“预期学习结果”驱动体系在交通工程专业设计类课程中的应用

吴立，黄中祥

(长沙理工大学 交通运输工程学院，长沙　410114)



“预期学习结果”驱动体系在交通工程专业设计类课程中的应用

(长沙理工大学 交通运输工程学院，长沙410114)

摘要：基于CDIO，提出以“预期学习结果”为目标，从三个重点层面，具体到四个教学环节进行总体设计，从“基于教材的教学”转向“基于预期学习结果的教学”，构建预期学习结果、反向教学设计、持续的学习结果评测三位一体的教学驱动体系，并在交通工程专业设计类课程教学改革与优化中予以应用和实践。

关键词：CDIO；预期学习结果；交通工程；反向设计；驱动体系

近几年来，在国内的高等教育改革和实践中，CDIO工程教育模式得到了逐步应用[1]。CDIO 工程教育理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念，更重要的是系统全面地提出了具有可操作性的12条标准[2]。但CDIO模式不应是固定的一成不变的模式，应根据社会的多样化需求、根据学校的定位和特色、根据学生的特点灵活构建。

交通工程专业是一门相对较年轻的学科，其将人、车、路、环境等综合到一个复杂的大系统中加以研究，所涉及知识密集、交叉性质突出、实践性很强，专业发展速度较快，为国民经济和社会发展提供了重要的支撑[3]。目前，我校交通工程专业开设的设计类课程有：道路勘测设计、路基路面设计、交通工程设施设计、交通设计、城市停车规划与设计、城市立交规划与设计等。这些设计类课程与交通工程专业其它课程联系紧密，与相关专业本科毕业生实际工作相关性十分密切，是理论基础面广、实践性很强的专业课程群。CDIO模式对传统的交通工程专业教育是一个冲击，需要我们重新去思考一个交通工程师在社会中的角色和功能[4]。在课程教学中，怎么样才能取得知识教育和能力培养双重效果，凸显课程特色，真正意义上加强交通工程专业学生的工程实践能力、问题分析及决策能力、涉及团队协作与沟通能力的工程职业素质等方面的培养。基于此，提出以“预期学习结果”为目标，灵活构建以CDIO为理念的预期学习结果驱动体系，在交通工程专业设计类课程改革与优化中予以实施的具体化。

1驱动体系总体设计

“凡事预则立，不预则废”。课程教学中进行教学设计，其目的是为了避免教学实施的随意性，从而实现有效教学的理想状态。但现实的情况是，教师在教学设计时常常把思维的重心定位于“怎么教”，而忽视了“学什么”和“学得怎样”这两个关键的问题。正因为如此，许多日常的课堂教学从“计划性不强导致的无效”走向另一种形式的“有计划的无效或低效”。因此，如何实现教学的有效性成为课程教学的关键性问题。基于此，本次研究依据课程培养目标和教学大纲，标准化课堂知识点需要达到的预期学习效果，从“基于教材的教学”转向“基于预期学习结果的教学”，并强调学习效果持续的跟踪机制建设，旨在构建预期学习结果、反向教学设计、持续的学习结果评测三位一体的教学驱动体系。

交通工程专业设计类课程涵盖了交通领域内的道路设计、交通管理与控制、交通安全、交通调查、交通设计、交通工程设施等基础理论，是全面掌握交通工程设计知识结构的综合性课程，课程信息量大，涉及面广，这就对教学设计的选择提出了更高的要求[5]。基于CDIO理念，着重从三个重点层面，具体到四个教学环节进行总体设计。三个重点层面：①基于《CDIO能力大纲》，重新定义学生需要培养的专业素质，制定课程教学目标；②围绕课程教学目标中的“预期学习成果”反向设计教学内容、教学方法、实践教学等；③重视学生的学习过程中的持续测评和评估反馈工作。四个教学环节：从课程教学目标设计、课堂教学反向设计、实践教学及学生自主学习反向设计、考核与评价设计四个方面进行各个环节工作的探讨。

“预期学习结果”驱动体系总体设计如图1所示。

图1　“预期学习结果”驱动体系总体设计

2预期学习结果构建

课程层面的“预期学习成果”对整体教学执行影响很大。预期学习结果不能太笼统，而应该分解成具有可衡量性、导向性、有逻辑关系，有专业特点的指标点。可衡量性体现在两方面：一方面，教师在课堂上可观察、可教学、教学效果可检测、可考核、可评价；另一方面，学生在作业、试卷、报告、论文等学习成果中可表达。导向性指细分的指标点应该明确对学生的期望，指导学生如何做，做什么，也能够指导教师如何教，如何检测、如何评价。逻辑性，指内在逻辑关系，即解决问题的步骤、逻辑分析、组织表达等。

