基于建構(gòu)主義理論的交通設(shè)計(jì)教學(xué)模式研究與探索

馬瑩瑩

摘要：以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，根據(jù)交通設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)對該課程的教學(xué)模式進(jìn)行改革和實(shí)踐，分別針對課程學(xué)習(xí)的初級階段、高級階段和專家階段設(shè)計(jì)教學(xué)模式，根據(jù)各階段的教學(xué)特點(diǎn)將“自學(xué)-指導(dǎo)”式教學(xué)、“傳遞-接受”式教學(xué)、“支架式”式教學(xué)、“隨機(jī)通達(dá)”式教學(xué)和“拋錨式”教學(xué)有效結(jié)合起來，并對教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)和實(shí)踐。實(shí)踐效果表明，該教學(xué)模式具有較好的教學(xué)效果，對相關(guān)課程也有一定的借鑒和參考作用。

關(guān)鍵詞：建構(gòu)主義；交通設(shè)計(jì)；教學(xué)模式改革

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

一、引言

“交通設(shè)計(jì)”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(shí)與基本技能于一體的專業(yè)課程，是交通工程學(xué)與系統(tǒng)工程學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)原理以及城市科學(xué)的有機(jī)結(jié)合[1]。然而，正是由于該課程理論基礎(chǔ)廣、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的以講授為主的教學(xué)模式不能達(dá)到很好的教學(xué)效果。我國已有很多高校的教師意識(shí)到該門課程的特點(diǎn)，開始探索新的教學(xué)模式和方法。同濟(jì)大學(xué)根據(jù)課程教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行了基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)模式的交通設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革，并對重點(diǎn)院校、普通三本院校和網(wǎng)絡(luò)教育的學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐，獲得較好的效果[2]；東南大學(xué)則以CDIO（構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行）工程教育理念為指導(dǎo)，將案例教學(xué)、基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)、啟發(fā)式教學(xué)等多種教學(xué)手段應(yīng)用于“交通設(shè)計(jì)”課程的教學(xué)改革中[3]；還有一些學(xué)校和教師根據(jù)課程教學(xué)的特點(diǎn)針對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和手段進(jìn)行改革和時(shí)間，均獲得一定的效果[5，6]。已有教學(xué)研究成果表明，交通設(shè)計(jì)的教學(xué)方法必須從課程的特點(diǎn)出發(fā)，以一定的項(xiàng)目或問題為載體進(jìn)行教學(xué)，才能達(dá)到較好的教學(xué)效果。

二、交通設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)

交通設(shè)計(jì)課程的定位為：“以培養(yǎng)交通工程專業(yè)學(xué)生理論與應(yīng)用有機(jī)結(jié)合能力，為其構(gòu)建更好地服務(wù)與社會(huì)的專業(yè)平臺(tái)為目標(biāo)，形成系統(tǒng)而有效地運(yùn)用交通工程學(xué)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(shí)施性的系統(tǒng)的改善交通方案，或?qū)⒘己玫慕煌ㄒ?guī)劃與交通管理措施有效地轉(zhuǎn)換成最佳地工程方案，最佳地適應(yīng)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(chǔ)廣、綜合性和實(shí)踐性強(qiáng)、創(chuàng)新要求高等特點(diǎn)。

（一）理論基礎(chǔ)廣

交通設(shè)計(jì)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(biāo)，系統(tǒng)的資源、環(huán)境和投資等條件為約束，最佳地分配交通系統(tǒng)的通行權(quán)和時(shí)間與空間等。其涉及的理論基礎(chǔ)不僅包括交通工程學(xué)的相關(guān)理論，還包括系統(tǒng)工程學(xué)、工業(yè)設(shè)計(jì)原理、城市設(shè)計(jì)原理、道路設(shè)計(jì)相關(guān)理論以及資源和觀景方面的相關(guān)理論知識(shí)。因此，該門課程是建立在多學(xué)科的交叉的基礎(chǔ)上的，并將多學(xué)科的基礎(chǔ)理論與方法有效的結(jié)合起來。

（二）綜合性強(qiáng)

由于交通問題成因復(fù)雜，涉及到的因素多，因此在面向?qū)嶋H交通問題進(jìn)行對策設(shè)計(jì)和方案優(yōu)化時(shí)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(shí)踐性強(qiáng)

交通設(shè)計(jì)課程的核心目標(biāo)是幫助學(xué)生掌握交通系統(tǒng)的問題分析、對策設(shè)計(jì)和方案優(yōu)化的基本技能和方法，其面向的對象為實(shí)際的交通系統(tǒng)。因此，該門課程必須從實(shí)際系統(tǒng)和問題出發(fā)，理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生在實(shí)踐的過程中實(shí)現(xiàn)本門課程的教學(xué)目目標(biāo)。

