“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”教學(xué)中的合作創(chuàng)新

陳 茜，陳淑燕，陳 峻

（東南大學(xué) 交通學(xué)院，江蘇 南京210096）

引 言

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020）》中明確提出“深化教育體制改革，關(guān)鍵是更新教育觀念，核心是改革人才培養(yǎng)體制，目的是提高人才培養(yǎng)水平”。因此，大力提高本科教學(xué)水平和質(zhì)量，必須從教學(xué)改革入手，更新教育理念，改革教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法［1］。伴隨著交通信息化、智能化的趨勢(shì)，任何涉及規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)和管理等領(lǐng)域的交通工程問(wèn)題的解決方案幾乎都離不開(kāi)仿真技術(shù)。最近幾年高校紛紛開(kāi)設(shè)計(jì)算機(jī)仿真類課程，計(jì)算機(jī)仿真能力的高低已成為衡量學(xué)生綜合能力強(qiáng)弱的一個(gè)主要方面［2］［3］?！敖煌ǚ抡婕夹g(shù)與應(yīng)用”作為一門以交通工程原理和理論方法為基礎(chǔ)，整合并運(yùn)用仿真技術(shù)有效解決交通工程領(lǐng)域工程問(wèn)題的多學(xué)科交叉的應(yīng)用型課程，對(duì)于提高學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)工具解決交通領(lǐng)域?qū)嶋H工程問(wèn)題的能力有著重要作用。針對(duì)交通工程專業(yè)，“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”課程的內(nèi)容需有所側(cè)重，要突出專業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)知識(shí)的連貫性，要適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需要，從根本上提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生仿真設(shè)計(jì)的能力，做到學(xué)以致用。

合作學(xué)習(xí)作為現(xiàn)代教學(xué)理論與學(xué)習(xí)策略之一，正在被廣大教育工作者廣泛使用，并起到了積極的推動(dòng)作用［4］［5］。合作學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)以小組學(xué)習(xí)為主，以學(xué)習(xí)者為中心進(jìn)行教學(xué)，注重學(xué)習(xí)者的自我實(shí)踐，個(gè)人責(zé)任，內(nèi)在動(dòng)機(jī)以及主動(dòng)性，創(chuàng)造性和合作意識(shí)。結(jié)合“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”的教學(xué)特點(diǎn)，在該課程的教學(xué)改革中引入合作創(chuàng)新。

一、現(xiàn)行教學(xué)模式存在的問(wèn)題

“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)的主要目標(biāo)使學(xué)生了解交通仿真相關(guān)基礎(chǔ)理論和技術(shù)發(fā)展的歷史的發(fā)展與應(yīng)用，了解交通仿真軟件的發(fā)展歷史和主要功能，熟練掌握典型交通仿真軟件的使用，為從事交通規(guī)劃、管理與設(shè)計(jì)的相關(guān)分析工作提供必要的仿真實(shí)驗(yàn)技能。目前該課程存在以下不足：

1.教學(xué)模式與仿真課程獨(dú)特性之間的矛盾

（1）要想學(xué)好“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”課程，學(xué)生必須具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)。“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”的課程內(nèi)容包括：交通仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)、交通規(guī)劃軟件Transacd應(yīng)用、交通微觀仿真軟件vissim應(yīng)用三部分內(nèi)容，以交通仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)為例，具體教學(xué)內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)輔助基礎(chǔ)理論、交通信息技術(shù)、交通仿真技術(shù)、交通地理信息系統(tǒng)等。這其中涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)、軟件工程、仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、GⅠS-T數(shù)據(jù)模型等相關(guān)專業(yè)知識(shí)。這些基礎(chǔ)知識(shí)涉及專業(yè)面廣、系統(tǒng)性不強(qiáng)，很難在課堂上深入細(xì)致地展開(kāi)。學(xué)生的基礎(chǔ)參差不齊，這部分內(nèi)容的講解效果不甚理想。

