以能力培养为导向的《交通管理与控制》课程教学研究

梁子君，肖赟

（合肥学院 城市建设与交通学院，安徽 合肥）

一 引言

《交通管理与控制》是交通专业本科的主干课程，经过课程建设、课程评估、教学改革，已建设成为优质核心课程，其具有高政策性、强技术性、多实践性、大综合性等特点[1]。《交通管理与控制》课程课堂教学过程中，重点教学内容是人、车、路和交通环境的协调管理和控制有关的理论、步骤、方法、手段等，课程内容包含大量的基本概念及先进控制技术的应用[2]。然而知识不等于能力，有了知识不一定就代表有了能力，只有把知识灵活运用到实践中，使知识变成能力才有用[3]。而交通人才培养的一个重要任务就是使学生能够面向交通实际，加强实践教学，培养学生交通工程实践能力和创新能力，防止理论脱离实际，是该课程教学理念的核心[4]。实践教学是培养学生应用能力和创新能力的重要手段，基于《交通管理与控制》的教学特点，在实施实践教学的过程中必须树立开放意识，以社会需求为导向，以实现人才培养目标为核心，构建完善的实践性教学环节内容体系[5]。

大学生能力培养是目前教学研究的重点，大学生的创新能力[6]、毕业设计能力[7]、职业关键能力[8]和职业岗位能力[9]培养对大学生的成才与就业起到关键性的作用。为此，本文结合《交通管理与控制》课程教学，提出以能力培养为导向的教学方法，以交通管理与控制工程设计项目为载体，把学生作为项目主体充分融入到项目研究的全过程，以培养学生解决实际问题的专业技能为导向，实现学生预期培养目标和实际项目的人才需求相统一，从而使学生毕业后能更好地服务于城市智能交通领域。

二 当前教学的能力培养差距

（一） 过于偏重理论学习

《交通管理与控制》是一门面向工程应用且具有很强实践性的学科，而目前的教学中，由于缺乏工程应用背景较强的师资队伍和实际数据资源，主要注重书本上各种理论和方法的讲授，对如何结合实际道路交通数据分析的实际问题、如何结合实际项目案例应用交通渠化设计、多元数据采集与分析、合理化交通信号配时、多模式交通控制以及动态交通仿真模型评估等技术手段和方法解决问题的讨论较少，所需信号配时设计工具、交通仿真软件、交通信号机设备的操作和使用涉及较少。

（二） 教学活动互相之间缺乏联系

《交通管理与控制》的知识体系具有非常强的系统性，并且其基本方法和理念也非常重 视系统性的管理与控制，这就对其实践环节的教学活动提出了更高的要求，需要各个教学活 动密切联系。在这一方面我们明显准备不足，目前交通工程专业的学生入学后的专业定位、专业学习、认知实习、第二课堂、毕业设计以及就业选择等各个教学环节存在较严重的脱节现象，大部分学生毕业后不清楚自己的就业方向，这与我们的专业培养没有形成特色主线有很大关系，教学活动的各个环节关联性不强，学生没有掌握真正的就业技能。

（三） 课程考核结果导向单一

目前《交通管理与控制》的考核模式是以“分数结果”导向为主，即由期末考试卷面成绩和平时成绩构成，这个考核过程仅以学生的卷面答题分数评定为课程通过的考核依据，并未将学生的课程设计、实验课结合起来进行综合评定，而配套的课程设计往往与实际结合不够紧密，对学生的能力培养不起关键作用，因此学生所需的实践动手能力并未完全体现在课程的考核范畴。

三 课程教学改革思路

（1）在《交通管理与控制》的课程教学方法研究中，应转变教学思想，授课老师不再是单纯的授课角色，更应加强学习和学生互动，可以充分结合实际应用需求争取更多的“产、学、研”合作项目，以项目需求为驱动，以解决实际问题为导向，与学生共同开展教学研究，突出其工程应用所需掌握的知识，适当增加实践案例分析和实践环节的教学比重。使学生在课堂上获取的基础理论知识付诸于实践，真正理解和掌握理论的精髓和内涵，形成扎实的专业素养和技能手段。

