問題驅動和案例主導的交通規劃教學研究

姚榮涵　潘寶峰　趙勝川

[摘 要]交通規劃課程具有其特點，將問題驅動和案例主導應用于該課程教學具有一定的可行性。教師可以根據學生獲取新知識的心理特點和學習規律，設計銜接核心知識點的驅動式問題；借助交通規劃軟件，將科研成果轉化為主導式案例；通過有機融合，形成問題驅動和案例主導的交通規劃課程教學方案。

[關鍵詞]交通規劃；問題驅動；案例主導；課程教學；教學改革

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）10-0001-03

交通規劃課程是交通工程專業本科生的必修課，是交通運輸規劃與管理方向的核心課程，在授課計劃中地位舉足輕重。通過對該課程的學習，學生應該具備設計交通規劃方案、使用交通規劃軟件分析擬定規劃方案的設計效果、進行交通影響分析等方面的能力。該課程介紹了交通系統中交通流的產生、吸引、分布、分配等問題的基本理論和方法，對于學生學習交通管理與控制、交通設施設計、交通流誘導、公共交通規劃等課程具有一定的輻射作用。[1]然而，交通規劃談及的問題往往過于宏觀和抽象，學生在學習之初常常感覺枯燥乏味，也不清楚其意義和作用，但該課程的基本理論和方法有助于學生進一步學習，而且運用該課程的理論和方法所提出的規劃方案是解決城市交通問題的根本途徑之一。城市交通網絡中常常出現的交通擁堵問題很大程度上是因為交通系統或子系統規劃不合理。因此，該課程的教學效果和質量對于培養交通工程專業人才來說顯得尤為重要。[2]

一、交通規劃課程應用問題驅動教學法的可行性分析

傳統教育理念以教師為主體，對學生進行填鴨式教學，很難調動學生積極性，導致學生缺乏創新精神。現代教育理念強調啟發式教學，以學生為主體、教師為主導，通過調動學生積極性引導學生思考、探究問題，培養學生敏銳、客觀、批判性地學習和創造知識的能力和品質。[3][4]

啟發式教學法是在辯證唯物主義的認識論指導下批判地繼承過去的教學理論遺產，在現代心理學和教育學的基礎上發展和完善起來的。該方法根據教學任務和學習規律，從學生實際出發，采用多種方式，以啟發學生思維為核心，調動學生的學習主動性和積極性，促使其生動、活潑地學習。其特點是強調學生是學習主體，教師要調動學生學習積極性，實現教師主導作用與學生積極性相結合；強調學生智力的充分發展，實現系統學習知識與充分發展智力相結合；強調激發學生內在學習動力，實現內在動力與學習責任感相結合；強調理論聯系實際，實現書本知識與直接經驗相結合。[3][4]在啟發式教學過程中，問題和案例常被用于啟發學生思考以探求真理。問題驅動是學習和研究的原動力和推動力，基于問題驅動的教育教學模式有助于培養學生的創新精神和意識，有利于實現成果導向教育目標，達到工程教育認證標準。[4]

加拿大麥克馬斯特大學的醫學教育項目最早倡導問題驅動學習法。[5]該方法是一種使學生學會學習的教學活動，針對剛畢業的醫學院學生雖有大量專業知識卻缺乏臨床應用能力的缺點，以學生為中心，強調以問題為學習的起點，而不像傳統教學那樣先學習理論知識再嘗試解決問題。[6]后來，這種教學策略逐步被推廣到商學、教育學、建筑、法律、工程等學科的教學活動中，對于培養學生自主創新和解決實際問題的能力具有明顯的促進作用。[7][8]交通規劃具有宏觀、抽象、知識點多、涉及面廣、貼近生活等特點，適合采用問題驅動教學法激發學生學習興趣、促使學生理論聯系實際。

二、交通規劃課程應用案例主導教學法的可行性分析

案例是人們在生產、生活中所經歷的典型事件的陳述或故事的有意截取，對于人們的學習、研究和生活具有重要意義，常作為一種工具對學生進行說服和教育。案例教學法是一種以案例為基礎的教學法，本質上是提出一種教育的兩難情境，沒有特定的解決之道，而教師在教學中扮演著設計者和激勵者的角色，鼓勵學生積極參與討論。不像傳統的教學方法，教師是一位有學問的長者，扮演著傳授知識的角色。[9]這種教學方法通過案例向學生傳遞有針對性的教育意義的信息，有助于激發學生學習積極性，幫助學生學會理論聯系實際。