（2）學(xué)習(xí)“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”課程需要充分發(fā)揮出計(jì)算機(jī)仿真的實(shí)踐性。計(jì)算機(jī)仿真的學(xué)習(xí)過(guò)程也是應(yīng)用軟件使用的訓(xùn)練過(guò)程。目前的教學(xué)學(xué)時(shí)的分配，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)偏少，很難充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。

（3）現(xiàn)在的考核方式難以考核學(xué)生的學(xué)習(xí)情況?，F(xiàn)在的考試方法偏重基本知識(shí)的測(cè)試，而忽視能力的考核，單純以期末考試分?jǐn)?shù)作為學(xué)生水平高低的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，不但扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新能力，而且不能全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。

2.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)之間的聯(lián)系不緊密

目前“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”課程基本上采用課堂教學(xué)與上機(jī)實(shí)踐分開(kāi)進(jìn)行的模式。以課堂講解為主，輔以較少的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。課堂教學(xué)側(cè)重在仿真技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，知識(shí)涉及面廣、專業(yè)性不夠突出；實(shí)踐教學(xué)側(cè)重在交通仿真軟件的應(yīng)用，基礎(chǔ)理論是先修的相關(guān)專業(yè)課程（交通工程學(xué)基礎(chǔ)、交通分析、交通規(guī)劃）的知識(shí)的延續(xù)應(yīng)用。因此在兩方面基礎(chǔ)知識(shí)的銜接不是很緊密，學(xué)生在知識(shí)理解、技能掌握方面與教學(xué)目標(biāo)還存在一定差距。

因此，該課程在教學(xué)內(nèi)容銜接、教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)、考核方式等方面都存在一些不足，學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力有待進(jìn)一步提高。

二、“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”教學(xué)改革方案

1.課程教學(xué)采用多模式結(jié)合的教學(xué)方式

在新一輪教學(xué)改革中，該課程教學(xué)采用集中授課、上機(jī)實(shí)踐、學(xué)生研討交流相結(jié)合的形式。其中：

（1）集中講授仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)知識(shí)，側(cè)重于計(jì)算機(jī)仿真領(lǐng)域基礎(chǔ)理論、實(shí)用方法和開(kāi)發(fā)技術(shù)的系統(tǒng)介紹；

（2）加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)訓(xùn)練，設(shè)計(jì)了一系列上機(jī)實(shí)驗(yàn)，環(huán)環(huán)相扣，要求學(xué)生了解相關(guān)軟件的核心功能，并能夠結(jié)合專業(yè)基本理論知識(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果加以理解分析；

（3）設(shè)計(jì)與選擇相關(guān)的研討題目，要求學(xué)生以小組形式共同完成題目并進(jìn)行課堂匯報(bào)，與所有同學(xué)開(kāi)展研討交流。

2.拓展考核模式，注重知識(shí)與能力并重

實(shí)行知識(shí)與能力并重，理論與實(shí)踐結(jié)合，重點(diǎn)測(cè)試學(xué)生理解、掌握、靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的考試方法。采取筆試、綜合答辯、科研論文、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等相結(jié)合的方式，重在培養(yǎng)學(xué)生的能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力，避免學(xué)生處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀況和陷入考前突擊的誤區(qū)。

