1. 引言
近年来,国内申请工程教育专业认证的高校及专业数量持续增加,作为地方本科院校应当抓住机会,通过工程教育改革,实现转型发展,与国际接轨 [1]。河南城建学院是一所以工科为主、以“城建”为特色的应用型本科高校,于2004年正式成立交通工程专业,在2012年入选河南省普通高等学校本科工程教育人才培养模式改革试点专业,2019年入选河南省一流本科专业建设点,目前交通工程专业正在积极申请工程教育专业认证,其中《交通管理与控制》课程为专业核心课程,为了满足工程教育专业认证的要求,课程建设团队遵循“以学生为中心、成果导向、持续改进”的三大基本理念,提出教学改革,培养学生的专业知识及创新意识。
2. 当前课程教学存在问题分析
1) 课程教学方法落伍,学生参与教学活动不积极
传统教学过程以教师课堂讲授为主,不利于发挥学生的主动性。课程教学师生互动、生生互动不足,不利于激发学生的学习兴趣,教学方法亟待更新。
2) 课程考核方式单一,素质能力考核不够全面
目前课程成绩评定方式以理论知识考核为主,期中、期末试卷按照3:7的比例加权,重点考核学生课程知识点掌握情况,针对素质能力培养方面的考核不足,无法考核学生复杂工程问题分析能力与创新能力。
3) 教学资源亟待扩展
传统课堂教学围绕教材及教学参考书的内容展开,缺乏与热点的融合,不利于调动学生学习积极性,现有教学资源亟待扩展。
3. 课程教学改革创新探讨
3.1. 教学内容模块化及教学资源扩展
1) 教学内容模块化处理
本课程主要讲述在既定的道路交通基础设施规划与建设条件下,如何运用现代化先进手段和理论来管理、控制城市交通运行,以提高交通效益与交通安全,培养学生在交通控制与管理方面的工程应用能力研究能力和管理能力 [2] [3]。基于以上课程内容,将教学内容进行模块化处理,分成交通管理篇、交通控制篇、应用篇三大课程模块、三十个知识点形成从理论到计算,再到应用的无缝衔接。
2) 教学资源扩展
课程团队对线上教学资源进行系统建设,引用东南大学、同济大学、武汉理工大学网络课程,振业优控网络黑板报,建立例题、实验指导资源、课件、视频资源、试卷库、作业库。
同时,建设从基础到进阶到前沿最后创新的教学案例库,帮助学生从理论基础学习、到综合运用,到前沿的交通大数据、车联网,最后到各类学科竞赛,全面提升理论联系实际能力。
3.2. 教学方法创新
1) 以学生为中心,授课方式多元化
课程具有较强理论性、综合性和实践性,践行“以学生为中心”,线上线下、课上课下结合,各学习环节,教师均给予支撑、引导和反思。采用讲授 + 案例 + 场景 + 启发 + 讨论 + 练习 + 回顾 + 翻转的方式开展教学活动 [4] [5],可以提高学生解决工程实际问题的能力,同时有助于获取实时学情并进行动态反馈。
2) 课程思政融入,从教师讲、学生课堂演讲两个维度深入挖掘课程中的思政元素,培养学生全面辩证的思维能力,严谨的学习态度和工匠精神。
3) 课堂讨论及分组任务
将学生每5~6人分为一组,通过对团队任务完成过程中的方案设计、现场调查、数据处理、方案设计,培养学生的创新意识和团队协作能力。
4) 考核方式多元化
成绩由平时成绩和期末试卷成绩按照4:6的比例进行评定,其中平时成绩由作业情况、平台表现(讨论、签到、访问、互动、任务点、章节测验等)、专题汇报、实验、课程思政演讲表现共同构成,考核形式多样,旨在提升学生参与课堂教学的积极性,培养学生解决复杂交通工程问题解决方案的能力、团队协作能力及创新意识 [6]。
4. 课程教学改革在教学组织中的实施
本节以《平面交叉口管理》为例,分析以上教学改革方法的运用情况。《平面交叉口管理》计划学时50 min,主要涵盖4个内容:平面交叉口管理概述、平面交叉口交通冲突分析、平面交叉口管理范围的界定、平面交叉口渠化。
1) 教学活动1:课堂考勤(1分钟)
a) 设计意图:掌握学生出勤情况。
b) 活动描述:采用“学习通”进行线上课堂签到。
2) 教学活动2:已学知识点巩固(1分钟)
a) 设计意图:加深对上次课知识的理解和记忆。
b) 活动描述:回顾上节课学习内容并针对重点问题(交叉口基本分类及交通冲突点的辨别)进行讲解。
3) 教学活动3:课堂演讲 + 新课讲解1——平面交叉口管理概述(10分钟)
a) 设计意图:通过课堂演讲及提问激活学生已有知识储备,引入本次授课主题。
b) 活动描述及教学方法:
课堂演讲:3~5名同学按照要求完成题为《国内外典型平面交叉口交通管理经验分析》的课堂演讲,引导学生提前了解平面交叉口交通管理先进技术。
讲授 + 启发 + 回顾:通过提问(交叉口有哪些基本类型?交通冲突是什么?)从不同类型交叉口的区别出发引出本节课内容。
讲授 + 场景 + 启发:观看线上视频,通过提问(机动车进入交叉口的过程是什么?)引入平面交叉口的管理意义,并深入平面交叉口管理的原则、平面交叉口管理的类型。
