基于建構主義理論的交通設計教學模式研究與探索

馬瑩瑩

摘要：以建構主義理論為指導，根據交通設計課程的特點對該課程的教學模式進行改革和實踐，分別針對課程學習的初級階段、高級階段和專家階段設計教學模式，根據各階段的教學特點將“自學-指導”式教學、“傳遞-接受”式教學、“支架式”式教學、“隨機通達”式教學和“拋錨式”教學有效結合起來，并對教學環(huán)節(jié)進行設計和實踐。實踐效果表明，該教學模式具有較好的教學效果，對相關課程也有一定的借鑒和參考作用。

關鍵詞：建構主義；交通設計；教學模式改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）37-0150-03

一、引言

“交通設計”是交通工程專業(yè)重要的必修課成之一，是一門整合交通工程基本概念、基本知識與基本技能于一體的專業(yè)課程，是交通工程學與系統工程學、工業(yè)設計原理以及城市科學的有機結合[1]。然而，正是由于該課程理論基礎廣、實踐性強等特點，傳統的以講授為主的教學模式不能達到很好的教學效果。我國已有很多高校的教師意識到該門課程的特點，開始探索新的教學模式和方法。同濟大學根據課程教學實踐進行了基于項目學習模式的交通設計課程教學改革，并對重點院校、普通三本院校和網絡教育的學生進行實踐，獲得較好的效果[2]；東南大學則以CDIO（構思、設計、實施、運行）工程教育理念為指導，將案例教學、基于項目學習、啟發(fā)式教學等多種教學手段應用于“交通設計”課程的教學改革中[3]；還有一些學校和教師根據課程教學的特點針對教學內容、教學方法和手段進行改革和時間，均獲得一定的效果[5，6]。已有教學研究成果表明，交通設計的教學方法必須從課程的特點出發(fā)，以一定的項目或問題為載體進行教學，才能達到較好的教學效果。

二、交通設計課程的特點

交通設計課程的定位為：“以培養(yǎng)交通工程專業(yè)學生理論與應用有機結合能力，為其構建更好地服務與社會的專業(yè)平臺為目標，形成系統而有效地運用交通工程學基本原理對策交通問題，最佳地組合交通各要素，形成具有可實施性的系統的改善交通方案，或將良好的交通規(guī)劃與交通管理措施有效地轉換成最佳地工程方案，最佳地適應交通功能和交通中微觀特征的方法與體系。”這就決定了，該門課程具有理論基礎廣、綜合性和實踐性強、創(chuàng)新要求高等特點。

（一）理論基礎廣

交通設計是以交通的通暢、安全、便利、節(jié)能減排及其效率化等為目標，系統的資源、環(huán)境和投資等條件為約束，最佳地分配交通系統的通行權和時間與空間等。其涉及的理論基礎不僅包括交通工程學的相關理論，還包括系統工程學、工業(yè)設計原理、城市設計原理、道路設計相關理論以及資源和觀景方面的相關理論知識。因此，該門課程是建立在多學科的交叉的基礎上的，并將多學科的基礎理論與方法有效的結合起來。

（二）綜合性強

由于交通問題成因復雜，涉及到的因素多，因此在面向實際交通問題進行對策設計和方案優(yōu)化時需綜合考慮多方面的影響因素和約束條件，以及這些影響因素之間的相互影響和作用。

（三）實踐性強

交通設計課程的核心目標是幫助學生掌握交通系統的問題分析、對策設計和方案優(yōu)化的基本技能和方法，其面向的對象為實際的交通系統。因此，該門課程必須從實際系統和問題出發(fā)，理論聯系實際，讓學生在實踐的過程中實現本門課程的教學目目標。

（四）創(chuàng)造性強

在對策交通問題時，交通設計是利用有限的資源和約束最佳地進行交通系統的時間和空間資源的分配和設計。這就要求學生在解決問題的過程中，通過思考、判斷、分析、評估等多個環(huán)節(jié)創(chuàng)造出合適的解決方案。也就是說，學習的成果不是唯一的，對于學習成果的評價也不是多樣的。

三、建構主義教學理論的基本思想

建構主義理論由瑞士哲學家、心理學家皮亞杰（Piaget）于1966年提出，后來許多學者和教育實踐者不斷豐富該理論，目前該教育理論已在西方教育界產生深遠的影響，在中國也得到一定的發(fā)展。建構主義認為，學習不是知識由教師向學生的傳遞，而是學生建構自己的知識的過程，學習者不是被動的信息吸收者，相反，他要主動地建構信息的意義，這種建構不可由其他人代替[7]。學習是個體建構自己的知識的過程，這意味著學習是主動的，學習者不是被動的刺激接受者，他要對外部信息做主動的選擇和加工。而且，知識是學習者在新舊知識經驗間反復的、雙向的相互作用過程而建構的。其中，每個學習者都以自己原有的經驗系統為基礎對新的信息進行編碼，建構自己的理解，而且，原有知識又因為新經驗的進入而發(fā)生調整和改變。所以學習并不是簡單的信息的積累，它同時包含由新、舊經驗的沖突而引發(fā)的觀念轉變和結構重組；學習過程并不是簡單的信息輸入、存儲和提取，而是新舊經驗之間的雙向的相互作用過程。

