交通流理论课程研究性教学模式探究

李新刚

摘要：本文基于交通流理论课程教学实践，从教师与学生角色转换、教学内容、教学方法和手段几个方面，详细阐述研究性教学模式。旨在提高研究生课程教学水平，保证研究生对基础理论和专业知识的扎实掌握，提高研究生的科研水平和创新能力，增强高校的研究生培养质量。

关键词：交通流理论;研究性教学;创新能力

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2015）25-0273-02

一、引言

统计数据显示，2014年我国研究生在校人数达到近180万人，招生61.1万人，毕业生51.4万人。我国研究生教育规模取得了长足的发展，但是研究生培养质量与国际先进水平相比还有较大差距。提高研究生教育水平，是增强高校的科研和创新能力的关键要素之一，对国家科技的发展水平具有较大影响。

课程教学是研究生培养中的关键环节，抓好研究生课程教学是提高研究生科研和创新能力的切入点[1]。研究生通过课程阶段的学习不仅能够获取基础理论和专业知识，而且可以在复杂深入的理论专业知识学习过程中激发学习动机，发挥潜在的高层次思维能力，辩证地、全方位地分析与探索复杂问题。研究性教学是指在教学过程中由教师创设一种类似科学研究的情境和途径，指导学生在独立的主动探索、主动思考、主动实践的研究过程中，吸收并应用知识、分析并解决问题，从而培养学生创造能力和创新精神，提高学生综合素质的一种教学模式[2]。在研究生课程教学中广泛采用研究性教学，从而增强研究生主动学习的积极性，培养科研实践与创新能力，是提升研究生教育水平的一个重要手段。

本文将研究生课程《交通流理论》作为教学实例，以研究性教学模式为主要研究对象，从教师与学生角色转换、教学内容、教学方法和手段这几个方面，详细阐述研究性教学模式。

二、交通流理论课程简介

交通流理论是运用数学、物理学的原理，以及计算机仿真模型描述交通流特性的一门边缘学科，是研究交通流随时间和空间变化规律的模型和方法体系，其目的是为了阐述交通现象形成的原理。交通流理论是解释交通现象、分析交通问题和提高交通系统效率的研究基础。

交通流理论这门课程作为交通工程学的基础理论，广泛应用于交通规划、交通控制、道路设施设计等研究领域，因此其对于交通运输工程相关专业的研究生来说，是一门重要的基础理论课程。研究生课程的培养目标主要是通过专业基础课的课堂教学，开发创新思维，提高综合素质，实现其自身全面协调可持续的科学发展，为其独立从事科学研究奠定基础。然而随着研究生招生数量的逐年递增，新入学研究生的专业背景存在很大差异，部分研究生缺少交通工程专业本科教育，这就要求在交通流理论课程教学的过程中既要注重研究生创新能力的培养，又要重视基础理论的讲授。在这种新形势下，必须最大程度地调动研究生学习的主动性，培养其主动学习能力，激发科研兴趣。基于此，特别制定了交通流理论课程以专题讨论为主的研究性教学模式。

三、研究性教学模式概述

对于专业基础课程，研究性教学是普遍接受的一种教学模式，然而对于研究性教学的内涵，并没有一致的解释。卢德馨[3]认为，研究性教学在于极大地引起学生对学科的兴趣，拓宽学生的视野，提高学生的学习积极性，注重知识传授的同时着力培养探索精神和创造能力。夏锦文[4]认为研究性教学是一种将教师研究性讲授与学生研究性学习、课内讲授与课外实践、依靠教材与广泛阅读、教师引导与学生自学有机结合并达到完整、和谐、统一的教学。

虽然对研究性教学内涵的解读不同，但是综合起来开展研究性教学实践，必须重视以下几个问题：（1）教师与学生角色的转变。教师应从一个知识的传授者、灌输者转变为学生探索知识和发现知识的组织者、指导者、帮助者和促进者。学生应主动探究问题，亲身体验科研的过程。（2）教学内容的转变。研究性教学课程的载体由特定的教材变成了面向实际问题的教学资料。全部课程划分为若干专题，教师讲授完一个专题之后，组织专题讨论，培养学生发现问题、解决问题能力。（3）教学方法的转变。研究性教学在教学方法的选择上融合最新的教学理念和教学形式，致力于实现学生的主体地位。创造条件引导学生通过自己的独立实验，积极探索科学原理的发现过程，在探究的过程中培养良好的学习方法和研究品质，培养实践能力、创新精神和创新能力。

四、交通流理论课程研究性教学模式实践

根据上述研究性教学的内涵以及研究性教学实践的重点，并结合交通流理论课程自身特点，几年来在研究生交通流理论课程中不断实践，总结出能够激发研究生科研兴趣，培养创新能力的教学模式。

