混合式學習在“軌道交通運行仿真”實驗教學中的應用

呂秋霞

（五邑大學 軌道交通學院，廣東 江門 529020）

摘要：針對傳統實驗教學的弊端，結合軌道交通運行仿真實驗的特點，將混合式學習模式引入軌道交通運行仿真實驗教學中。分析了該課程采用混合式學習的適應性和優越性，介紹了基于混合式學習的實驗教學實施流程，為軌道交通運營管理專業實驗教學改革提供一種新的參考。

關鍵詞：混合式學習；實驗教學；軌道交通；仿真

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0104-03

伴隨我國軌道交通的迅猛發展，市場迫切需要具有軌道交通運營管理專業知識，線網調度與車站運營管理等核心能力突出，從事軌道交通運輸組織指揮、技術管理和規劃設計的高素質工程應用型人才。為適應軌道交通企業與高校人才培養的無縫銜接，軌道交通運營管理專業人才培養中必須重視學生的實驗實訓環節[1]。

從人才培養的實際需求來看，由于軌道交通運營企業對運營現場的安全考量，已經投入運營使用的現場設備不可能被用來對在校大學生進行教學實驗培訓。采用以計算機仿真技術、多媒體技術和網絡技術為依托的仿真系統來模擬真實軌道交通系統，完成各種實驗教學活動，是當今高校在人才培養環節的必然選擇。它與傳統的現場實訓教學相比，更具有實用性、經濟性、安全性和可操作性等特點[2]。

軌道交通運行仿真實驗是以軌道交通沙盤系統+Opentrack仿真軟件為實驗平臺，真實的模擬某一線路或某一線網中列車的運行狀況，其結果對于研究軌道交通設施的規劃布置、行車組織方案、運行圖優化等具有重要意義。為提高該課程的學習效果，本文秉承“教師建構學習環境、促進知識獲得；學生自主學習、主動建構知識”的理念，對該實驗課程采用混合式教學改革。

一、軌道交通運行仿真實驗概況

傳統的實驗教學采用講授法，即先由教師講解、演示，再由學生模仿操作，內容形式單一，學生在學習過程中處于被動和跟從的狀態，不利于學生實踐能力和創新能力的培養。而且由于學生具有不同的個性特征和認知水平，這種統一操作步驟的實驗教學很難滿足對學生個性化學習的支持。跟其他一般的實驗課程相比，軌道交通運行仿真實驗還有它自身的一些特點：

1.基礎知識面廣。數字化、智能化、信息化是軌道交通運營管理可持續發展的根本保證，與其他行業管理相比，軌道交通對信息化和智能化的設備使用程度更高[3，4]，軌道交通運行仿真是對真實軌道交通系統的模擬，采用了與現場幾乎完全相同或相似的系統、設備使學生來完成相應的實驗操作。這也要求實驗者具備一定的計算機、通信、自動化等方面的基礎知識。而這些對運營管理專業的學生來說是一個薄弱環節，需要教師加強引導，提供完善的學習資料，構建更合適的學習環境。

2.專業知識綜合應用。軌道交通是一個大型綜合的系統，涉及到線路、站場、信號、供電、車輛等硬件設備，還依托列車運行控制系統、行車調度管理系統、計算機聯鎖系統等軟件系統，軌道交通運行仿真要求學生能對相關的軌道交通專業知識進行綜合應用。而實際教學過程中，學生雖然通過相關的理論課程的學習，已具備了一定的基礎知識，但對這些知識的掌握還存在碎片化與表層化的現象，在綜合應用和深入理解方面存在一定的困難。

3.實踐性強。軌道交通運行仿真是模擬真實軌道交通系統的實驗平臺，通過輸入模型參數，可以很方便地再現各種運營場景，實現規劃方案或運營方案的評價和比選。無論是模型參數、設計規則還是場景選擇都是源于現場，掌握這些內容對工程實踐能力的鍛煉具有十分重要的意義，是實踐性非常強的一類實驗。同時，軌道交通運行仿真技術的掌握不僅僅是了解理論知識，更重要的是掌握仿真軟件的設計與操作，這本身也要求學生具備一定的實踐操作能力。

二、混合式學習

所謂混合式學習（Blending Learning）是指把傳統學習方式的優勢和e-Learning（即數字化或網絡化學習）的優勢結合起來，既要發揮教師引導、啟發、監控教學過程的主導作用，又要充分體現學生作為學習過程主體的主動性、積極性與創造性。國內外的大多數學者認為它是混合了直接講解與建構主義的學習的一種學習方式[5]。建構主義認為學習不是由教師把知識簡單地傳遞給學生，學生不是簡單被動地接收信息，而是主動地建構知識。教師的作用是設計促進知識建構的學習環境、促進知識獲得的協作和交流。