建構主義的教學理論以學生為中心，教師在整個教學環(huán)境中是促進者、組織者、發(fā)起者，學生能動的利用各種條件對所學的知識進行建構。主要的教學模式有：

●隨機通達式：對同一知識點通過不同的方法、不同的途徑、在不同的環(huán)境條件和時間條件下開展教學，使學生對同一知識點或同一問題獲得多方面的認知。

●支架式：將復雜的任務加以分解，方便學生對教學內容進行學習?？梢园凑沼尚〉酱蟮牟襟E，逐步建構整個教學內容的概念，從而使學生對學習內容達到深刻而全面的認知。

●拋錨式：教師將教學內容置于一個宏觀的情景中，可以是具有代表性和感染力的實例或案例，引導學生去發(fā)現問題、分析問題和解決問題，從而達到主動學習的目的。

由于“交通設計”課程具有綜合性強、實踐性強等特點，傳統的以講授法為主的教學方法和教學模式在本門課程中容易出現理論與實踐脫節(jié)、課堂枯燥、教學效果差等現象，應用建構主義教學理論進行教學彌補了傳統教學方法的不足，并能充分調動學生積極性，將大大提高本門課程的教學效果，對提高學生交通設計綜合能力、提升教學質量有較大的幫助。

四、交通設計教學模式探索

根據交通設計課程的教學特點，將整個課程學習分為3個階段：

初級階段：主要內容為基本概念的理解。由于本門課程涉及交通工程、交通規(guī)劃、交通調查與分析等多門可能的相關知識，因此有必要開課程開始階段對相關的概念和關鍵技術進行梳理和介紹，形成本門課程的基礎知識儲備。

高級階段：主要內容為簡單問題的對策和方案的優(yōu)化。本階段的面向的問題主要是簡單問題或是影響因素相對較少或目標比較單一的交通問題對策，例如“如何通過交通設計控制機動車在交叉口通行的速度，進而提高交叉口運行的安全性”、“如何設計公共汽車停靠站，實現公共汽車與自行車交通的協調”等。

專家階段：主要內容為復雜問題的對策和方案優(yōu)化。本階段的學習內容是解決多因素、多約束、多目標的交通問題，例如“某擁堵交叉口的綜合改善設計”、“商業(yè)區(qū)慢行系統綜合設計”等。由于實際交通問題具有較強的復雜性和綜合性，因此本階段的學習是實現本門課程教學目標的重要部分。

（一）初級階段教學模式：“自學-指導”與“傳遞-接受”相結合

對于基礎概念以“自學-指導”模式為主，主要程序如下：

1.提出要求。由教師根據本門課程所需的基礎概念和知識，制定知識儲備清單和自學要求，并根據學生的情況準備的相應的閱讀材料，供學生學習；

2.開展自學。理解基本概念，教師根據學生理解情況做引導和指導；

3.討論啟發(fā)。就代表性問題和概念的理解進行討論，強化對概念的理解；

4.評價和總結。由教師對基本概念的理解和掌握情況進行評價和總結。

對于相關的關鍵技術和知識體系，主要采用“傳遞-接受”的教學模式。由教師將零散的知識點、技術、方法等串起來，形成完整的體系。在講授過程中，可以結合實際交通情況、案例或社會熱點問題與討論等。

（二）高級階段教學模式：面向問題進行“支架式”教學

學生完成基礎知識儲備后，可以進入到高級階段的學習，即以解決簡單問題為目的。本階段將“問題式學習”（Problem Based Learning）和“支架式”教學模式相結合開展教學。根據交通設計課程涉及主要方面教學要求，分別設計簡單的交通問題，并將問題和任務進行分解和細化，形成概念和知識的主要框架，再由學生在老師的引導下，以小組合作學習的形式進行問題分析、對策提出和方案優(yōu)化，最后由教師和學生共同進行評價。通過該過程的探索和學習，完成學生解決簡單交通問題的知識建構。

該階段的主要教學程序為：

1.由教師向各個學習小組呈現設計好的交通問題，一般是描述可觀察的現象或事件，例如某交叉口在特定時段機動車等待時間過長，或某路段經常發(fā)生交通事故等；

2.學生小組討論問題，對現象做出解釋，并提出解決問題的構想；

3.由教師對問題進行分解和細化，梳理相關知識，構建該問題的概念支架；

4.學生以解決問題為目的，分頭學習，互相協作，逐漸構建起與該問題相關的寬厚而靈活的知識基礎，發(fā)展有效的解決該類問題的技能，更重要的是能夠培養(yǎng)學生的合作能力和學習的內部動機；