以往的交通規劃課堂教學大多采用灌輸式教學模式，一般是根據教材設計的內容體系給學生講解基本原理、模型和方法等。這種以教師為主體的傳統灌輸式教學方法不利于調動學生的學習積極性，激發不了學生的學習興趣，也達不到培養卓越工程師的要求。[4]啟發式教學法能夠很好地調動學生學習的興趣和積極性。為調動學生學習積極性，教師在教學過程中通常安排課外大作業，并要求課堂匯報，然而，教學效果依然不盡如人意。究其原因可能是任課教師對于啟發式教學法的理解還不夠透徹、運用還不夠自如，在課堂教學過程中所述事例不夠生動、形象，所介紹的案例比較少。另一方面，一些工程實踐案例過于復雜，不適合也很難直接應用于課堂教學。由此可見，選擇合適的案例，并采用案例主導教學法有助于提高交通規劃課程的教學效果。

三、問題驅動和案例主導的交通規劃課程教學方案

為提高交通規劃課程的教學質量和水平，使學生能夠積極、主動地學習該課程，通過該課程的學習能夠真正掌握該課程的核心理念和精髓，具備從事相關設計和研究的能力，筆者提出問題驅動和案例主導的交通規劃教學思路。針對核心知識點，利用啟發式問題和主導式案例引導學生主動思考，弱化龐雜的理論模型和算法。借助交通規劃軟件，讓學生模仿示范案例自己制作案例，然后在課堂上講解和討論。通過實際操作與演練調動學生學習積極性，引導學生課外自學具體的模型與算法，從而培養學生發現、分析和解決問題的綜合能力。

（一）核心知識點

筆者查閱國內外有關交通規劃理論與方法的教材、專著和文獻等資料，梳理交通規劃課程的核心知識點，將這些知識點進行分層、分類，并繪制核心知識點結構圖。例如，圖1為四階段交通需求預測模式，包括各個階段之間的關系以及各階段的內涵示意圖。endprint

（二）啟發式問題

運用啟發式教學法的核心在于啟發式問題的設計，通過問題啟發學生思考，使其對問題感興趣，在尋求答案的過程中掌握理論知識的核心內容、體會理論知識的重要性及其與工程實踐的聯系。這樣的啟發式問題可能來自現實需求或理論需要，包括知識銜接性問題和現實需求性問題。

知識銜接性問題即銜接已有知識點與未知知識點的那些問題。一方面，在每堂課開始介紹知識點之前，教師可提出與先修課內容或上一堂課內容有關的問題，促使學生對已有知識進行回顧，并順理成章地接受本堂課所要介紹的內容。另一方面，在每堂課講解知識點之后，提出與下一堂課內容或后續課程內容有關的問題，啟發學生思考本堂課所授知識點的作用和價值，并為學生拓寬知識面和主動學習奠定基礎。在課堂教學過程中，首先通過啟發式問題使學生回顧上一堂課所講授的主要內容，加深對已有知識點的理解和記憶；然后通過啟發式問題引入本堂課要講授的主要內容，使學生帶著問題學習新知識，在解決問題的過程中理解和記憶新的知識點；最后通過啟發式問題引出下次課將講授的主要內容，培養學生善于思考和靈活運用所學知識的能力。例如，在開始介紹“緒論”之前，可以提出幾個問題：“你熟悉交通嗎？”“你經常遇到什么樣的交通問題？”“你怎樣理解交通？”“你認為如何解決交通問題更有效？”通過這些問題引導學生主動思考，在他們回答問題之后做出總結并順利地引出交通規劃在解決交通問題中的地位與作用。當解釋交通規劃含義時，首先可以問學生“你的人生規劃是什么？”“你的職業規劃是什么？”，然后再給出交通和規劃的科學定義，最后可以告訴學生，“你們現在開始應該科學地規劃一下自己的人生、職業和生活”。使用問題驅動法在知識點之間以及理論與實踐之間設計一系列環環相扣的問題，使學生從已知到未知、從現象到本質，在探究問題的過程中學習并掌握理論知識，從而樹立發現、分析和解決問題的意識，并培養正確的科學素養。