（四）創(chuàng)造性強(qiáng)

在對策交通問題時(shí)，交通設(shè)計(jì)是利用有限的資源和約束最佳地進(jìn)行交通系統(tǒng)的時(shí)間和空間資源的分配和設(shè)計(jì)。這就要求學(xué)生在解決問題的過程中，通過思考、判斷、分析、評估等多個(gè)環(huán)節(jié)創(chuàng)造出合適的解決方案。也就是說，學(xué)習(xí)的成果不是唯一的，對于學(xué)習(xí)成果的評價(jià)也不是多樣的。

三、建構(gòu)主義教學(xué)理論的基本思想

建構(gòu)主義理論由瑞士哲學(xué)家、心理學(xué)家皮亞杰（Piaget）于1966年提出，后來許多學(xué)者和教育實(shí)踐者不斷豐富該理論，目前該教育理論已在西方教育界產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，在中國也得到一定的發(fā)展。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)不是知識(shí)由教師向?qū)W生的傳遞，而是學(xué)生建構(gòu)自己的知識(shí)的過程，學(xué)習(xí)者不是被動(dòng)的信息吸收者，相反，他要主動(dòng)地建構(gòu)信息的意義，這種建構(gòu)不可由其他人代替[7]。學(xué)習(xí)是個(gè)體建構(gòu)自己的知識(shí)的過程，這意味著學(xué)習(xí)是主動(dòng)的，學(xué)習(xí)者不是被動(dòng)的刺激接受者，他要對外部信息做主動(dòng)的選擇和加工。而且，知識(shí)是學(xué)習(xí)者在新舊知識(shí)經(jīng)驗(yàn)間反復(fù)的、雙向的相互作用過程而建構(gòu)的。其中，每個(gè)學(xué)習(xí)者都以自己原有的經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)為基礎(chǔ)對新的信息進(jìn)行編碼，建構(gòu)自己的理解，而且，原有知識(shí)又因?yàn)樾陆?jīng)驗(yàn)的進(jìn)入而發(fā)生調(diào)整和改變。所以學(xué)習(xí)并不是簡單的信息的積累，它同時(shí)包含由新、舊經(jīng)驗(yàn)的沖突而引發(fā)的觀念轉(zhuǎn)變和結(jié)構(gòu)重組；學(xué)習(xí)過程并不是簡單的信息輸入、存儲(chǔ)和提取，而是新舊經(jīng)驗(yàn)之間的雙向的相互作用過程。

建構(gòu)主義的教學(xué)理論以學(xué)生為中心，教師在整個(gè)教學(xué)環(huán)境中是促進(jìn)者、組織者、發(fā)起者，學(xué)生能動(dòng)的利用各種條件對所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行建構(gòu)。主要的教學(xué)模式有：

●隨機(jī)通達(dá)式：對同一知識(shí)點(diǎn)通過不同的方法、不同的途徑、在不同的環(huán)境條件和時(shí)間條件下開展教學(xué)，使學(xué)生對同一知識(shí)點(diǎn)或同一問題獲得多方面的認(rèn)知。

●支架式：將復(fù)雜的任務(wù)加以分解，方便學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)。可以按照由小到大的步驟，逐步建構(gòu)整個(gè)教學(xué)內(nèi)容的概念，從而使學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容達(dá)到深刻而全面的認(rèn)知。

●拋錨式：教師將教學(xué)內(nèi)容置于一個(gè)宏觀的情景中，可以是具有代表性和感染力的實(shí)例或案例，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，從而達(dá)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的目的。

由于“交通設(shè)計(jì)”課程具有綜合性強(qiáng)、實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn)，傳統(tǒng)的以講授法為主的教學(xué)方法和教學(xué)模式在本門課程中容易出現(xiàn)理論與實(shí)踐脫節(jié)、課堂枯燥、教學(xué)效果差等現(xiàn)象，應(yīng)用建構(gòu)主義教學(xué)理論進(jìn)行教學(xué)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，并能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，將大大提高本門課程的教學(xué)效果，對提高學(xué)生交通設(shè)計(jì)綜合能力、提升教學(xué)質(zhì)量有較大的幫助。

四、交通設(shè)計(jì)教學(xué)模式探索

根據(jù)交通設(shè)計(jì)課程的教學(xué)特點(diǎn)，將整個(gè)課程學(xué)習(xí)分為3個(gè)階段：

初級階段：主要內(nèi)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(diào)查與分析等多門可能的相關(guān)知識(shí)，因此有必要開課程開始階段對相關(guān)的概念和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行梳理和介紹，形成本門課程的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備。

高級階段：主要內(nèi)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(biāo)比較單一的交通問題對策，例如“如何通過交通設(shè)計(jì)控制機(jī)動(dòng)車在交叉口通行的速度，進(jìn)而提高交叉口運(yùn)行的安全性”、“如何設(shè)計(jì)公共汽車停靠站，實(shí)現(xiàn)公共汽車與自行車交通的協(xié)調(diào)”等。