（一）角色转变

教师由知识传授者向科研引导者的角色转换，研究生则从被动的知识接收者逐渐转变为科学研究的主体。在课堂教学中，教师在讲授专业知识的同时，要更多地培养研究生创新思维、思考方式、表达方式等，如对本领域现状的一些主流学派、学术观点进行介绍，并就现状提出若干问题，供研究生去思考、理解和判断，进而从中找到切入点，而不应该再去大量填鸭式的灌输知识。对于交通流理论模型，从建模方法上可以划分为连续流模型，车辆跟驰模型，元胞自动机模型。对于每一类模型都有自身的优点和缺点，在对模型特征阐述的同时，引导学生通过实践来检验模型的优缺点。可以重点阐述每一类模型的缺陷，鼓励学生面对这些缺陷，改进现有模型，从而激发研究生的研究兴趣，培养解决问题的能力。例如可以由基本图理论和三相交通流理论的争论出发，列举两种理论的基本观点，以及争论的焦点。利用争议性议题激发学生的研究兴趣，并鼓励学生对基本图理论和三相交通流理论展开深入研究，通过自身实践，验证两种理论的正确性，并组织相关的研讨，对议题充分讨论。教师在整个过程中提供相关素材，引导学生围绕议题开展研究，在讨论的过程中，可以发表一些建设性的意见。endprint

（二）教学内容

研究性教学流程以课堂讲授、专题讨论、实践的顺序展开。课程的载体由特定的教材变成了面向实际问题的教学资料。教师首先要对教学材料进行梳理和重新整合。学生用书要尽可能采用理论架构明晰、语言文字清晰、具有学科前瞻性的优质教材。同时要向学生推荐三四本阅读书籍，以及经典的学术论文，并在课堂讲授时，对教材内容有所取舍，通过专题的设计打破原教材的安排，将教材与阅读书籍的内容进行重新整合。

对于交通流理论这门课程，早期的教材有《Monograph on Traffic Flow Theory》、《交通流理论》。近些年来，随着交通流理论研究学者的增多，又陆续出版了《基于元胞自动机的交通系统建模与模拟》、《交通流理论与方法》、《现代交通流理论与应用（卷I）：高速公路交通流》。这些教材都可以作为交通流理论课程的参考资料。另外一些代表性的学术论文，都可以用来作为专题讨论的材料。根据交通流理论课程章节和重难点安排，对教学任务进行分解，划分为如下几个专题：①交通流基本参数;②车辆跟驰模型;③元胞自动机模型;④连续流模型;⑤基本图理论与三相交通流理论;⑥信号控制交叉口理论;⑦无信号控制交叉口理论。对于每一个专题，教师先讲授基本的概念、基本模型，然后布置专题讨论任务。学生课下完成专题讨论的相关准备工作，在课堂上进行汇报，其他同学广泛参与讨论。教师在讨论的过程中注重学生发现问题、解决问题等科研能力的培养。

（三）教学方法

根据研究性教学的内容合理制定科学的教学方法。课堂教学以专题讨论为主线，提前给定讨论主题，组织学生围绕主题进行小组讨论。在组织小组讨论的基础上，由小组成员推选报告者，在课堂上发表自己的见解，从而使该部分内容的知识传递不是通过教师的讲解来完成，而是由学生自己去发现所学内容的精髓。在课后要给学生留下有待进一步思考的问题，并尽量要求学生进行团队合作解决问题，通过课后的科研实践进一步巩固对知识点的掌握，有意识地培养学生的创新能力。

在交通流理论课程中，研究生以2～3人为一组进行划分，每个专题由2～3个小组负责专题讨论的主要任务。专题讨论围绕一篇学术论文展开，选择的学术论文要具有前瞻性，并且具有一定的扩展性，以便学生可以在论文的基础上开展后续的研究。专题讨论之后，教师要进行总结，对当前的研究热点问题进一步阐述。

在专题讨论的准备阶段，鼓励小组内人员协作完成相应的研究任务，一人负责研究背景、研究现状等资料的收集整理;一人负责模型部分，该部分或者是数学模型的推导，或者是仿真模型的建立;一人负责结果分析部分。最后，3人共同讨论总结论文的不足之处，能够进一步研究的方向。每一个小组都有一次专题汇报的机会，通过这样的训练，加深学生对交通流理论相关方向的认识，通过问题的发现、解决过程，增强学生在交通流理论研究方面的自信心，锻炼科学研究的能力。

五、结语

本文结合研究生交通流理论课程研究性教学实践，探讨了以课堂专题讨论为主的研究性教学模式。该模式的主要特点有：（1）教师由知识传授者向科研引导者的角色转换，研究生则从被动的知识接收者逐渐转变为科学研究的主体。（2）教学内容更加突出学生科研实践能力的培养。（3）教学方法以科研为导向，增强了研究生学习的主动性，以及科研的自信心。

参考文献：

[1]宗芳，李志瑶，唐斌.研究生课程教学方法研究[J].现代教育科学：高教研究，2014，（2）：129-131.

[2]刘伟忠.研究性教学中的难点与实施重点[J].中国高等教育，2006，（24）：36-37.

[3]卢德馨.关于研究型教学的进一步探讨[J].中国高等教育，2005，（21）：24-25.

[4]夏锦文，程晓樵.研究性教学的理论内涵与实践要求[J].中国大学教学，2009，（12）：25-28.endprint