張俊友　李思賢　王樹鳳

摘要：CDIO工程教育模式是以其教育理念和方法體系來指導(dǎo)工程教育培養(yǎng)模式的改革。本文結(jié)合實際項目，以交通仿真軟件TransCAD的實踐操作為例，將CDIO教學(xué)理念貫徹于整個教學(xué)過程，使得理論學(xué)習(xí)與實際應(yīng)用相結(jié)合，鍛煉了學(xué)生的實踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。

關(guān)鍵詞：CDIO理念；TransCAD；交通工程專業(yè)

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）30-0073-02

交通仿真技術(shù)運用交通領(lǐng)域的專業(yè)知識，以計算機為載體，對道路交通設(shè)計、交通管理、城市規(guī)劃等方案進行數(shù)字或圖形等方式的描繪，可以直觀地描述復(fù)雜的交通問題，已經(jīng)在交通工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。對交通專業(yè)的學(xué)生而言，熟練掌握交通仿真軟件將有助于增加對交通專業(yè)知識的理解，培養(yǎng)并訓(xùn)練其使用仿真軟件解決實際問題的能力。傳統(tǒng)教學(xué)理念中，理論知識一直是教學(xué)基礎(chǔ)，然而很多情況下，我們會落入片面強調(diào)理論的泥潭，本文將CDIO（Conceive Design Implement Operate）教育教學(xué)理念與交通仿真軟件教學(xué)工作充分結(jié)合，以TransCAD軟件在交通工程專業(yè)軟件課程中的實際應(yīng)用為例，使學(xué)科知識與工程項目完美結(jié)合，提高學(xué)生對專業(yè)理論知識的理解，同時培養(yǎng)其解決實際問題的能力。

一、CDIO工程教育模式介紹

CDIO教育模式是現(xiàn)代教育改革中的優(yōu)秀成果，它由構(gòu)思、設(shè)計、實踐、操作等四個環(huán)節(jié)組成。通過向?qū)W生提供案例，使其以組內(nèi)討論的方式構(gòu)思待研發(fā)項目，設(shè)計項目方案，按照工作計劃層層推進。最終，引導(dǎo)學(xué)生參與到實際項目中，在實踐中總結(jié)和提高，提前適應(yīng)市場，從而形成一套獨特的工程畢業(yè)生培養(yǎng)模式。

二、CDIO模式在教學(xué)實踐中的應(yīng)用

1.構(gòu)思性實踐（Conceive）階段在教學(xué)實踐中的應(yīng)用。構(gòu)思性實踐（Conceive）階段首先使學(xué)生熟悉TransCAD軟件的整體操作，結(jié)合交通規(guī)劃原理的基礎(chǔ)知識，充分理解交通需求預(yù)測模型四階段法（交通生成、交通分布、方式劃分、交通分配）的基本概念，同時要求學(xué)生對課程內(nèi)容有框架式的認知，并對待研發(fā)的項目有初步構(gòu)思。此階段主要教學(xué)思路是由教師提供當(dāng)前較典型的實際軟件案例以及已公開的項目實例，每個學(xué)生團隊挑選經(jīng)典案例進行分析、思考并探討案例中模型等概念如何體現(xiàn)，形成對軟件學(xué)習(xí)的基本認識，對未來工作量和工作內(nèi)容有大致的了解，同時加深對TransCAD軟件基本設(shè)計方法的理解，探究與項目工程對接的可行性。

2.設(shè)計性實踐（Design）階段在教學(xué)實踐中的應(yīng)用。設(shè)計性實踐（Design）階段要求學(xué)生團隊分工協(xié)作實現(xiàn)TransCAD軟件項目的學(xué)習(xí)，尤其是項目設(shè)計方案的確定。這一階段中，將建立點、線、面結(jié)合的立體教學(xué)思路。首先引入地圖中“層”的概念，了解“層”中的地圖要素屬性，如區(qū)域、路段和站點等。分別從點、線、面三個層次出發(fā)，形成網(wǎng)狀的知識體系，使學(xué)生易于理解的同時牢記各知識點。點層、線層和面層教授的內(nèi)容總結(jié)如下：點層——路網(wǎng)交匯點（路網(wǎng)交匯生成，無須創(chuàng)建，需要從默認的hidden狀態(tài)更改為show狀態(tài)）、小區(qū)質(zhì)心層（將小區(qū)質(zhì)心從點層selection選擇集篩選出來，為后續(xù)選擇質(zhì)心連桿做準備）；線層——路網(wǎng)層（創(chuàng)建初始路網(wǎng)：在TransCAD軟件中可分別通過即時繪制和導(dǎo)入現(xiàn)存文件兩種方法建立初始路網(wǎng)）、質(zhì)心連桿（是一段虛擬線段，把質(zhì)心點與路段相連，作為小區(qū)間的交通出行的通道，又稱shortest path）；面層——小區(qū)層（根據(jù)項目的特點，按照行政區(qū)劃、土地利用性質(zhì)、交通性質(zhì)、人口規(guī)模等將項目及其鄰近區(qū)域劃分為若干）。