（2）在《交通管理与控制》的课程教学方法改革中，更应注重各个教学活动之间的密切联系，通过加大第二课堂课题和实际工程项目的驱动，努力做到以下四个方面：课外实践项目与课堂授课相结合；第二课堂（如参加大学生交通科技大赛）与专业理论学习相结合；专业软、硬件工具（如交通仿真软件、交通信号机设备）使用与交通实际问题分析相结合；教学及实训基地与学生就业相结合，使学生优先服务于地方知名的智能交通企、事业单位。

（3）在《交通管理与控制》的课程教学考核改革中，应把期末考试、课程设计、实验课成绩结合考虑，对学生的基础理论学习和专业知识的实践应用能力进行综合评定，在成绩构成比例上，不再单纯以期末考试为主导，课程设计和实验课成绩占比更应占主要地位，以促进学生从单纯的课本学习转向实际工程项目设计的能力学习转变。

四 以能力培养为导向的课程教学研究

（一） 教学理念转变

一方面采用以能力培养为导向的教学方法，以大学生在交通管理与控制领域的第二课堂和“产、学、研”合作等实际项目为载体，充分调动学生的主观能动性，以学生作为项目主体，充分融入交通管理与控制项目研究的全过程，从交通问题分析、交通控制目标、策略、方案设计、交通仿真、方案评价、项目实施到项目后评价等培养学生解决实际问题的专业技能；另一方面在学生能力培养的过程中，通过建立“产、学、研”合作基地，突破学校资源的局限性，整合智能交通企事业单位、交警等政府部门的各类系统设备与数据资源，形成开放式的教学资源共享系统，在此基础上进一步明确学生培养目标和定位，形成特色鲜明的主线服务于学生的理论学习、认知实习、毕业设计和就业选择等各个环节。

（二） 教学内容研究

（1）基于设计能力培养的教学内容和方法研究

研究基于设计能力培养的教学内容和方法，其核心思想是“以教师为指导，以学生学习为中心，发挥学生主观能动性，加强教师学生互动性”的教学理念。在此思想指导下，根据《交通管理与控制》课程特点精心设计教学过程、内容、案例、项目等。将整门课程的讲授过程融入一个实际工程设计项目中，根据课程的固有特点、知识要点、掌握重点、内容难点等，将实际项目进行设计任务细化，在此基础上完成教学方案设计，明确每节课所需完成的项目任务，保证课程结束的同时完成项目既定的设计任务。使学生在每个项目任务环节中培养项目的完成能力，提升学生综合实践素质的同时加深学生对基础理论知识的掌握。最后将上述教学内容考核合理分配在期末考试、课程设计与实验课成绩综合测评中，使学生所学业务技能能够在考核中得到进一步加深和巩固。

（2）基于工具使用能力驱动的创新课程建设

在《交通管理与控制》实践环节的内容安排上，结合学校模块化课程建设要求，开设《交通控制仿真实习和上机操作》等创新课程建设，强化微观交通仿真软件、交通信号配时设计工具、交通信号控制设备的操作和使用，如当前行业常用的交通信号配时软件Synchro、微观交通仿真软件VISSIM以及交通信号机设备等，以此为专业工具开展交通信号控制方案设计、交通仿真评估和交通信号机设备方案下达等闭环实施应用，通过微观交通仿真和实际设备操作实践，复习和巩固交通管理与控制、交通设计和交通工程等相关课程的理论知识，使学生形成能够真正服务于地方应用需求的综合专业技能。

（3）基于能力驱动的实习与实验平台建设

一方面充分利用学校已经具备的先进实验室平台，特别是交通信号控制与仿真实验室拥有的智能型交通信号控制机以及用于显示交通信号联动控制的“大屏板”，结合实际第二课堂活动和工程项目充分利用这些设备，培育学生在交通控制方面的专业技能；另一方面以“产、学、研”校企合作项目拉动企业投资和政府数据资源，通过与企业共建校内、外的教学及实训基地平台，进一步扩大和完善现有实验室建设和数据资源，使学生能够随时根据实践需求，通过与行业紧密结合的实验室平台与数据资源开展应用研究，营造良好的“教”与“研”紧密结合的学习氛围。

（三） 预期效果

（1）通过将实际工程设计或科研项目融入《交通管理与控制》的课堂教学中，结合实际项目的视频、照片或数据库数据资源，使学生充分了解和掌握课程内容的实际应用场景和工程设计方法，全面强化学生面向实际工程应用问题的处理能力；