根据长沙理工大学的道路桥梁优势学科背景，基于《CDIO能力大纲》[6]，重新定义了学生在设计类课程中需要培养的专业素质，主要包括工程知识、问题分析和设计/开发解决方案、研究、使用现代工具等几个方面。

以《交通工程设施设计》课程为例，预期学习结果细分表如下所示：

表1　预期学习结果细分表

3反向教学设计

3.1课堂教学

以“预期学习结果”集合驱动课堂教学方法的设计，首先需要针对知识点，明确该内容应该达到的预期学习结果，同时，教师在教学实施方案中应明确课堂教学中各教学目标获得的途径，即反向设计教学方法、教学组织和教学素材等。

交通工程专业设计类课程主要从课堂教学方法、教学组织及教学素材及网络教学平台建设三个方面将基于项目的学习、基于问题的学习、探究式学习、科研教研融合学习、案例教学、实习与实践等多种方法融入课堂教学设计中，以此达到预期学习结果[7]。以《交通工程设施设计》课程第三章内容为例，课堂教学反向设计如表2 所示。从表中可以看出，教学目标的确定后，在教学方法和教学组织上教师将更为明确，确保学生能达成教学目标。

表2　课程内容及预期学习结果课堂教学反向设计表

3.2实践教学及自主学习

交通工程专业设计类课程涉及的理论基础面广，而实践性非常强，仅靠课堂授课是远远不能覆盖所有内容，也不能达到预期学习效果。如何帮助学生掌握面向实际交通系统，进行核心问题研究和分析、基本工程方案设计和决策方案优化的基本技能，以及基于CDIO理念的团队协作和工程素质的培养是本环节的核心。而学生的自主学习任务结合课程的内容和学生的自身特点，主要包括课后相关书籍、论文、规范、研究报告等的阅读、相关文献资料的搜素以及与实践教学结合的针对问题的调查、综合信息获取等工作。

我校交通工程专业课程实践教学主要通过开设相关课程设计、实验上机、组织调查实习、现场教学等方式，实践内容就近以周边主要道路为目标，一般通过小组划分，组员合作调查，具体对象独立分析等模式开展工作。该教学环节要注重培养学生的独立思考能力，能从道路功能要求出发，制定设计方案，熟悉和了解相关标准规范，使学生初步掌握相关设计的主要过程，达到设计/开发解决方案、使用现代工具等主要教学目标。

需要强调的是，在相关的课程教学改革与优化中，基于CDIO毕业要求的规定及预期的学习结果，实践环节教学目标在原有基础上提出了更高的要求，以《交通工程设施设计》课程为例，除了能够确定设计数据调查方案，通过信息综合及数据分析，选择合适的道路辅助设计工具对区域进行交通工程设施的合理设计之外，还需要学生在设计数据调查过程中，能够与小组成员保持协调与合作，正确发挥个人作用和团队力量，培养团队精神；在方案设计过程中，要基于路网、道路功能整体分析获取最优的设计方案，对交通工程复杂技术工程问题，能够结合运用VISSIM等现代工具进行预测与模拟。基于此目标，教师在设计任务布置时应针对性的予以考虑，比如小组的划分，考虑复杂性交通工程问题的体现而进行设计对象的调整等等。

4学习监测以及评估反馈机制设计

基于预期学习结果的集合驱动体系的有效机制保障是要求在课程教学过程中，对学生进行持续的学习监测以及及时的评估反馈。基于此，首先构建了相关的问卷调整，以“交通工程设施设计课程调查问卷”为例，问卷包含17个题目，其中13个选择，4个问题，主要涉及到课程的满意程度、教学环境喜好、教学资源喜好、与教师交流意愿、课程期望、学习困惑、建议意见等各个方面。此次发放问卷61份，收回有效问卷58份，从问卷调查结果所反映的主要结论有以下几个方面：①学生在课程延伸的实际工程项目拓展知识方面有强烈的愿望，同时，因为找工作和考研影响，在提升自己团队合作、人际沟通等综合能力方面也有迫切需求；②在学习过程中，受影响的主要原因是找工作考研压力大和缺乏有效的学习过程评价监督体系；③希望通过QQ微信等方式与教师或其他同学在线交流；④比较认同课堂讲授和网络学习相结合的学习方式；⑤学习过程中，比较喜欢与课程内容相关的视音频资料和与工程实际相关的研究报告等。