軌道交通運行仿真實驗課程采用混合式學習的方式有其明顯的適應性和優越性：

1.混合式學習更符合學生的認知規律。混合式學習是一種“先學后教”的形式，更加符合學生的學習規律[6，7]。用視頻、課件學習取代教師的知識講解，比如在列車運行仿真實驗課程中，有關計算機網絡、自動化、信息化、行車組織等基礎原理性的知識，可以通過生動活潑的微課視頻學習來完成。學生最需要的教師幫助是在實驗遇到困難和迷惑的時候，高效利用課堂時間進行學習經驗的交流、答疑解惑、師生觀點的相互碰撞，能夠深化學生的認知，真正實現知識的意義建構過程，切實提升該課程的學習效果，進而培養學生的實踐能力和創新能力。

2.注重課程的強實踐性。學生難以靠跟從教師的操作真正掌握一個仿真軟件，而是在自己“動手做”和“真正練”中來體會和掌握它的精髓，因此軌道交通運行仿真實驗課程更強調動手與實踐，解決工程實際問題。傳統實驗教學重結果、輕過程，重驗證、輕探索，學生缺乏學習的動力與興趣。混合式學習將在線學習與面對面授課相結合，對學習時間進行重新分配，給予學生更多自主支配的時間、使學生能夠根據自己步調控制各自的學習。課堂教學活動的開展往往以任務來驅動，以問題來導向，教學組織更注重討論、交流和答疑，是更為合適這類強實踐性課程的教學方法。

三、基于混合式學習的軌道交通運行仿真實驗教學

為支持課程的混合式學習，其教學實施流程主要有建構性學習環境設計、課堂教學、在線教學和發展性評價等四個主要環節，如圖1所示。

1.建構性學習環境設計。“軌道交通運行仿真”實驗課程內容如表1所示。根據課程內容特點，其學習環境設計包括網絡教學平臺的選擇、課程資源的開發、教學活動的設計與選擇等。網絡教學平臺應集教學內容發布與管理、課堂教學、在線教學交互、在線教學評價、基于項目的協作學習、發展性教學評價和教學管理等功能于一體。目前采用了國內較流行的通用網絡教學平臺。

優質的課程資源是開展混合式教學的重要基礎。課程資源則包括輔助課程學習的基本資源和用于擴展學習的拓展資源。在混合式學習模式下，更注重學生的知識建構，課程內容不僅呈現講解型的內容，更要呈現教學交互型的內容，不僅開發素材、課件類資源，更要開發支持自主探究、協作交流和研究性學習的有關資源。

2.課堂教學的實施。在混合式學習模式下，課堂教學將面對面實驗授課與在線學習的方式進行整合，其中在線學習的部分內容是在課前完成，這樣既避免了傳統的演示實驗教學中無法照顧到學生個性化學習需要的弊端，又克服了單純的在線學習中，實操性學習內容無法深入學習的困難。課堂教學的實施要注重實驗計劃說明、實驗內容重點與難點講授和基于項目的協作與交流。

3.教學評價。教學評價不僅要關注學生的學業成績，而且要發現和發揮學生的多方面潛能，同時注重發揮評價的導向功能，促進教學的發展。檔案袋評價是網絡環境下備受青睞的一種發展性評價方法。學生基于網絡的在線學習過程中，體現學生的發展和進步的信息都非常容易地被記錄下來，在檔案袋中歸類存儲，成為教師了解學生的窗口，也為教學的改進與發展提供了切實的導向。

四、結束語

軌道交通仿真實驗既符合軌道交通規劃設計和運營管理的工作流程，又為提升高校人才培養質量創造了條件，是培養學生工程實踐能力和創新能力的重要環節，提升該課程的教學質量對提高人才培養質量具有關鍵意義。將混合式學習引入軌道交通仿真實驗教學中，遵循了學生的認知規律，豐富課程的教學模式，有利于調動學生的主動研究探索精神，對高校實驗教學的改革和創新具有一定的參考價值。

參考文獻：

[1]陳爽.應用型人才培養模式的實驗教學改革[J].實驗室研究與探索，2012，（08）：1-3，38.

[2]李健，林鴻睿，黃璐.城市軌道交通ATC仿真實驗教學創新[J].實驗室研究與探索，2013，（08）：310-313.

[3]葉果.軌道交通虛擬仿真實驗教學中心建設探討[J].中國管理信息化，2015，（20）：210-211.

[4]張天彤，馬松花，支斌，等.城市軌道交通綜合仿真實訓基地建設的研究[J].實驗室研究與探索，2013，（08）：244-248.

[5]鐘志賢.學習環境設計的理論基礎：心理學視角[J].中國電化教育，2011，（06）：30-38.

[6]黃榮懷，馬丁，鄭蘭琴，等.基于混合式學習的課程設計理論[J].電化教育研究，2009，（01）：9-14.

[7]彭艷妮，劉清堂，李世強，等.混合式學習在課程教學中的應用研究[J].中國教育信息化，2011，（07）：57-60.