交通流理論課程研究性教學(xué)模式探究

李新剛

摘要：本文基于交通流理論課程教學(xué)實(shí)踐，從教師與學(xué)生角色轉(zhuǎn)換、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段幾個(gè)方面，詳細(xì)闡述研究性教學(xué)模式。旨在提高研究生課程教學(xué)水平，保證研究生對(duì)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)的扎實(shí)掌握，提高研究生的科研水平和創(chuàng)新能力，增強(qiáng)高校的研究生培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：交通流理論;研究性教學(xué);創(chuàng)新能力

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）25-0273-02

一、引言

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2014年我國(guó)研究生在校人數(shù)達(dá)到近180萬(wàn)人，招生61.1萬(wàn)人，畢業(yè)生51.4萬(wàn)人。我國(guó)研究生教育規(guī)模取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，但是研究生培養(yǎng)質(zhì)量與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有較大差距。提高研究生教育水平，是增強(qiáng)高校的科研和創(chuàng)新能力的關(guān)鍵要素之一，對(duì)國(guó)家科技的發(fā)展水平具有較大影響。

課程教學(xué)是研究生培養(yǎng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，抓好研究生課程教學(xué)是提高研究生科研和創(chuàng)新能力的切入點(diǎn)[1]。研究生通過(guò)課程階段的學(xué)習(xí)不僅能夠獲取基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，而且可以在復(fù)雜深入的理論專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程中激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，發(fā)揮潛在的高層次思維能力，辯證地、全方位地分析與探索復(fù)雜問(wèn)題。研究性教學(xué)是指在教學(xué)過(guò)程中由教師創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境和途徑，指導(dǎo)學(xué)生在獨(dú)立的主動(dòng)探索、主動(dòng)思考、主動(dòng)實(shí)踐的研究過(guò)程中，吸收并應(yīng)用知識(shí)、分析并解決問(wèn)題，從而培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力和創(chuàng)新精神，提高學(xué)生綜合素質(zhì)的一種教學(xué)模式[2]。在研究生課程教學(xué)中廣泛采用研究性教學(xué)，從而增強(qiáng)研究生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)科研實(shí)踐與創(chuàng)新能力，是提升研究生教育水平的一個(gè)重要手段。

本文將研究生課程《交通流理論》作為教學(xué)實(shí)例，以研究性教學(xué)模式為主要研究對(duì)象，從教師與學(xué)生角色轉(zhuǎn)換、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段這幾個(gè)方面，詳細(xì)闡述研究性教學(xué)模式。

二、交通流理論課程簡(jiǎn)介

交通流理論是運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)的原理，以及計(jì)算機(jī)仿真模型描述交通流特性的一門邊緣學(xué)科，是研究交通流隨時(shí)間和空間變化規(guī)律的模型和方法體系，其目的是為了闡述交通現(xiàn)象形成的原理。交通流理論是解釋交通現(xiàn)象、分析交通問(wèn)題和提高交通系統(tǒng)效率的研究基礎(chǔ)。

交通流理論這門課程作為交通工程學(xué)的基礎(chǔ)理論，廣泛應(yīng)用于交通規(guī)劃、交通控制、道路設(shè)施設(shè)計(jì)等研究領(lǐng)域，因此其對(duì)于交通運(yùn)輸工程相關(guān)專業(yè)的研究生來(lái)說(shuō)，是一門重要的基礎(chǔ)理論課程。研究生課程的培養(yǎng)目標(biāo)主要是通過(guò)專業(yè)基礎(chǔ)課的課堂教學(xué)，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新思維，提高綜合素質(zhì)，實(shí)現(xiàn)其自身全面協(xié)調(diào)可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展，為其獨(dú)立從事科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。然而隨著研究生招生數(shù)量的逐年遞增，新入學(xué)研究生的專業(yè)背景存在很大差異，部分研究生缺少交通工程專業(yè)本科教育，這就要求在交通流理論課程教學(xué)的過(guò)程中既要注重研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，又要重視基礎(chǔ)理論的講授。在這種新形勢(shì)下，必須最大程度地調(diào)動(dòng)研究生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)其主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，激發(fā)科研興趣?；诖?，特別制定了交通流理論課程以專題討論為主的研究性教學(xué)模式。

三、研究性教學(xué)模式概述

對(duì)于專業(yè)基礎(chǔ)課程，研究性教學(xué)是普遍接受的一種教學(xué)模式，然而對(duì)于研究性教學(xué)的內(nèi)涵，并沒(méi)有一致的解釋。盧德馨[3]認(rèn)為，研究性教學(xué)在于極大地引起學(xué)生對(duì)學(xué)科的興趣，拓寬學(xué)生的視野，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，注重知識(shí)傳授的同時(shí)著力培養(yǎng)探索精神和創(chuàng)造能力。夏錦文[4]認(rèn)為研究性教學(xué)是一種將教師研究性講授與學(xué)生研究性學(xué)習(xí)、課內(nèi)講授與課外實(shí)踐、依靠教材與廣泛閱讀、教師引導(dǎo)與學(xué)生自學(xué)有機(jī)結(jié)合并達(dá)到完整、和諧、統(tǒng)一的教學(xué)。

