“雨課堂”聯(lián)合VISSIM仿真的“交通工程與ITS”混合式教學(xué)模式研究

[摘 ?要]本文針對(duì)當(dāng)前交通類高職院?！敖煌üこ膛cITS”課程的教學(xué)實(shí)際，探索“雨課堂”與VISSIM交通仿真軟件相結(jié)合的教學(xué)方法，在深入理解混合式學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于“雨課堂”的混合式教學(xué)模式，并利用該模式進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐研究與分析，以期為提高教學(xué)效果提供參考。

[關(guān)鍵詞]雨課堂 ?VISSIM ?混合式教學(xué)

基金項(xiàng)目：2020年度陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院高等職業(yè)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目階段性研究成果（項(xiàng)目編號(hào)：XY2009）。

引 ?言

混合式教學(xué)是基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)方式，改變了學(xué)生的思維模式與學(xué)習(xí)方式，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式提出了新的要求?；旌鲜浇虒W(xué)是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與“建構(gòu)主義”教育理論發(fā)展起來(lái)的，是結(jié)合了傳統(tǒng)教學(xué)優(yōu)勢(shì)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)優(yōu)勢(shì)的一種新型教學(xué)模式，該教學(xué)模式既能發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，又能充分體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性。“雨課堂”教學(xué)平臺(tái)的出現(xiàn)是混合式教學(xué)的一次創(chuàng)新和突破，是清華大學(xué)開(kāi)發(fā)的一種新型智慧教學(xué)工具，為教學(xué)過(guò)程提供智能化、數(shù)據(jù)化的支持與服務(wù)，可全面提升課堂教學(xué)體驗(yàn)，將多種交互形式貫穿于教學(xué)過(guò)程的每個(gè)環(huán)節(jié)，以此提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，也為學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)提供了平臺(tái)。

VISSIM系統(tǒng)是德國(guó)PTV公司開(kāi)發(fā)的交通仿真軟件，該軟件具有良好的圖形輸入接口、信號(hào)感應(yīng)模型、車輛行為模型、路網(wǎng)配流模型和強(qiáng)大的3D在線功能。利用VISSIM仿真軟件開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生能進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，使其在對(duì)平面信號(hào)交叉口幾何條件和交通狀況直觀認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，深入理解交通工程學(xué)的理論和方法。

本研究借助“雨課堂”平臺(tái)，運(yùn)用VISSIM交通仿真軟件，將信息技術(shù)與教學(xué)深度融合，構(gòu)建線上線下混合式教學(xué)模式，以期促進(jìn)“交通工程與ITS”課程教學(xué)改革，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和整體教學(xué)效果。

“交通工程與ITS”課程概述

“交通工程與ITS”是高職學(xué)生學(xué)習(xí)城軌運(yùn)營(yíng)、智能交通技術(shù)運(yùn)用、城市軌道交通工程技術(shù)等智能交通領(lǐng)域的入門課程。在培養(yǎng)方案中，該課程通常被設(shè)置為專業(yè)拓展課，課程內(nèi)容涉及多門學(xué)科的知識(shí)，概念多，相關(guān)理論較為抽象，教材中的實(shí)際案例分析較少，知識(shí)點(diǎn)不易理解。由于該課程知識(shí)面廣，且存在多門學(xué)科知識(shí)交叉的情況，在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，在有限的課時(shí)內(nèi)，學(xué)生難以掌握全部知識(shí)、提升綜合能力。教學(xué)中所凸顯的主要問(wèn)題有四點(diǎn)：第一，教學(xué)手段落后。該課程的主要授課方式為PPT講解，教師以知識(shí)講授為主，由于知識(shí)內(nèi)容抽象難懂，學(xué)生常處于被動(dòng)聽(tīng)課的狀態(tài)，現(xiàn)有教學(xué)手段無(wú)法發(fā)揮教師的教學(xué)潛能，也無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，不利于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，難以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。第二，課程內(nèi)容陳舊。近年來(lái)，智能交通領(lǐng)域發(fā)展迅猛，相關(guān)熱點(diǎn)和案例日新月異，但由于教學(xué)教材相對(duì)滯后，部分教學(xué)內(nèi)容難以滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。第三，考核方式單一，主要以期末考試成績(jī)?yōu)橹?。這樣的考核方式不能客觀評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，也無(wú)法檢測(cè)學(xué)生的綜合能力。第四，重理論而輕實(shí)踐。該課程的實(shí)踐性較強(qiáng)，但實(shí)訓(xùn)課時(shí)有限，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中往往比較重視基本理論學(xué)習(xí)，而忽視了實(shí)踐應(yīng)用，導(dǎo)致他們分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力有所欠缺。因此，高職院校應(yīng)借助“雨課堂”和VISSIM仿真軟件，將理論知識(shí)和實(shí)踐操作有機(jī)結(jié)合，探索新的混合式教學(xué)模式，以有效解決教學(xué)問(wèn)題。

