交通工程專業設計類課程高質量教材建設芻議

梁國華 陳亦新 王寶杰 劉志亮 唐曉輝 王寶蓉

(1.長安大學 運輸工程學院,西安 710064;2.3M中國有限公司,上海 200336;3.西安市政設計研究院有限公司,西安 710068;4.陜西交通控股集團有限公司西安外環分公司,西安 710065 )

2017年教育部提出旨在持續深化工程教育改革的新工科建設,新工科建設將從理論上創新,從政策上完善,在實踐中推進和落實[1]。交通工程教學指導分委員會在新工科建設背景下,進一步優化了交通工程專業的核心課程,交通設計是其中一門,其內容涵蓋范圍廣,包含道路交通設計、公共交通設計、樞紐交通設計、停車場(庫)設計、交通安全設施設計等,不同方向的教學內容、教學方法及教學側重均不相同,給交通工程設計類課程的教學帶來了諸多挑戰[2]。設計類課程既有理論知識又有工程實踐,如果這類課程缺乏理論知識與交通設計實踐的緊密結合,會導致學生認知度下降,分析、解決實際問題的能力難以得到提升,學生畢業時的專業能力難以達到用人單位的需求。同時,本科生的相關基礎知識儲備缺乏,學生既需要掌握相關課程的理論基礎知識,又必須有較強的動手能力,如專業繪圖能力、專業仿真軟件的使用等,在開設交通工程設計類課程前,須對設計類課程體系進行梳理和完善[3-8]。教材是學生獲得系統知識學習的主要材料,是完成教學活動的重要工具和師生互動的載體。在交通設計類課程中,適用的教材是學生掌握基本專業能力的基礎和提高學生綜合能力和創新應用能力的重要途徑之一,是從激發學生潛力角度出發,克服以上設計類課程的主要矛盾的有效途徑。

一、設計類課程教材建設面臨的挑戰

(一)層級目標的設定

交通工程專業面廣,學生對設計能力需求存在差異,因此需要編制具有不同層級培養目標的教材,滿足不同能力層次學生的學習需求,引導學生循序漸進地完成各階段學習目標,具體來說交通工程專業設計課程體系能力培養應遵循專業基礎設計能力—專業課程設計技能—交通設計綜合技能—拓展設計技能—創新設計技能的層級目標體系。

(二)教材內容與標準規范的聯系

設計類教材內容體系與行業標準、規范、指南之間的界限相對模糊,在設計類課程教材建設中,為幫助學生有針對性地豐富專業理論知識學習與設計實踐應用,應劃分并明確教材內容與行業設計標準、規范、指南在體系的關聯與區別。應根據學生的知識水平及本課程的培養目標,將行業規范、典型圖紙案例、設計方法等納入教材編制內容,以培養具備專業實戰能力的設計類人才,匹配用人單位需求。

(三)知識表達形式

教學過程需要遵循一定的流程,設計類課程培養的主要應該是學生的動手和創新實踐能力,實際的設計案例具有多樣與不確定性,如何基于設計規范的標準化,確保教學過程與教材多元知識化表達方式的統一是一個挑戰,需要在教材編寫過程中創新知識表達形式,注重多元化資源共享。

(四)教材的修編再版

教學的目標是為了讓學生理解、消化教學內容,完成專業積累與提升,教材需要與時俱進并適時更新,特別是設計類課程涉及眾多的標準和規范,而標準和規范在一定時間內有可能更新,教材中過時的設計標準和規范無法適用于實際工程設計,對學生的設計理念、設計思路以及設計操作會產生不良的影響,而目前對于設計類教材在教學目標下,如何適應社會的需求,確定教材的修編再版的條件,這是設計類課程教材亟需解決的問題。

二、設計類課程教材建設目標

針對交通工程設計類課程教材目標清晰度不足、內容深度與廣度難以協調和專業實戰能力培養落后于實際用人單位需求等問題,應考慮交通工程專業特征、個體本科生素養與資質差異和用人單位實際需求,分層級確定課程設計的培養目標,明確不同設計目標前提下的模塊化設計單元,建立面向實戰操作的教材內容體系架構,以實戰為導向統一并規范核心技術要點的詞匯表達方式,確定教材用語,找到反映實際案例的設計類教材知識多樣化表現手法,最終實現基于“層級目標、專業實戰、多元資源”為特色的交通工程專業設計類課程高質量教材建設,為本科生更好更快地接受、學習和提升專業設計能力,以適應用人單位對專業設計人才的需求,更好地發揮交通工程專業對社會發展的促進作用。

三、設計類課程教材建設的技術路徑

圖1 設計類課程教材建設技術路徑

在教材的建設上要強化諸如OBE、CDIO等先進工程教育理念的引領,在教材內容上要強化與工程實際、現代信息技術以及經濟社會和產業發展新成果的深度融合,在教材結構上要盡力滿足案例學習、模塊化學習等不同學習方式的要求[9]。按照“交通工程專業人才設計能力需求分析—本科生交通設計能力解析及層級式課程培養目標確定—實戰為導向的設計類課程內容模塊分解—設計類教材核心詞匯語言表達方式—設計類教材知識多樣化表現手法研究—教材‘編寫—修訂—再版’全過程動態監測評估”這樣一條建設技術路徑開展教材建設工作(見圖1)。