通过分析调查问卷，也进一步明确了设计类课程改革和优化的两个方面：一方面，需加强课程网络课堂的建设，提供更多更丰富的与工程实践联系的教学资源，并加强与学生的互动性。包括建立微课堂等创新的移动教学平台，实现随时随地学习、检测、交流互动；另一方面，加强课程学习过程中的检测和评估机制建设，建立期中测试、随堂测试、课后在线讨论、课堂分组讨论表现、实践环节综合评定等等。

在实践环节综合评定方面，特别强调团队合作与协调能力的培养，主要通过实践环节成绩评定中加入15%的评定权重，衡量在设计任务完成过程中，学生体现出的人际团队能力和工程素养，考核通过实践环节中各小组团队各成员的任务分工、任务完成的内容及效果，以及小组负责人和组员之间的相互评价等方面综合评定。指导教师在实践环节中通过不定期跟踪和检查，了解学生在团队协作中发挥的作用、实践任务的完成效果以及学生实际的操作及应用能力水平，从而对学生真正掌握的程度做出更为合理的判断。

5结语

交通工程专业是一门正在蓬勃发展的学科，设计类课程是学科体系中必不可少的部分，与交通工程专业其它课程联系紧密，与相关专业本科毕业生实际工作相关性十分密切。研究以“预期学习结果”集合驱动，从教学方法、实践环节和课程评价及考核等方面探讨取得知识教育、个人能力、工程素质培养多重效果的一体化的CDIO模式的应用，从“基于教材的教学”转向“基于预期学习结果的教学”， 围绕课程教学目标中的“预期学习成果”进行反向设计，真正意义上加强交通工程专业学生的工程实践能力、问题分析及决策能力、涉及团队协作与沟通能力的工程职业素质等方面的培养，在2012、2013级交通工程专业班级进行了教学实践和应用, 取得了较好的教学效果。

参考文献：

[1]Crawley E.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M]．顾佩华,译．北京：高等教育出版社,2009．

[2]顾佩华．CDIO大纲与标准[M]．汕头：汕头大学出版社,2008．

[3]沈文,任晓佳．交通工程本科专业特色探讨[J]．高教论坛, 2009,(3)：52-54．

[4]陈茜,陈峻,季彦婕．CDIO理念下“交通设计”课程教学模式探索[J]．东南大学学报:哲学社会科学版,2013,15(S1):149-151．

[5]张晋玉,张云鹏，马立杰，等．交通工程专业实践教学环节的改革与完善[J]．河北理工大学学报:社会科学版,2006，6(3)：138-140．

[6]查建中,徐文胜,顾学雍,等．从能力大纲到集成化课程体系设计的CDIO模式——北京交通大学创新教育实验区系列报告之一[J]．高等工程教育研究,2013,(2):10-23.

[7]马万经, 杨晓光．基于项目学习模式的交通设计课程教学改革探索[J]．理工高教研究，2010,29(3)：105-107．

Application of “Expected Learning Results" Drive System in the Traffic Engineering Design Courses

WU Li-xuan, HUANG Zhong-xiang

(School of Traffic and Transportation Engineering，Changsha University of Science & Technology，Changsha 410114,China)

Abstract:Based on CDIO, we puts forward the overall teaching design through the four teaching steps and three aspects with the “expected learning reults” as a goal. From “teaching based on teaching material” to “teaching based on expected learning results”, we establish the trinity teaching system about the expected learning results, reverse teaching design and continuous evaluation, which is applied in the reform and optimization of the traffic engineering specialty.

Key words:CDIO;expected learning results; traffic engineering;reverse design;drive syetem

收稿日期：2016-02-29

基金项目：2015年湖南省普通高等学校教学改革研究立项项目(JW-0823)

作者简介：吴立(1979-)，女，湖南长沙人，讲师，硕士，E-mail：83432651@qq.com。

中图分类号:G642

文献标识码：A

doi：10.3969/j.issn.1671-234X.2016.01.011

文章编号：1671-234X(2016)01-0051-05