强化交通调查的交通流理论与仿真教学研究

　　[摘 要]交通调查在交通流理论与仿真课程中具有举足轻重的作用。针对交通调查涉及面广、直观可操作、系统性强、实践性强等特点，提出强化交通调查的交通流理论与仿真课程改革思路。考虑学生学习的心理特点和规律，首先对交通流理论与仿真课程的核心知识点进行系统梳理，其次设计交通调查方案示意图、获取实地调查影像图和交通仿真数据采集图，然后借助视频编辑软件制作适合课堂教学的交通调查视频剪辑影片，最后设计强化交通调查的交通流理论与仿真课程教学内容与方案，并形成多媒体教学课件。新教学方案有助于学生直观感受与充分重视交通调查，并在实践中深刻理解核心知识点与理论方法，从而激发学生的学习兴趣、促使其主动思考。该方案对于培养学生理论联系实际的能力具有重要作用与推广价值，能有效提高学生提出问题、分析问题和解决问题的能力。
　　[关键词]教学改革;课程改革;课堂教学;交通流理论;交通仿真;交通调查
　　[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）03-0050-03
　　高等教育是建立在中等教育基础上的专业教育，承担着培养高级专门人才、促进科技文化发展和社会主义现代化建设的重要任务。为了适应社会、经济发展需要，我校于2007年在本科教育阶段设立交通工程专业，并开始招生。交通工程专业培养具备交通系统规划、控制与管理以及道路桥梁工程技术等方面知识，能在勘察规划、交通管理、道路工程技术和管理等部门从事交通运输规划、交通工程设计、施工和管理、交通控制系统开发等方面工作的高级工程技术人才，具有很强的应用性和实践性。
　　我校交通工程专业2007级本科培养方案是参考几所兄弟院校交通工程专业的本科培养方案而制定的。作为我校的一个新专业，直至2012年，交通工程专业每年都进行常规的本科培养方案修订工作，所以其每个年级的培养方案都略有不同。例如，2008級和2009级的培养方案中开设了交通系统仿真课程，其为专业必修课，共32学时，开课时间为三年级第二学期;2010级和2011级的培养方案中开设了交通流理论课程，其为专业必修课，共32学时，开课时间为三年级第二学期。
　　2012年，我校启动并实施了全校各个本科专业培养方案的全面修订工作。根据全校本科专业培养方案修订工作的总体要求，在通识课与公共基础课程、大类与专业基础课程培养方案修订稿的基础上，交通运输学院对交通工程专业本科培养方案中的专业基础课、专业课程和专业实践课进行了全面修订。在培养方案修订过程中，我院全体教师进行了认真分析与讨论，确定了我校交通工程专业的培养目标、培养模式以及课程体系。考虑到各门课程教学内容之间的相关关系以及知识点的内在逻辑关系，在新的培养方案中，原先设置的交通流理论与交通系统仿真被合并为交通流理论与仿真，该课程为专业必修课，共32学时，开课学期提前至二年级第二学期。
　　一、课程定位与问题提出
　　交通流理论与仿真是交通工程专业的基础课，是交通工程专业本科生的必修课，是培养交通工程专业人才的主干课程之一，在交通工程专业的授课计划中具有举足轻重的地位。通过本课程的学习，学生应该熟练掌握交通流参数的基本含义与调查方法、交通流参数之间的关系模型以及再现交通流运行规律的仿真原理与手段，能够综合运用所学知识分析和解决交通流仿真与评价等相关方面的具体问题。该课程着重介绍描述与再现交通流现象、特征与规律的原理与方法。无论是交通流参数的统计分布还是交通流参数的关系模型，都离不开科学、严谨的交通调查所获得的样本数据。“没有调查就没有发言权”，这一特点在交通流理论与仿真中显得尤为突出。
　　2014年，我们面向2012级本科生第一次开设交通流理论与仿真。如前所述，该课程由交通流理论与交通系统仿真合并而成，而且授课学期提前了一学年，课程面临着大幅压缩学时的问题。如何使新课程系统、全面地涵盖原有课程的基本内容和核心内容是值得思考的问题。因此，有必要对该课程的教学内容与方法进行深入改革和创新。
　　目前，大多数介绍交通流理论的书籍主要参考了美国联邦公路局出版的《交通流理论专著》[1-3]，该专著的最后一章简要介绍了交通仿真。对于初学者来说，理解这些书籍所讲的内容比较困难。虽然书中强调交通调查在交通流分析与建模中非常重要，但是有关交通调查的介绍比较抽象，而且一些调查仪器随着科学技术的发展逐渐被淘汰。
　　另一方面，大多数介绍交通仿真的书籍着眼于系统仿真与建模技术在交通流现象描述中的应用以及交通仿真软件的使用[4-5]。这些书籍较少关注交通调查数据的获取方法。
　　从指导本科生参加交通科技大赛或创新性实验项目，以及指导研究生从事科学研究的经历和经验来看，学生对交通现象的直观认识和深刻理解影响并决定着他们分析问题和解决问题的正确性和科学性。要对交通现象有直观认识和深刻的理解，离不开交通调查。由此可见，如何进行交通调查、如何获得交通调查数据对于学生理解交通流参数的概念、统计分布及其关系模型以及交通参与者的行为特性都具有重要的作用，其同时也有助于学生理解交通仿真原理并正确地使用交通仿真软件。因此，在交通流理论与仿真课程中应该强化交通调查的内容与方法这部分的教学。
　　随着计算机技术与智能移动终端设备的发展，数码照相机、数码摄像机、智能手机、掌上电脑等设备的使用非常普及。这些设备的运用让现代大学生的学习态度、方式与方法发生了深刻的变化。从科研经验来看，这些设备都可用于交通调查，为交通调查服务。
　　鉴于以上理由，课题组提出强化交通调查的交通流理论与仿真课程改革思路，在梳理核心知识点体系的基础上，使用智能移动终端设备与计算机软件收集和整理交通调查资料，并制作适合课堂教学的交通调查方案设计图和视频剪辑影片，根据教学内容的逻辑关系串联有关交通调查的数据和资料，最终形成一套强化交通调查的交通流理论与仿真多媒体教学课件。

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