雖然對(duì)研究性教學(xué)內(nèi)涵的解讀不同，但是綜合起來(lái)開(kāi)展研究性教學(xué)實(shí)踐，必須重視以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）教師與學(xué)生角色的轉(zhuǎn)變。教師應(yīng)從一個(gè)知識(shí)的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生探索知識(shí)和發(fā)現(xiàn)知識(shí)的組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者。學(xué)生應(yīng)主動(dòng)探究問(wèn)題，親身體驗(yàn)科研的過(guò)程。（2）教學(xué)內(nèi)容的轉(zhuǎn)變。研究性教學(xué)課程的載體由特定的教材變成了面向?qū)嶋H問(wèn)題的教學(xué)資料。全部課程劃分為若干專題，教師講授完一個(gè)專題之后，組織專題討論，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題能力。（3）教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變。研究性教學(xué)在教學(xué)方法的選擇上融合最新的教學(xué)理念和教學(xué)形式，致力于實(shí)現(xiàn)學(xué)生的主體地位。創(chuàng)造條件引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自己的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)，積極探索科學(xué)原理的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，在探究的過(guò)程中培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)方法和研究品質(zhì)，培養(yǎng)實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。

四、交通流理論課程研究性教學(xué)模式實(shí)踐

根據(jù)上述研究性教學(xué)的內(nèi)涵以及研究性教學(xué)實(shí)踐的重點(diǎn)，并結(jié)合交通流理論課程自身特點(diǎn)，幾年來(lái)在研究生交通流理論課程中不斷實(shí)踐，總結(jié)出能夠激發(fā)研究生科研興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學(xué)模式。

（一）角色轉(zhuǎn)變

教師由知識(shí)傳授者向科研引導(dǎo)者的角色轉(zhuǎn)換，研究生則從被動(dòng)的知識(shí)接收者逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)研究的主體。在課堂教學(xué)中，教師在講授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，要更多地培養(yǎng)研究生創(chuàng)新思維、思考方式、表達(dá)方式等，如對(duì)本領(lǐng)域現(xiàn)狀的一些主流學(xué)派、學(xué)術(shù)觀點(diǎn)進(jìn)行介紹，并就現(xiàn)狀提出若干問(wèn)題，供研究生去思考、理解和判斷，進(jìn)而從中找到切入點(diǎn)，而不應(yīng)該再去大量填鴨式的灌輸知識(shí)。對(duì)于交通流理論模型，從建模方法上可以劃分為連續(xù)流模型，車輛跟馳模型，元胞自動(dòng)機(jī)模型。對(duì)于每一類模型都有自身的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，在對(duì)模型特征闡述的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膬?yōu)缺點(diǎn)。可以重點(diǎn)闡述每一類模型的缺陷，鼓勵(lì)學(xué)生面對(duì)這些缺陷，改進(jìn)現(xiàn)有模型，從而激發(fā)研究生的研究興趣，培養(yǎng)解決問(wèn)題的能力。例如可以由基本圖理論和三相交通流理論的爭(zhēng)論出發(fā)，列舉兩種理論的基本觀點(diǎn)，以及爭(zhēng)論的焦點(diǎn)。利用爭(zhēng)議性議題激發(fā)學(xué)生的研究興趣，并鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)基本圖理論和三相交通流理論展開(kāi)深入研究，通過(guò)自身實(shí)踐，驗(yàn)證兩種理論的正確性，并組織相關(guān)的研討，對(duì)議題充分討論。教師在整個(gè)過(guò)程中提供相關(guān)素材，引導(dǎo)學(xué)生圍繞議題開(kāi)展研究，在討論的過(guò)程中，可以發(fā)表一些建設(shè)性的意見(jiàn)。endprint

（二）教學(xué)內(nèi)容

研究性教學(xué)流程以課堂講授、專題討論、實(shí)踐的順序展開(kāi)。課程的載體由特定的教材變成了面向?qū)嶋H問(wèn)題的教學(xué)資料。教師首先要對(duì)教學(xué)材料進(jìn)行梳理和重新整合。學(xué)生用書(shū)要盡可能采用理論架構(gòu)明晰、語(yǔ)言文字清晰、具有學(xué)科前瞻性的優(yōu)質(zhì)教材。同時(shí)要向?qū)W生推薦三四本閱讀書(shū)籍，以及經(jīng)典的學(xué)術(shù)論文，并在課堂講授時(shí)，對(duì)教材內(nèi)容有所取舍，通過(guò)專題的設(shè)計(jì)打破原教材的安排，將教材與閱讀書(shū)籍的內(nèi)容進(jìn)行重新整合。