5.最后由教師對各小組的問題解決情況進行評價和總結。

（三）專家階段教學模式：“拋錨式”教學與“隨機通達”教學相結合

由于專家階段主要學習解決復雜問題，這些問題往往是結構不良領域問題[7]，即這些問題往往沒有固定的規(guī)則和穩(wěn)定性，不能簡單套用已有的解決方法，面對新問題，需要在原有的經驗基礎上重新分析。這類問題往往涉及較多的概念和知識點，且這些知識點之間是存在相互作用關系。在交通設計課程設計的內容中，這類問題非常常見，例如交叉口的綜合改善問題，涉及到的對象包括相關的設施設計、管理方案以及交通參與者，優(yōu)化目標要考慮交通運行效率、通暢性、安全性以及節(jié)能和環(huán)保等，而且每個交叉口都有自身的特點和約束條件，沒有固定的解決方案可以應用。

在該階段的教學中，學生已經有了該課程相關的基本概念和簡單的問題對策分析方法，主要的學習任務是如何將這些知識真正融會貫通，解決復雜的實際問題。本階段的教學主要以“拋錨式”教學模式為主，在教師引導中結合“隨機通達”教學模式開展教學。教師將教學的重點內容置于宏觀情境中，引導學生去發(fā)現問題、分析問題、并綜合運用已有經驗去解決問題。在這個過程中，教師的角色從傳統的“知識傳遞者”轉變?yōu)閷W生的“教練”和“學習伙伴”，與學生共同完成該階段的學習。對于教師來說，該階段問題的特點決定，教師也不可能在學生選擇的各個問題或問題的各個方面的都是專家，因此，教師也是一個學習的過程。在引導學生完成本階段學習任務過程中，教師可以從多個方面、多個角度、不同的時間和背景、用不同的方式對同一知識點開展教學，從而使學生達到多方面的認識和知識的內化。該階段的主要環(huán)節(jié)如下：

1.教師根據該階段的教學目標選定情境，如有可能，最好可以選擇現實世界的實際情境。例如，可以在所在城市選取典型的路段或交叉口開展教學，但該路段或交叉口應該具有較大的改善空間，且涉及到影響因素較多，即需要滿足專家階段的問題復雜性。

2.通過情景展示，現場踏勘以及小組討論，確定問題。

3.小組各成員根據問題進行獨立探索、自主學習。通過查閱資料、分析思考等方式，形成各成員對該問題的基本認識和解決對策；學生通過該過程的探究和學習，主動的完成了基礎知識在原有經驗基礎上的重新組合和綜合應用。

4.以小組形式開展協作學習，通過共享-論證-協商，深化完善問題分析和對策方案。

5.最后，有教師或其他小組成員共同進行效果評價，對問題分析和對策方案給出反饋。

教師在第2-4環(huán)節(jié)的教學過程中，結合“隨機通達”式教學模式開展教學。

五、實踐與討論

應用以上教學模式，在我校交通設計課程開展連續(xù)2年的教學實踐。根據對學生的考核和學生的問卷調查，該教學模式獲得較好的教學效果，特別是在學生的實踐性和創(chuàng)新性方面，教學效果較單一的“傳遞-接受”教學模式有較大的改進。問卷調查結果顯示，75%-80%的學生認為該種教學方法比傳統的“傳遞-接受”教學模式教學效果好；所有參與調查的學生均認為該種教學模式對于提高綜合能力及相關的專業(yè)技能具有幫助，且有超過60%的學生認為有較大的幫助。這也說明學生認可該教學模式在交通設計課程教學中的產生的積極影響。

六、結語

建構主義理論指導下的交通設計課程教學模式，注重課程學習的實踐性和學生自主性，突出了學生在學習過程中的主體地位。因此，在該種教學模式下，學生不再是被動的知識接受者，而是知識的自主學習者、積極建構者和實踐應用者。然而，在交通設計課程的學習過程中，教師的對于問題和情境的設計、組織和引導是課程學習的關鍵一環(huán)，也是學生學習效果的重要影響因素。因此，建構主義學習理論指導下的教學模式對教師提出了更高的要求。

本文提出的基于建構主義理論的教學模式在交通設計課程的教學上取得了較好的效果，也為工科類的相關課程教學提供了參考和典范。

參考文獻：

[1]楊曉光，白玉，交通設計[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]馬萬經，楊曉光.基于項目學習模式的交通設計課程教學改革探索[J].理工高教研究，2010，29（3）：105-107.

[3]陳茜，陳峻，季彥婕.CDIO理念下“交通設計”課程教學模式探索[J].東南大學學報（哲學社會科學版），2013，（15）：149-151.

[4]錢紅波，韓皓，王鵬飛.《交通設計》課程教學改革與探索[J].教育教學論壇，2013，（20）：67-69.

[5]趙勝男.基于創(chuàng)新教育的交通設計課程教學改革研究[J].科技視界，2014，（12）：44，46.

[6]杜志剛，魏培榮，朱順應.PBL教學模式在交通設計案例教學中的應用[J].中國科教創(chuàng)新導刊，2013，（9）：79.

[7]溫彭年，賈國英.架構主義理論與教學改革——建構主義學習理論綜述[J].教育理論與實踐，2002，22（5）：17-22.

[8]Trilling，B. & P. Hood. Learning，Technology，and Education Reform in the Knowledge Age or“Were Wired，Webbed，and Windowed，Now What？”[J].Educational Technology，1999，39（5-6）：5-18，15.