基于“雨課堂”的混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)

本文借鑒黃榮懷混合式學(xué)習(xí)模式設(shè)計(jì)框架，秉承以“學(xué)生為中心”的教育理念，利用“雨課堂”將線上、線下的教與學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在課前、課中、課后的每一環(huán)節(jié)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，設(shè)計(jì)針對(duì)性的教學(xué)方案，使學(xué)生在教師的引導(dǎo)、啟發(fā)、督促下，充分發(fā)揮主體作用，以滿足學(xué)生多元化、個(gè)性化的發(fā)展需求?；凇坝暾n堂”的“交通工程與ITS”課程混合式教學(xué)模式建構(gòu)是在前端分析（學(xué)習(xí)者分析、學(xué)習(xí)目標(biāo)分析、學(xué)習(xí)內(nèi)容分析）的基礎(chǔ)上，以“雨課堂”為移動(dòng)平臺(tái)，以學(xué)生為主體，以為教師引導(dǎo)，設(shè)計(jì)集“線上線下互動(dòng)”“課前—課中—課后融通”為一體的教學(xué)活動(dòng)。在學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)中，綜合了過(guò)程性評(píng)價(jià)和總結(jié)性評(píng)價(jià)，可全面評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

應(yīng)用實(shí)踐

為了解利用“雨課堂”開(kāi)展混合式教學(xué)的條件是否已經(jīng)具備，筆者特編制了調(diào)研問(wèn)卷，對(duì)城軌運(yùn)營(yíng)專業(yè)91名學(xué)生開(kāi)展調(diào)查，結(jié)果顯示有74.11%的學(xué)生認(rèn)為“雨課堂”能夠提高學(xué)習(xí)興趣，有96.25%的學(xué)生表示使用過(guò)“雨課堂”功能，對(duì)其各項(xiàng)功能的認(rèn)可度較高。由此可見(jiàn)，利用“雨課堂”實(shí)施混合式教學(xué)的條件已經(jīng)具備。

1.教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

“交通工程與ITS”作為專業(yè)拓展課，共計(jì)68學(xué)時(shí)，其內(nèi)容既有交通工程領(lǐng)域的基本知識(shí)、智能交通系統(tǒng)的前沿理論，又有實(shí)際工程應(yīng)用中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法，涉及內(nèi)容多，知識(shí)點(diǎn)分散，對(duì)于高職學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定難度。因此，教學(xué)內(nèi)容的提煉和教學(xué)模式及方法的選取就尤為重要。筆者將本門課程的第三章“交通調(diào)查與分析”作為教學(xué)案例，用基于“雨課堂”的混合式教學(xué)模式開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐。

“交通調(diào)查與分析”是進(jìn)行交通流理論分析、交通規(guī)劃、交通管理與控制等方面實(shí)踐和研究的重要依據(jù)，是本門課程實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。為了幫助學(xué)生掌握交通調(diào)查與分析的基本原理，培養(yǎng)學(xué)生具備交通資料采集與統(tǒng)計(jì)的基本技能，彌補(bǔ)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，筆者在教學(xué)設(shè)計(jì)過(guò)程中借助“雨課堂”平臺(tái)，通過(guò)VISSIM軟件開(kāi)展課內(nèi)實(shí)訓(xùn)，不僅增加了教學(xué)的趣味性和實(shí)踐性，還使學(xué)生快速掌握知識(shí)點(diǎn)，提高了學(xué)生的動(dòng)手能力。