3.倡導(dǎo)合作創(chuàng)新的學(xué)習(xí)方式

合作精神與創(chuàng)新能力是現(xiàn)代人才必備的素質(zhì)之一，傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以教師為中心，以課堂為中心，學(xué)習(xí)只是被動(dòng)地接受學(xué)習(xí)，長(zhǎng)此以往學(xué)生的積極性得不到發(fā)揮和表現(xiàn)，直接影響了學(xué)生的合作精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，在“交通計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與應(yīng)用”課程的教學(xué)中提出開(kāi)放的學(xué)習(xí)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生合作創(chuàng)新的學(xué)習(xí)方式。學(xué)生自由分組，3-5人成立學(xué)習(xí)小組，小組成員之間互動(dòng)，全面、多樣的主體實(shí)踐活動(dòng)，促進(jìn)他們多方面素質(zhì)的發(fā)展。合作創(chuàng)新學(xué)習(xí)的內(nèi)容包括完成交通仿真領(lǐng)域有關(guān)基礎(chǔ)方法和技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的系列論文，完成交通仿真系列實(shí)驗(yàn)（包括基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)），并針對(duì)合作完成內(nèi)容，開(kāi)展課堂匯報(bào)和討論。教師在組織學(xué)習(xí)活動(dòng)的同時(shí)，要明確學(xué)習(xí)任務(wù)。要求以小組為基本單元完成課程作業(yè)，采取小組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)制，明確組員在作業(yè)完成過(guò)程中的各自分工，訓(xùn)練學(xué)生人際交往和團(tuán)隊(duì)合作能力?？己谁h(huán)節(jié)注重信息反饋，根據(jù)小組成員分工及各部分內(nèi)容完成的質(zhì)量給予成績(jī)?cè)u(píng)定，體現(xiàn)個(gè)體差異。

4.開(kāi)拓學(xué)生視野，鼓勵(lì)學(xué)生利用課堂所學(xué)知識(shí)提升創(chuàng)新能力

鼓勵(lì)學(xué)生立足課堂知識(shí)，借助網(wǎng)絡(luò)資源開(kāi)拓視野。例如，各類交通仿真軟件的官方網(wǎng)站，提供了很豐富的軟件學(xué)習(xí)資料；一些交通技術(shù)論壇，也為交通仿真技術(shù)的應(yīng)用提供了各類學(xué)習(xí)資源。在教學(xué)中要求學(xué)生能夠借助這些網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，拓展學(xué)習(xí)途徑，解決實(shí)踐學(xué)習(xí)中遇到的困難，了解該領(lǐng)域的新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

此外，為了進(jìn)一步提升學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生將該課程掌握的知識(shí)加以拓展應(yīng)用。例如鼓勵(lì)學(xué)生將交通仿真技術(shù)與參與的SRTP項(xiàng)目相結(jié)合，提升科研的創(chuàng)新手段；鼓勵(lì)學(xué)生依托交通仿真技術(shù)的相關(guān)知識(shí)尋找創(chuàng)新課題，參加交通科技創(chuàng)新大賽等全國(guó)大賽；等等。通過(guò)走出課堂，拓展視野，不斷嘗試，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)也能進(jìn)一步加強(qiáng)高等學(xué)校創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，推動(dòng)高等學(xué)校的教學(xué)改革工作。

三、“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”教學(xué)改革成效

1.極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高了學(xué)習(xí)效果

通過(guò)在“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)中引入合作創(chuàng)新的改革嘗試，以及多模式教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，學(xué)生在課堂上會(huì)積極主動(dòng)地進(jìn)行思考和回答問(wèn)題，對(duì)交通計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)充滿了興趣，能夠在教師的引導(dǎo)下獨(dú)立地查閱中英文參考書(shū)目，對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行深度了解，并提出疑難問(wèn)題。在實(shí)踐過(guò)程中，基本上所有學(xué)生都能夠主動(dòng)地完成基本的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和題目，有些學(xué)生能更為深入地思考并解決技術(shù)難點(diǎn)，能夠超出要求完成難度更高的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的實(shí)踐內(nèi)容更加系統(tǒng)化，更貼合于專業(yè)知識(shí)體系的要求，例如軟件使用系列實(shí)驗(yàn)與交通規(guī)劃的四階段規(guī)劃方法一一對(duì)應(yīng)，可以幫助學(xué)生更好地理解前期課程的知識(shí)模塊。

2.學(xué)生的合作意識(shí)得以增強(qiáng)，協(xié)作精神得到了發(fā)揚(yáng)