現實需求性問題即由實際交通規劃需求所產生的統計、預測、評估、設計等問題。這些問題可能來源于對交通現象的解釋或描述，也可能來源于科研實踐中碰到的困難或解決方案等。在授課過程中，可通過啟發式問題引導學生發現現實生活中存在的問題，理解理論知識在解決現實問題過程中的價值，培養學生理論聯系實際、運用理論知識解決實際問題的能力。例如，在講解五大交通運輸方式及其優缺點時，可以向學生提出以下問題：“你寒暑假回家時采用什么樣的交通方式？”“你更喜歡哪種交通方式？為什么？”“你認為未來哪種交通方式的發展空間較大？為什么？”當介紹城市道路系統形式時，可以提問：“北京市的道路網是什么形式的？有什么特點？”“大連市的道路網又是怎樣的形式？為什么不能構建成北京的那種路網形式？”通過這些問題驅使學生理解現實需求與理論發展之間的關系，樹立理論指導實踐、具體問題具體分析的理念和思路。

（三）主導式案例

交通規劃是一門實踐性很強的課程，案例教學法對該課程教學具有重要作用。一方面，教師可使用交通規劃軟件編制虛擬案例，通過虛擬案例增強學生對理論模型和算法的理解與運用。例如，采用一個虛擬案例解釋出行生成預測過程中的P-A平衡（即產生量-吸引量平衡）問題。通過該案例可以使學生更清楚、更直觀地了解出行生成預測中存在的P-A不平衡問題以及進行P-A平衡的算法。借助專業軟件設計的這種虛擬案例能讓學生更深刻地理解理論、公式、算法的含義和本質，還可以使學生熟悉專業軟件，培養學生抓住問題本質和使用專業軟件解決實際問題的能力。另一方面，介紹交通規劃軟件中的已有案例或來自工程實踐的交通規劃案例，通過這些實際案例讓學生了解交通規劃問題及其實際來源，從實際問題中感受理論發展的需要和必要性，以及交通規劃理論對工程實踐或現實生活的指導作用和意義。例如，圖2顯示了使用交通規劃軟件TRANSCAD實現某區域交通需求預測的重要步驟。通過這種實際案例的介紹，學生能夠真實地了解實際工程需求、實際問題、實際操作過程，也提高了理論聯系實際、針對實際問題提出解決方案的能力。

無論是虛擬案例還是實際案例，都可以通過案例介紹讓學生真實地感受到實際應用過程中常犯的錯誤以及正確的做法。例如，在TRANSCAD軟件使用過程中，初學者經常由于操作不精確導致所劃小區個數與設想不符。教師可以進一步地通過分析讓學生理解案例所揭示問題的深刻含義。

（四）教學內容設計及實踐檢驗

將核心知識點、啟發式問題和主導式案例融入交通規劃課程的教學內容和過程中，通過啟發式問題或主導式案例的引入突出交通規劃課程的主要知識點，強化核心知識點。經過教學內容的重新設計，形成以問題驅動和案例主導為特色的交通規劃課程教學方案。

通過教學實踐，對新教學方案進行直接和間接檢驗。直接檢驗指的是學生在本門課程學習過程中的表現以及課程考核成績。間接檢驗指的是學生在后續課程學習過程中或參加各類相關科技競賽或科研訓練活動中對相關知識的應用和移植能力。

四、結語

為提高交通規劃課程的教學質量，課題組提出問題驅動和案例主導的交通規劃課程教學改革思路。首先，梳理該課程的核心知識點。其次，設計啟發式問題和主導式案例。然后，以問題驅動和案例主導為特色制作交通規劃多媒體教學課件。最后，通過教學實踐檢驗和完善新的教學思路和方案。問題驅動和案例主導的教學思路符合學生學習特點，適用于具有較強工程實踐特點的交通規劃課程，有助于培養學生發現、分析和解決問題的能力，同時有助于培養學生深刻認識問題、生動活潑地表達觀點以及團隊合作等方面的能力。綜上，問題驅動和案例主導的教學思路具有較好的應用價值。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯：劉鳳華]endprint