2.教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

課前，首先，教師基于“先學(xué)后教，以學(xué)定教”的思想，結(jié)合課程知識(shí)點(diǎn)的特點(diǎn)，根據(jù)教學(xué)計(jì)劃與目標(biāo)，制作課堂講授視頻和PPT課件，并利用“雨課堂”語(yǔ)音功能講解重難點(diǎn);通過(guò)“雨課堂”的在線形式，給學(xué)生布置課前學(xué)習(xí)任務(wù)、發(fā)布課堂內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)思維導(dǎo)圖，并附上預(yù)習(xí)任務(wù)單，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供方向。其次，教師創(chuàng)建微信群，對(duì)于課前預(yù)習(xí)中遇到的問(wèn)題為學(xué)生提供一個(gè)交流溝通的平臺(tái)。教師整理并分析學(xué)生所反饋的問(wèn)題，為課上總結(jié)重難點(diǎn)做好準(zhǔn)備。在“雨課堂”的后臺(tái)，教師可以根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)反饋情況進(jìn)行學(xué)情分析，有的放矢地設(shè)計(jì)課堂教學(xué)方案。為幫助學(xué)生更加直觀地理解交通量的含義并掌握其調(diào)查方法，利用VISSIM構(gòu)建的交叉口3D仿真運(yùn)行圖開(kāi)展課內(nèi)實(shí)訓(xùn)。教師應(yīng)在課前完成仿真建模，具體步驟包括：創(chuàng)建路網(wǎng)—基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的設(shè)置—?jiǎng)?chuàng)建路徑—輸入交通量—設(shè)置沖突區(qū)域集—輸入公共交通—加入信號(hào)控制。

課中，教師對(duì)學(xué)生課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)中所反饋的疑難點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)講解，不同的教學(xué)內(nèi)容采用差異化的教學(xué)手段。如借助VISSIM構(gòu)建3D交叉口模型，設(shè)計(jì)一個(gè)交叉口調(diào)查任務(wù)，要求學(xué)生獲得此交叉口各進(jìn)口交通量;引導(dǎo)學(xué)生分小組進(jìn)行課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，利用“雨課堂”的隨機(jī)分組功能，把學(xué)生分為8組，學(xué)生通過(guò)分工協(xié)作共同完成方案設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集與分析;最后由各小組組長(zhǎng)匯報(bào)調(diào)查方案、任務(wù)分工、調(diào)查結(jié)果以及存在的問(wèn)題。各組長(zhǎng)匯報(bào)時(shí)，教師可以打開(kāi)“彈幕”功能，學(xué)生通過(guò)彈幕進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)討論，發(fā)表觀點(diǎn)、反饋問(wèn)題，并進(jìn)行投票評(píng)分。為及時(shí)了解學(xué)生對(duì)課堂知識(shí)點(diǎn)的掌握及教學(xué)目標(biāo)的完成情況，教師還可以發(fā)布課堂練習(xí)，要求學(xué)生限時(shí)答題。

課后，教師根據(jù)“雨課堂”的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及學(xué)生的課堂表現(xiàn)，給出多元化評(píng)價(jià)和層級(jí)性任務(wù)，個(gè)性化推送課后拓展任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)小組協(xié)作完成相應(yīng)的拓展訓(xùn)練。在此過(guò)程中，學(xué)生在教師引領(lǐng)、啟發(fā)下積極參與思考和討論，認(rèn)真分析問(wèn)題并努力解決問(wèn)題，可拓寬學(xué)生的知識(shí)維度，提高其創(chuàng)新能力。同時(shí)，教師要通過(guò)平臺(tái)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和學(xué)生所反饋的問(wèn)題分析教學(xué)效果，進(jìn)行教學(xué)反思，撰寫(xiě)教學(xué)小結(jié)，以不斷提升自身教學(xué)能力。

3.學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)

本研究立足于學(xué)生特點(diǎn)和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，形成了“教師+學(xué)生”“過(guò)程+總結(jié)”“線上+線下”的多元化、立體式考核評(píng)價(jià)方式。學(xué)生的最終成績(jī)由期末考試成績(jī)和平時(shí)表現(xiàn)成績(jī)組成，期末考核分為理論知識(shí)考核和技能考核，題型分為基礎(chǔ)題和拓展題兩部分。線上考核主要基于“雨課堂”的全周期數(shù)據(jù)記錄功能，該功能可動(dòng)態(tài)化記錄教與學(xué)的每個(gè)過(guò)程;線下考核以技能考核為主，用教師評(píng)價(jià)、學(xué)生自評(píng)、學(xué)生互評(píng)相結(jié)合的共同評(píng)價(jià)方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面而客觀的評(píng)價(jià)。

