织交通工程中的数学教学问题时也应结合数学这一特点。层层推进,既增加了学生的好奇心,也使得知识层次性较强,更容易使学生容易理解。
2.注重理论与实践结合。交通工程中的数学问题,一般与交通流理论结合得比较密切。交通流理论由于数学知识内容较多,难度较大,内容相对枯燥等特点,许多同学没学到这部分内容时,都多少感到有点吃力,从而产生一种惰性。笔者在调查时也发现,如果把理论和实际结合,用实际问题来说明理论,则学生会较感兴趣,教学效果也会好一些。这样,通过与实际问题的结合,使学生产生了很大的兴趣。
3.以练代考,讲评结合。数学是以分析方法和分析工具的形式融合在交通工程中的。为了培养学生运用数学知识解决实际问题能力,在讲授相关知识后,结合知识点和实际问题,设计一些作业题。根据学生作业情况和出现的问题,邀请学生和教师一起讲评,在讲评过程中,采用老师和同学互动的方式,让同学们自己评价,对于好的见解给予肯定,对于出现的错误也予以指出。另外,强调数学参数在实际问题中的物理含义,并与描述的现象相结合,让学生体会到数学在交通工程中应用价值,进一步提高学习兴趣。
4.科学的考核方法。交通工程中的数学问题一般都有实际的应用背景。学生掌握数学工具,用其分析和解决交通问题是最终目的。因此,在交通工程中数学教学考核中也应反映这一本质特点。为此,考核指标和考核方法应具有一定的针对性。可按照如下方式设计考核体系:一是学生的平时作业成绩(30%),通过布置一定的作业,不仅可锻炼学生动手能力,还可以加深对知识理解;二是是期末考试(40%),通过考试评价学生对知识点的掌握情况和运用能力,找出薄弱环节,以便对原教学设计进行调整和改进。因此,在整个的考核方法中,实际是以“以练代考”为核心的教学方法体现。
交通工程中的数学教学有着自身的一些特点和方法,这些特点和方法的掌握与运用,可以更便于同学们对知识的理解和接受,从而提高教学效果。而这些特点和方法也会随着社会的发展而变化。因此,交通工程中的数学教学方法的总结和归纳是个不断积累的过程。本文提出的观点和看法只是根据自己仅有的教学实践和调查总结出来的,还有待进一步的提炼和总结,以便更好地促进教学工作。
参考文献:
[1]中国系统工程学会和上海交通大学.钱学森系统科学思想研究[M].上海:上海交通大学出版社,2007.