(一)建立交通工程專業本科生設計能力解析及層級式課程培養目標

通過分析交通工程專業認證培養目標和畢業要求中有關設計能力培養的內容,針對交通設計類用人單位(交通設計院、交通咨詢公司、交通研究院、城市規劃設計院等),開設設計類課程的教師(安全方向、控制方向、交通設計方向等)、畢業生(在職人員和博士研究生等)以及在校生,從交通工程人才需求、設計能力要求、設計類課程教學模式、教學方法、設計類課程考核機制等不同角度,設計相應的調查問卷,并統計分析問卷調查結果。通過調查掌握用人單位對于設計人員的需求類型和綜合能力要求(制圖能力、綜合分析能力、專業思維能力、方案制定能力、創新能力和團隊合作能力)和創新能力需求;通過調查了解研究生創新設計能力培養的基本過程,結合用人單位的人才需求、設計能力要求、教師以及學生對已有設計課程教學體系的反饋意見,制定交通工程專業人才所應具有的專業、綜合和創新設計能力結構圖,通過解析學生的設計能力的培養過程,結合專業認證對于學生畢業要求的新標準,考慮學生個體資質差異、專業設計能力基礎及專業能力提升,細化創新設計能力培養的分階段和分模塊實施目標,從專業基礎設計能力—專業課程設計能力—交通設計綜合能力—專業拓展設計能力—創新設計能力等角度,針對不同內容、不同學習階段,建立明確的分層級的設計類課程專業能力培養目標。

(二)以實戰為導向分解內容模塊

要考慮設計標準規范、設計方案流程及設計的實施操作,基于不同層級培養目標對專業知識面深度與廣度的側重,根據實際工程設計案例的復雜程度,在教材的編寫過程中邀請工程設計類工作人員全程參與,對教材內容進行從基礎設計能力到創新設計能力的層級模塊化編排;同時進行設計類課程的核心問題解讀,明確不同設計目標前提下的“問題分析—設計基本原理—設計方法—設計依據—技術流程—設計應用軟件”的模塊化設計單元,建立面向實戰操作的教材內容體系架構。

(三)研究核心詞匯語言的表達方式

通過分析不同交通設計工程項目的設計內容,結合交通工程專業設計類課程所需專業知識、規范要求,確定設計內容質量要求的底線邊界,制定交通工程專業設計類教材的質量標準,匯總設計類課程的專業術語核心詞匯、措施需滿足程度標準(嚴格程度)的核心詞匯及專業含義相近詞匯的語言表達,進行專業規范性、生動準確性、前后統一性及邏輯順暢性的統一、同一確定,探索交通工程設計類教材核心詞匯語言表達方式。

(四)研究知識多樣化的表現手法

以基礎設計能力模塊、綜合設計能力模塊及拓展設計能力培養為目標,從縱向上構建從單元—模塊—平臺的模塊化設計類課程教學模式;從橫向上提出課堂教學—網絡教學—師生互動—課外實踐—專家講座—企業參與等多元化教學模式,確定不同階段、模塊與設計能力培養目標之間的支撐關系;深入理解微課、慕課、“互聯網+”以及翻轉課堂、案例教學、課題主導等教學手段和方法,針對設計類課程各個教學階段和模塊,分析其在交通設計類課程教學中的適用性和優缺點,堅持以學生為中心,教師為導引的教學方向,充分考慮設計類課程教學的不同階段和不同模塊采取不同的教學方法,以此為基礎,確定適合不同層級目標的多樣化教材知識表達手法;考慮文字闡述、視頻案例、圖紙設計、應用互動等,確定教學不同設計內容模塊的合適表現手法,注重多元化資源共享[10],教材應包括二維碼、flash動畫、視頻資料、工程設計圖紙等鏈接,增加設計類教材知識表現手法及豐富教材的針對性可讀性。

(五)教材“編寫—修訂—再版”全過程動態監測評估

考慮用人單位需求、專業發展及教材使用者特征,在教材編寫過程中,應確定工程實踐人員、工程管理者、教師及學生的參與節點,分析教材設計內容變化、工程規范變化、表達方式更改、新型設計方法及軟件的出現和專業需求變化等對教材要求的變化程度,建議通過調研國內外高校設計類教材、查閱國內外以設計能力為導向的教育教學改革模式,制定教材設計知識框架系統性、教材內容專業性前沿性、教材知識表達形式多樣性等多個維度的設計類教材的評價指標,研究教材修編的時間節點、修編條件、再版節點及再版條件標準,確保教材在使用時具有較高的質量標準。

四、結語

充分考慮交通工程專業特征、個體本科生素養與資質差異和用人單位實際需求,提出通過層級化培養目標的制定及模塊化內容分解,既可滿足對學生基本能力培養的要求,又可達到對學生綜合設計能力的提升,同時兼顧對專業拓展設計、創新設計能力的培育;針對通工程設計類課程內容,提出了進行模塊分解的思路,在確定教材目錄大綱的基礎上,對標行業規范、設計流程及設計案例需求,建議通過邀請工程設計類人員全成參與教材建設,以適應用人單位對專業設計人才的需求,能夠滿足培養學生符合社會需求的要求;提出通過統一并規范核心技術要點的詞匯表達方式,確定教材用語,可讓本科生更好地接受、學習和提升專業設計能力,同時又保障標準及行業對設計方案的質量要求;提出通過實際案例的設計類教材知識多樣化表現手法,最終實現基于“層級目標、專業實戰、多元資源”為特色的交通工程專業設計類課程高質量教材建設路徑。所提出的高質量教材建設路徑有助于本科生接受、學習和提升專業設計能力,促進高質量教材的建設,以更好地發揮交通工程專業服務經濟社會領域的推動作用。