“雨課堂”教學(xué)效果分析

1.期末成績(jī)分析

為分析“雨課堂”對(duì)學(xué)習(xí)的干預(yù)效果，進(jìn)一步探究其與期末考試成績(jī)是否存在相關(guān)性，本研究將參與課程學(xué)習(xí)的91名學(xué)生的“雨課堂”線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，如課題練習(xí)得分、觀看PPT的頁(yè)數(shù)、簽到次數(shù)、發(fā)彈幕的次數(shù)、投稿次數(shù)、閱讀公告次數(shù)等導(dǎo)入SPSS軟件，通過(guò)皮爾遜（Pearson）相關(guān)性檢驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)：期末考試成績(jī)與課堂練習(xí)得分以及觀看PPT頁(yè)數(shù)在0.005水平（雙側(cè)）上，呈顯著相關(guān);與投稿次數(shù)在0.01水平（雙側(cè)）上，呈顯著相關(guān);而與簽到次數(shù)、發(fā)彈幕的次數(shù)、閱讀公告次數(shù)無(wú)顯著相關(guān)。這表明借助于“雨課堂”平臺(tái)，在課前發(fā)布PPT課件預(yù)習(xí)、課中發(fā)布隨堂練習(xí)、課后布置作業(yè)，以及課上投稿互動(dòng)等方式均可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)。然而，發(fā)彈幕的次數(shù)、閱讀公告次數(shù)與期末考試成績(jī)的相關(guān)性分別為0.059和0.061，表明其與期末考試成績(jī)均不存在顯著相關(guān)。總體來(lái)說(shuō)，“雨課堂”平臺(tái)能夠幫助學(xué)生加深對(duì)課程內(nèi)容的理解和掌握，相應(yīng)的考試成績(jī)也會(huì)有顯著提高。

2.測(cè)評(píng)量表結(jié)果分析

為了解學(xué)生使用“雨課堂”平臺(tái)進(jìn)行混合式學(xué)習(xí)后的態(tài)度、滿意度及其效果，本研究編制了《“雨課堂”混合式教學(xué)態(tài)度測(cè)評(píng)量表》，以城軌運(yùn)營(yíng)1857、1858兩個(gè)班的91名學(xué)生開(kāi)展測(cè)評(píng)，回收有效問(wèn)卷83份，回收率為91.2%。對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后可以發(fā)現(xiàn)：學(xué)生對(duì)“對(duì)雨課堂的態(tài)度”“課程設(shè)計(jì)和組織”“課堂參與”“學(xué)習(xí)效果”這四個(gè)維度的打分均大于3.0，表明“雨課堂”不僅能使學(xué)習(xí)內(nèi)容有良好的表現(xiàn)形式，還能使學(xué)生有更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。教師可從學(xué)習(xí)內(nèi)容、課程設(shè)計(jì)和組織、技術(shù)方法、參與互動(dòng)等4個(gè)方面促進(jìn)“交通工程與ITS”課程的教學(xué)改革。實(shí)踐表明，學(xué)生對(duì)基于“雨課堂”的混合式教學(xué)模式有著較高的接受度與認(rèn)可度，認(rèn)為該模式能有效提升學(xué)習(xí)效果。另外，在課程設(shè)計(jì)和組織方面，教師仍需根據(jù)課程特點(diǎn)、學(xué)生特征和客觀教學(xué)條件不斷調(diào)整和完善，以確保能夠達(dá)到更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]何克抗.從Blending Learning看教育技術(shù)理論的新發(fā)展[J].國(guó)家教育行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2005（9）：37-48.

[2]吳偉，曹倩霞，龍科軍.基于VISSIM的交通類課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒ㄔO(shè)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理， 2019（12）：113-116.

[3]李祁，楊玫，韓秋楓.基于雨課堂的智慧教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2019（12），139-142

[4]王楊.基于“雨課堂”項(xiàng)目化課程混合式教學(xué)的效果與評(píng)價(jià)[J].職教論壇，2020（2）：70-75.

[5]姚潔，王偉力.微信雨課堂混合學(xué)習(xí)模式應(yīng)用于高效教學(xué)的實(shí)證研究[J].高教探索，2017（9）：50-54.

[6]周旦，趙紅專.基于混合式教學(xué)模式的《智能交通系統(tǒng)》課程改革與探索[J].大眾科技，2020（22）：101-103.

[7]王楊.基于“雨課堂”項(xiàng)目化課程混合式教學(xué)的效果與評(píng)價(jià)[J].職教論壇，2020（2）：70-75.

[8]劉飛燕.基于雨課堂的混合式教學(xué)實(shí)踐研究[D].蕪湖：安徽師范大學(xué)，2018.

[9]李祁，楊玫，韓秋楓.基于雨課堂的智慧教學(xué)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2019（12）：139-142

[10]張曉云，鄭輝昌.基于雨課堂教學(xué)平臺(tái)的高校智慧教學(xué)活動(dòng)組織之探究[J].高教論壇，2018（10）：48-51.

（張萌：陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程學(xué)院）