專家階段：主要內(nèi)容為復(fù)雜問題的對策和方案優(yōu)化。本階段的學(xué)習(xí)內(nèi)容是解決多因素、多約束、多目標(biāo)的交通問題，例如“某擁堵交叉口的綜合改善設(shè)計(jì)”、“商業(yè)區(qū)慢行系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)”等。由于實(shí)際交通問題具有較強(qiáng)的復(fù)雜性和綜合性，因此本階段的學(xué)習(xí)是實(shí)現(xiàn)本門課程教學(xué)目標(biāo)的重要部分。

（一）初級階段教學(xué)模式：“自學(xué)-指導(dǎo)”與“傳遞-接受”相結(jié)合

對于基礎(chǔ)概念以“自學(xué)-指導(dǎo)”模式為主，主要程序如下：

1.提出要求。由教師根據(jù)本門課程所需的基礎(chǔ)概念和知識(shí)，制定知識(shí)儲(chǔ)備清單和自學(xué)要求，并根據(jù)學(xué)生的情況準(zhǔn)備的相應(yīng)的閱讀材料，供學(xué)生學(xué)習(xí)；

2.開展自學(xué)。理解基本概念，教師根據(jù)學(xué)生理解情況做引導(dǎo)和指導(dǎo)；

3.討論啟發(fā)。就代表性問題和概念的理解進(jìn)行討論，強(qiáng)化對概念的理解；

4.評價(jià)和總結(jié)。由教師對基本概念的理解和掌握情況進(jìn)行評價(jià)和總結(jié)。

對于相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)和知識(shí)體系，主要采用“傳遞-接受”的教學(xué)模式。由教師將零散的知識(shí)點(diǎn)、技術(shù)、方法等串起來，形成完整的體系。在講授過程中，可以結(jié)合實(shí)際交通情況、案例或社會(huì)熱點(diǎn)問題與討論等。

（二）高級階段教學(xué)模式：面向問題進(jìn)行“支架式”教學(xué)

學(xué)生完成基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備后，可以進(jìn)入到高級階段的學(xué)習(xí)，即以解決簡單問題為目的。本階段將“問題式學(xué)習(xí)”（Problem Based Learning）和“支架式”教學(xué)模式相結(jié)合開展教學(xué)。根據(jù)交通設(shè)計(jì)課程涉及主要方面教學(xué)要求，分別設(shè)計(jì)簡單的交通問題，并將問題和任務(wù)進(jìn)行分解和細(xì)化，形成概念和知識(shí)的主要框架，再由學(xué)生在老師的引導(dǎo)下，以小組合作學(xué)習(xí)的形式進(jìn)行問題分析、對策提出和方案優(yōu)化，最后由教師和學(xué)生共同進(jìn)行評價(jià)。通過該過程的探索和學(xué)習(xí)，完成學(xué)生解決簡單交通問題的知識(shí)建構(gòu)。

該階段的主要教學(xué)程序?yàn)椋?/p>

1.由教師向各個(gè)學(xué)習(xí)小組呈現(xiàn)設(shè)計(jì)好的交通問題，一般是描述可觀察的現(xiàn)象或事件，例如某交叉口在特定時(shí)段機(jī)動(dòng)車等待時(shí)間過長，或某路段經(jīng)常發(fā)生交通事故等；

2.學(xué)生小組討論問題，對現(xiàn)象做出解釋，并提出解決問題的構(gòu)想；

3.由教師對問題進(jìn)行分解和細(xì)化，梳理相關(guān)知識(shí)，構(gòu)建該問題的概念支架；

4.學(xué)生以解決問題為目的，分頭學(xué)習(xí)，互相協(xié)作，逐漸構(gòu)建起與該問題相關(guān)的寬厚而靈活的知識(shí)基礎(chǔ)，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(xué)生的合作能力和學(xué)習(xí)的內(nèi)部動(dòng)機(jī)；

5.最后由教師對各小組的問題解決情況進(jìn)行評價(jià)和總結(jié)。

（三）專家階段教學(xué)模式：“拋錨式”教學(xué)與“隨機(jī)通達(dá)”教學(xué)相結(jié)合

由于專家階段主要學(xué)習(xí)解決復(fù)雜問題，這些問題往往是結(jié)構(gòu)不良領(lǐng)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(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上重新分析。這類問題往往涉及較多的概念和知識(shí)點(diǎn)，且這些知識(shí)點(diǎn)之間是存在相互作用關(guān)系。在交通設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的內(nèi)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(guān)的設(shè)施設(shè)計(jì)、管理方案以及交通參與者，優(yōu)化目標(biāo)要考慮交通運(yùn)行效率、通暢性、安全性以及節(jié)能和環(huán)保等，而且每個(gè)交叉口都有自身的特點(diǎn)和約束條件，沒有固定的解決方案可以應(yīng)用。