合作學(xué)習(xí)作為現(xiàn)代教學(xué)理論與學(xué)習(xí)策略之一，正在被廣大教育工作者廣泛使用，并起到了積極的推動(dòng)作用。它創(chuàng)造性地應(yīng)用互動(dòng)理論，促進(jìn)了學(xué)生之間相互交流和共同發(fā)展，使學(xué)生體驗(yàn)到人與人協(xié)作的必要性和重要性，增強(qiáng)學(xué)生之間的交流能力，調(diào)動(dòng)所有學(xué)生學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)仿真類課程的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和創(chuàng)新能力。作為老師，在這一學(xué)習(xí)過(guò)程中更多地是發(fā)揮規(guī)范行為、發(fā)現(xiàn)火花、排除障礙、引導(dǎo)深化、客觀評(píng)價(jià)的作用。作為小組合作學(xué)習(xí)的每個(gè)學(xué)生成員，在這一過(guò)程中合作意識(shí)得到了增強(qiáng)，體現(xiàn)在獨(dú)立思考，能夠獨(dú)立擔(dān)當(dāng)自己的分工和責(zé)任；同時(shí)也學(xué)會(huì)聆聽(tīng)他人、容忍別人的不同意見(jiàn)，接納他人的觀點(diǎn)，形成既充滿竟?fàn)幱钟淇旌献鞯姆諊?。在小組實(shí)踐報(bào)告會(huì)上，很多小組分工明確，領(lǐng)導(dǎo)結(jié)構(gòu)井然有序，完成出高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)作業(yè)。通過(guò)交流和思想火花的碰撞，自己也受到啟發(fā)，得到提高。當(dāng)遇到有一定的挑戰(zhàn)性、開(kāi)放性、探索性的問(wèn)題時(shí)，學(xué)生往往會(huì)有與別人交流探討的欲望，尋求更多的思維支持。這時(shí)讓學(xué)生進(jìn)行合作能有效的解決問(wèn)題。

3.學(xué)生的表達(dá)能力、溝通能力得到了很大提高

合作的過(guò)程也是交流的過(guò)程。要交流，必須會(huì)表達(dá)。學(xué)生在合作前必須有自己的思考，在交流前要有自己的見(jiàn)解，在交流中能把自己的想法完整明確地介紹給同伴。溝通，就意味著融入與包容。通過(guò)系列實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，讓學(xué)生感受到合作學(xué)習(xí)的目的就是取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同進(jìn)步。只有抱著一顆寬容的心，積極融入到集體中，合作學(xué)習(xí)才能得到良性發(fā)展。老師在評(píng)定成績(jī)中，也充分考慮到小組成員在完成任務(wù)中的表現(xiàn)，給予一定的肯定與鼓勵(lì)。在報(bào)告會(huì)上，讓每個(gè)小組成員都有展示表達(dá)的機(jī)會(huì)，通過(guò)這一訓(xùn)練，很多平時(shí)沉默的學(xué)生也被調(diào)動(dòng)起來(lái)，努力表達(dá)自己的想法，展示所做的工作。

4.學(xué)生的創(chuàng)新能力得到了很大提高

通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)，大部分學(xué)生掌握了一到兩種交通仿真軟件的基本操作和技能，具備了獨(dú)立解決交通規(guī)劃與管理領(lǐng)域工程實(shí)際問(wèn)題的能力。部分學(xué)生將交通計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的知識(shí)進(jìn)一步深化，在畢業(yè)設(shè)計(jì)、SRTP項(xiàng)目、全國(guó)交通科技大賽等訓(xùn)練中，融合使用了計(jì)算機(jī)仿真的知識(shí)，真正做到學(xué)有所用，學(xué)有所長(zhǎng)。

結(jié) 語(yǔ)

研究性學(xué)習(xí)模式是高等學(xué)校教學(xué)改革的熱點(diǎn)之一。注重大學(xué)生理論實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提高其創(chuàng)新能力的提高，對(duì)于我國(guó)高等教育中的人才培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)有著突出的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)在“交通仿真技術(shù)與應(yīng)用”課程教學(xué)中引入合作創(chuàng)新的改革嘗試，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、創(chuàng)新意識(shí)、協(xié)作精神都得到了很大提升，收到了較好的改革效果。對(duì)于老師，應(yīng)該多做積極正面的鼓勵(lì)，正確引導(dǎo)，提高學(xué)生用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力、培養(yǎng)學(xué)生的合作精神競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，更好地提高學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

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