课程思政融入:在不同区域及不同交通流量,应因地制宜采取合理管理方式,树立质量意识,养成科学严谨的工作态度、求真务实的科学精神,同时培养学生的专业认同感。
4) 教学活动4:新课讲解2——平面交叉口交通冲突分析(15分钟)
a) 设计意图:针对平面交叉口交通冲突分析进行讲解,使学生深入掌握视距三角形绘制方法。
b) 活动描述及教学方法:
讲授 + 案例 + 场景 + 启发 + 讨论:首先通过提问(如何界定交叉口“最容易产生冲突的车道”位置?)对单向交通和双向交通条件下最易发生冲突的车道位置分别进行分析,进一步引出单向交通、双向交通道路交叉口视距三角形绘制方法,并进行对比;然后引导学生在掌握视距三角形绘制方法的基础上,通过安全停车模型、冲突点模型两种方法推导交通冲突演变过程,并能够结合算例数据全面评价全无控制平面交叉口的安全程度,并从交通管理角度针对无法满足安全视距的交叉口给出解决方案。
课程思政融入:突出“以学生为中心”,在深刻理解不同平面交叉管理类型的区别和意义的同时,实现“做中学”,同时提升学生分析问题、解决的能力。
5) 教学活动5:新课讲解3——平面交叉口管理范围的界定(10分钟)
a) 设计意图:帮助学生进一步掌握交叉口管理范围的界定方法,并引导学生对于日常生活中交通现象的反思。
b) 活动描述及教学方法:
讲授 + 案例 + 启发:首先通过引导学生分析实际路段、交叉口交通流运行状态的明显差别,帮助学生理解为什么要界定交叉口管理范围。
场景 + 启发 + 讨论:然后通过观察线上视频——“高考护航”,分析机动车进入交叉口的一系列复杂过程,包括感知-反应、减速、排队等待、转向或穿越、加速等等,引导学生理解交叉口管理范围。最后通过分析物理区、上下游功能区,帮助学生进一步掌握交叉口管理范围的界定方法,并引导学生对于日常生活中交通现象的反思。
课程思政融入:交叉口设计水平直接影响居民出行质量及效率,在“新基建”背景下,要因地制宜、科学严谨的确定管理范围。
6) 教学活动6:新课讲解4——平面交叉口渠化要素及渠化案例分析(10分钟)
a) 设计意图:帮助学生进一步掌握交叉口管理范围的界定方法,并引导学生对于日常生活中交通现象的反思。
b) 活动描述及教学方法:
讲授 + 场景 + 翻转 + 练习:首先引入渠化概念及要素,结合学生实际生活环境进行讲解,帮助学生将平面交叉口空间渠化的主要措施理论与实践结合;
案例 + 启发 + 讨论 + 回顾:展开课堂讨论,通过结合线上资源——《平顶山市矿工路部分交叉口精细化设计》的案例分享,启发学生去发现交叉口现状及存在问题,并给出改正方法。
课程思政融入:将渠化理论和交通工程复杂问题进行结合,培养学生精益求精、严谨踏实的工作态度。
7) 教学活动7:课堂小结(2分钟)
a) 设计意图:总结本节课学习重点,加深学习效果,引出下节课学习内容。
b) 活动描述:总结本节课重点内容,按照案例开展所需知识点逻辑顺序,引出下节课预习内容。
8) 教学活动8:知识拓展(1分钟)
a) 设计意图:提高学生自主学习、举一反三的能力。
b) 活动描述及教学方法:
启发 + 翻转:结合线上资源——《往届毕业生交叉口设计图纸》中交叉口渠化设计案例,启发学生去发现学长学姐设计误区,并给出改正方法(翻转课堂)。
9) 作业布置
请结合今天所学内容,针对平顶山市建设路平面交叉口管理现状做调查和分析,结合查阅文献,针对某选定交叉口进行渠化设计。
10) 教学后记与反思
a) 应用网络资源、板书、案例库等多种教学资源,利用引导、启发、案例分析、对比等多种方式将整堂课知识点串联起来,使学生进一步体会到交叉口管理与城市交通可持续发展的联系,通过知识拓展鼓励学生要学以致用,让学生在思考讨论的环境中学习。
b) 部分学生由于预习不足,导致在全无控制交叉口交通冲突模型推导的过程中,参与度不高。对于此问题,提前明确预习作业重点内容,避免因学生预习不足导致影响教学计划。
c) 线上视频、案例库的引入应提前做好准备,最好提前下载,以免因网络问题影响课堂教学。
5. 结语
经过两年的课程改革与实践,本校的《交通管理与控制》取得了一定的成效,2022年获批河南省第三批线上线下混合式一流本科课程;同时,学生参加科创竞赛比例上升,2019~2022年间,学生基于本课程的设计作品在江苏省、安徽省等省级大学生交通科技大赛获奖4项,在全国大学生交通科技大赛获奖2项。这些成效鼓励了专业教师和学生在教学和科研上的积极探索,今后将持续改进,完善教学和实验环节,将工程教育理念继续贯彻到其他课程建设上。
基金项目
河南省一流本科课程《交通管理与控制》;河南城建学院一流本科课程《交通管理与控制》;河南城建学院校级网络课程《交通管理与控制》(J-X2020096);河南城建学院校级高等教育教学改革研究与实践项目(2021JG071)。
NOTES
*通讯作者。