在該階段的教學(xué)中，學(xué)生已經(jīng)有了該課程相關(guān)的基本概念和簡單的問題對策分析方法，主要的學(xué)習(xí)任務(wù)是如何將這些知識(shí)真正融會(huì)貫通，解決復(fù)雜的實(shí)際問題。本階段的教學(xué)主要以“拋錨式”教學(xué)模式為主，在教師引導(dǎo)中結(jié)合“隨機(jī)通達(dá)”教學(xué)模式開展教學(xué)。教師將教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容置于宏觀情境中，引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、并綜合運(yùn)用已有經(jīng)驗(yàn)去解決問題。在這個(gè)過程中，教師的角色從傳統(tǒng)的“知識(shí)傳遞者”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的“教練”和“學(xué)習(xí)伙伴”，與學(xué)生共同完成該階段的學(xué)習(xí)。對于教師來說，該階段問題的特點(diǎn)決定，教師也不可能在學(xué)生選擇的各個(gè)問題或問題的各個(gè)方面的都是專家，因此，教師也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程。在引導(dǎo)學(xué)生完成本階段學(xué)習(xí)任務(wù)過程中，教師可以從多個(gè)方面、多個(gè)角度、不同的時(shí)間和背景、用不同的方式對同一知識(shí)點(diǎn)開展教學(xué)，從而使學(xué)生達(dá)到多方面的認(rèn)識(shí)和知識(shí)的內(nèi)化。該階段的主要環(huán)節(jié)如下：

1.教師根據(jù)該階段的教學(xué)目標(biāo)選定情境，如有可能，最好可以選擇現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)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(xué)，但該路段或交叉口應(yīng)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(fù)雜性。

2.通過情景展示，現(xiàn)場踏勘以及小組討論，確定問題。

3.小組各成員根據(jù)問題進(jìn)行獨(dú)立探索、自主學(xué)習(xí)。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(rèn)識(shí)和解決對策；學(xué)生通過該過程的探究和學(xué)習(xí)，主動(dòng)的完成了基礎(chǔ)知識(shí)在原有經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的重新組合和綜合應(yīng)用。

4.以小組形式開展協(xié)作學(xué)習(xí)，通過共享-論證-協(xié)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(jìn)行效果評價(jià)，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(xué)過程中，結(jié)合“隨機(jī)通達(dá)”式教學(xué)模式開展教學(xué)。

五、實(shí)踐與討論

應(yīng)用以上教學(xué)模式，在我校交通設(shè)計(jì)課程開展連續(xù)2年的教學(xué)實(shí)踐。根據(jù)對學(xué)生的考核和學(xué)生的問卷調(diào)查，該教學(xué)模式獲得較好的教學(xué)效果，特別是在學(xué)生的實(shí)踐性和創(chuàng)新性方面，教學(xué)效果較單一的“傳遞-接受”教學(xué)模式有較大的改進(jìn)。問卷調(diào)查結(jié)果顯示，75%-80%的學(xué)生認(rèn)為該種教學(xué)方法比傳統(tǒng)的“傳遞-接受”教學(xué)模式教學(xué)效果好；所有參與調(diào)查的學(xué)生均認(rèn)為該種教學(xué)模式對于提高綜合能力及相關(guān)的專業(yè)技能具有幫助，且有超過60%的學(xué)生認(rèn)為有較大的幫助。這也說明學(xué)生認(rèn)可該教學(xué)模式在交通設(shè)計(jì)課程教學(xué)中的產(chǎn)生的積極影響。

六、結(jié)語

建構(gòu)主義理論指導(dǎo)下的交通設(shè)計(jì)課程教學(xué)模式，注重課程學(xué)習(xí)的實(shí)踐性和學(xué)生自主性，突出了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位。因此，在該種教學(xué)模式下，學(xué)生不再是被動(dòng)的知識(shí)接受者，而是知識(shí)的自主學(xué)習(xí)者、積極建構(gòu)者和實(shí)踐應(yīng)用者。然而，在交通設(shè)計(jì)課程的學(xué)習(xí)過程中，教師的對于問題和情境的設(shè)計(jì)、組織和引導(dǎo)是課程學(xué)習(xí)的關(guān)鍵一環(huán)，也是學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要影響因素。因此，建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的教學(xué)模式對教師提出了更高的要求。

本文提出的基于建構(gòu)主義理論的教學(xué)模式在交通設(shè)計(jì)課程的教學(xué)上取得了較好的效果，也為工科類的相關(guān)課程教學(xué)提供了參考和典范。

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