（2）通过将实际工程设计或科研项目所需的软硬件工具应用到《交通管理与控制》的课堂教学中，使学生在课程设计、实验课和第二课堂活动中提前熟练掌握行业常用的软、硬件设备，并在教师的指导下顺利完成工程项目所分解的设计任务，全面提升学生面向实际工程项目的动手实践能力；

（3）通过建立的“产、学、研”合作基地和获取的工程项目，为学生提供稳定的工程实践机会和就业渠道，学生尽早明确行业应用需求和自己的就业方向，并结合交通管理与控制的课程设计、第二课堂活动和毕业设计课题提前做好就业技能学习准备，采用定向培养的方式使学生获得良好的职业规划和稳定的就业渠道。

五 课程教学与设计案例

（一） 工程项目教学资源

《交通管理与控制》的课程教学中，合肥学院城市建设与交通学院通过与芜湖市交通警察支队建立“产、学、研”合作关系，一方面为芜湖市交通优化设计提供咨询服务，另一方面可以获取工程项目设计资源，如交叉口几何尺寸、视频监控以及微波雷达采集的流量数据等。这些工程项目设计的数据资源一方面可以在课堂教学中进行分析和讨论，另一方面可以进一步作为学生的课程设计以及毕业设计课题，使学生在整个教学环节中循序渐进地学习城市交通管理与控制的理论知识，掌握专业技能，并在毕业就业时更好地契合交通管理政府部门或智能交通企业的相关工作岗位需求。如芜湖市北京路与黄山路交叉口，是X型畸形交叉口，其地理位置如图1所示，获取的交叉口视频监控如图2所示。

（二） 工程项目教学设计

（1）交叉口现状调查与分析

结合交叉口几何尺寸、视频监控资源，学生采用微波雷达检测器和视频监控人工计数的方式分别统计并校对交叉口的高峰小时设计流量，见表1所列。使用电子测距仪等测量工具完成交叉口相关尺寸测量，采用CAD软件按照设计规范完成交叉口渠化平面图绘制，如图3所示，并与现状交叉口几何尺寸以及渠化标线进行校对。在此基础上进一步分析交叉口存在的问题，如进出口车道通行能力不匹配、非机动车通行空间狭小、进出口车道机动车与非机动车交织通行、交叉口通行距离过长等。

表1 高峰小时实测流量表

图1 芜湖市北京路与黄山路交叉口地理位置

图2 芜湖市北京路与黄山路交叉口视频监控

图3 芜湖市北京路与黄山路交叉口现状渠化测绘图

（2）交叉口优化设计

根据交叉口存在的交通问题，对交叉口进行渠化和信号配时优化设计。如进出口车道通行能力匹配设计，非机动车通行空间设计，车辆待行区以及内部交通导流线的设计，并说明相关交通标线的设计标准，交叉口优化设计平面图如图4所示。在此基础上，采用信号配时软件工具完成交通信号配时优化设计，如信号相位设计、信号配时计算和非机动车与行人清空时间设计等。

（3）交通仿真建模与评估

最后，学生根据优化前后的交叉口渠化平面图和信号控制方案，在已核对交通流量数据的基础上进一步采用德国VISSIM交通仿真软件完成交叉口仿真建模，如图5所示。并对现状与优化以后的数据结果进行处理分析，对优化后的结果进行定量评价，如图6所示。

图4 芜湖市北京路与黄山路交叉口渠化优化设计平面图

图5 交叉口优化前后的仿真建模

图6 优化结果定量评价

（三） 教学效果

通过实际工程设计项目使学生身临其境地面向实际交通设计难题，理解一线设计需求并掌握实际设计工作所需的数据与软、硬件工具。通过课堂教学、课程设计和毕业设计紧扣环节不断加深巩固所学的专业技能，最终使得学生在毕业时能够胜任交通管理与控制岗位的工作，从而达到地方应用型高校人才培养的目标，能够更好地服务于行业应用需求。

六 结语

本文结合《交通管理与控制》课程提出以能力培养为导向的课程教学方法，主要解决目前《交通管理与控制》课程偏理论学习、缺少实践技能传授、各教学环节缺乏有效联系、学生培养定位缺乏特色、培养目标主线不清晰等问题，以最终达到基础理论教学和工程项目实践相结合的目的，实现学生预期培养目标和行业能力需求相统一，从而使学生更好地服务于城市智能交通管理与控制的应用需求。