對(duì)于交通流理論這門課程，早期的教材有《Monograph on Traffic Flow Theory》、《交通流理論》。近些年來(lái)，隨著交通流理論研究學(xué)者的增多，又陸續(xù)出版了《基于元胞自動(dòng)機(jī)的交通系統(tǒng)建模與模擬》、《交通流理論與方法》、《現(xiàn)代交通流理論與應(yīng)用（卷I）：高速公路交通流》。這些教材都可以作為交通流理論課程的參考資料。另外一些代表性的學(xué)術(shù)論文，都可以用來(lái)作為專題討論的材料。根據(jù)交通流理論課程章節(jié)和重難點(diǎn)安排，對(duì)教學(xué)任務(wù)進(jìn)行分解，劃分為如下幾個(gè)專題：①交通流基本參數(shù);②車輛跟馳模型;③元胞自動(dòng)機(jī)模型;④連續(xù)流模型;⑤基本圖理論與三相交通流理論;⑥信號(hào)控制交叉口理論;⑦無(wú)信號(hào)控制交叉口理論。對(duì)于每一個(gè)專題，教師先講授基本的概念、基本模型，然后布置專題討論任務(wù)。學(xué)生課下完成專題討論的相關(guān)準(zhǔn)備工作，在課堂上進(jìn)行匯報(bào)，其他同學(xué)廣泛參與討論。教師在討論的過(guò)程中注重學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題等科研能力的培養(yǎng)。

（三）教學(xué)方法

根據(jù)研究性教學(xué)的內(nèi)容合理制定科學(xué)的教學(xué)方法。課堂教學(xué)以專題討論為主線，提前給定討論主題，組織學(xué)生圍繞主題進(jìn)行小組討論。在組織小組討論的基礎(chǔ)上，由小組成員推選報(bào)告者，在課堂上發(fā)表自己的見(jiàn)解，從而使該部分內(nèi)容的知識(shí)傳遞不是通過(guò)教師的講解來(lái)完成，而是由學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)所學(xué)內(nèi)容的精髓。在課后要給學(xué)生留下有待進(jìn)一步思考的問(wèn)題，并盡量要求學(xué)生進(jìn)行團(tuán)隊(duì)合作解決問(wèn)題，通過(guò)課后的科研實(shí)踐進(jìn)一步鞏固對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

在交通流理論課程中，研究生以2～3人為一組進(jìn)行劃分，每個(gè)專題由2～3個(gè)小組負(fù)責(zé)專題討論的主要任務(wù)。專題討論圍繞一篇學(xué)術(shù)論文展開(kāi)，選擇的學(xué)術(shù)論文要具有前瞻性，并且具有一定的擴(kuò)展性，以便學(xué)生可以在論文的基礎(chǔ)上開(kāi)展后續(xù)的研究。專題討論之后，教師要進(jìn)行總結(jié)，對(duì)當(dāng)前的研究熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)一步闡述。

在專題討論的準(zhǔn)備階段，鼓勵(lì)小組內(nèi)人員協(xié)作完成相應(yīng)的研究任務(wù)，一人負(fù)責(zé)研究背景、研究現(xiàn)狀等資料的收集整理;一人負(fù)責(zé)模型部分，該部分或者是數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)，或者是仿真模型的建立;一人負(fù)責(zé)結(jié)果分析部分。最后，3人共同討論總結(jié)論文的不足之處，能夠進(jìn)一步研究的方向。每一個(gè)小組都有一次專題匯報(bào)的機(jī)會(huì)，通過(guò)這樣的訓(xùn)練，加深學(xué)生對(duì)交通流理論相關(guān)方向的認(rèn)識(shí)，通過(guò)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)、解決過(guò)程，增強(qiáng)學(xué)生在交通流理論研究方面的自信心，鍛煉科學(xué)研究的能力。

五、結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合研究生交通流理論課程研究性教學(xué)實(shí)踐，探討了以課堂專題討論為主的研究性教學(xué)模式。該模式的主要特點(diǎn)有：（1）教師由知識(shí)傳授者向科研引導(dǎo)者的角色轉(zhuǎn)換，研究生則從被動(dòng)的知識(shí)接收者逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)研究的主體。（2）教學(xué)內(nèi)容更加突出學(xué)生科研實(shí)踐能力的培養(yǎng)。（3）教學(xué)方法以科研為導(dǎo)向，增強(qiáng)了研究生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，以及科研的自信心。

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