3.實現(xiàn)性實踐（Implement）階段在教學(xué)實踐中的應(yīng)用。在實現(xiàn)性實踐（Implement）階段，學(xué)生團隊進行分工協(xié)作，定期根據(jù)項目實施計劃進行項目檢查以及階段性匯報。本階段的重點，是對數(shù)據(jù)的輸入和校對，以保證仿真結(jié)果的準確性和可靠性。通過實際調(diào)研和查閱資料，掌握小區(qū)人口、GDP、各小區(qū)基礎(chǔ)年的發(fā)生量和吸引量，錄入各路段的ID號、長度、流量、行駛時間、V/C、各區(qū)的ID號、面積及小區(qū)質(zhì)心，為四階段操作做數(shù)據(jù)準備。隨后建立規(guī)劃區(qū)域路網(wǎng)，添加路段屬性（高速公路、城市快速路、各干路及支路、質(zhì)心連桿等）、設(shè)計速度、時間等。學(xué)生需對前期的數(shù)據(jù)搜索階段進行總結(jié)，采用交通需求預(yù)測模型的四階段法，結(jié)合城市總體規(guī)劃及路網(wǎng)規(guī)劃，參照各地區(qū)交通發(fā)展報告等，進行出行方式劃分，預(yù)測出未來5年、10年至30年的機動車出行量，最后生成OD矩陣和主題圖。

4.運作性實踐（Operation）階段在教學(xué)實踐中的應(yīng)用。運作性實踐（Operation）階段，學(xué)生將設(shè)計出的模型進行具體應(yīng)用。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)錄入完成后，結(jié)合具體項目要求建立模擬應(yīng)用環(huán)境，實施模擬應(yīng)用。所有項目完成后由教師和組織項目的設(shè)計團體（如設(shè)計院、設(shè)計分公司等）實施項目成果的評價、交流和總結(jié)。此環(huán)節(jié)是整個CDIO工程教育理念中最難的部分，同時也是對提高學(xué)生實踐能力最有幫助的部分。通過與市場接觸，增加學(xué)生在實操方面的經(jīng)驗，夯實基礎(chǔ)，以更好地適應(yīng)今后的工作。

三、CDIO模式在考核形式中的探討

以小組為單元，對一個現(xiàn)實的交通問題擬成待評估項目，建立綜合實踐課考核模式。首先老師將各個項目操作階段的分工進行枚舉，按照工作量和工作難度進行分數(shù)劃定，將小組內(nèi)所有學(xué)生的分工進行統(tǒng)計，防止部分學(xué)生“蒙混過關(guān)”的情況。在各個階段，對學(xué)生的操作能力、匯報能力和合作能力進行評估。除了在形式上的區(qū)別之外，在考核內(nèi)容上傳統(tǒng)模式與CDIO模式有很大區(qū)別，新型模式下的考核由注重課本理論知識的傳統(tǒng)考試模式向知識+能力+素質(zhì)的綜合考核模式轉(zhuǎn)變，當(dāng)然學(xué)習(xí)成果應(yīng)反映在解決實際的問題而不是分數(shù)上。

四、總結(jié)

運用CDIO工程教育理念，教授交通工程專業(yè)軟件相關(guān)課程，并結(jié)合實際項目，能使學(xué)生充分熟練Transcad軟件操作，將專業(yè)知識進行實際運用，從而走出片面強調(diào)理論的教學(xué)誤區(qū)。同時，CDIO教學(xué)理念的四個環(huán)節(jié)使得整個教學(xué)工作的各個部分更加緊密地聯(lián)系在一起，學(xué)生通過分組討論、設(shè)計方案、實踐探究，提高了團隊合作能力，為盡快適應(yīng)社會生活奠定了良好的基礎(chǔ)。本案例將有助于對類似的交通專業(yè)相關(guān)軟件進行相同模式的探索，提高整體教育教學(xué)水平。

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