邴其春，陳秀鋒，曲大義，魏金麗

（青島理工大學機械與汽車工程學院，山東 青島 266520）

《交通仿真》是交通工程專業(yè)的主干課程，在交通工程本科專業(yè)的培養(yǎng)目標中，交通仿真課程的教學質(zhì)量對于完成交通工程本科專業(yè)的培養(yǎng)目標具有非常重要的意義。交通仿真的作用在于對現(xiàn)有系統(tǒng)或未來系統(tǒng)的交通運行狀況進行再現(xiàn)或預先把握，從而對復雜的交通現(xiàn)象進行解釋、分析、找出問題的癥結(jié)，最終對所研究的交通系統(tǒng)進行優(yōu)化[1]。針對該課程的特點，通過引入場景式案例教學模式，有效激發(fā)學生解決實際交通問題的欲望，力求在實踐中提升課堂教學實效。

1 場景式案例教學模式的意義

場景式案例教學模式，是以案例為主線，以學生為主體，以教師為核心，以實驗室為環(huán)境的教學模式，其對促進教學工作、提高教學質(zhì)量具有重要意義。

1.1 能夠有效提升授課效果

在場景式案例教學過程中，將以教師講授為主逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W生動手實踐為主，將學生被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃诱莆罩R解決實際交通問題，學生能夠在課堂上更好地發(fā)揮主觀能動性，積極主動地學習和思考。這種教學模式不但提高了學生對交通仿真軟件的操作水平，同時也加深了學生對交通流基本參數(shù)的認識。

1.2 能夠有效提高學生的動手能力和解決實際交通問題的能力

場景式案例教學模式以實際工程仿真案例為載體，能夠很好地實現(xiàn)理論學習與實踐操作相結(jié)合，有效提高學生的動手能力，使學生具備解決交通規(guī)劃設計、交通組織優(yōu)化等領域?qū)嶋H工程問題的能力[2]。

1.3 能夠有效提高學生的創(chuàng)新能力

通過場景式案例教學，學生能夠更為深入地思考并解決交通技術問題，將計算機技術與仿真技術相結(jié)合進行二次開發(fā)，真正做到學有所用、學有所長，逐步將交通仿真應用到橫縱向科研項目中。

2 場景式教學案例庫設計

案例教學最早是由哈佛大學法學院前院長Christopher Columbus Langdell教授提出的一種理論教學與實踐相結(jié)合的教學方法。根據(jù)實際的工程場景案例，引導學生獨立思考、自主學習，以提高運用理論知識解決實際問題的能力[3]。教學案例庫的設計是場景式教學模式的核心，教學案例庫設計的合理與否直接影響著交通仿真課程的教學效果。結(jié)合實際工程場景，設計如下教學案例庫：

場景案例1：單點交叉口信號控制仿真。

選取青島理工大學嘉陵江路校區(qū)附近嘉陵江東路-衡山路交叉口作為仿真對象，主要步驟包括添加路段、設置連接器、設置進口道展寬、設置左轉(zhuǎn)待行區(qū)、設置車輛輸入、設置路徑?jīng)Q策、設置交通沖突、設置減速區(qū)、設置信號控制參數(shù)、添加檢測器、設置節(jié)點評價、輸出評價數(shù)據(jù)等，使學生掌握VISSIM交通仿真軟件的基本操作。

場景案例2：干線交叉口協(xié)調(diào)控制仿真。

選取濟寧市城市主干道洸河路沿線洸河路-共青團路、洸河路-浣筆泉路、洸河路-建設街、洸河路-供銷路、洸河路-琵琶山路5個連續(xù)交叉口進行干線交叉口協(xié)調(diào)控制仿真。在單點交叉口信號控制仿真操作的基礎上，通過調(diào)節(jié)相位差和相位相序?qū)崿F(xiàn)洸河路沿線交叉口的單向綠波協(xié)調(diào)控制和雙向綠波協(xié)調(diào)控制，并設置行程時間檢測器、排隊長度檢測器等評價信號協(xié)調(diào)控制的效果。

場景案例3：立體交叉口仿真。

選取青島市海爾路-銀川東路交叉口立交改造工程作為仿真對象，項目可行性研究報告中給出了四類立交方案，如圖1所示（P187）。按照方案給出的具體參數(shù)，利用VISSSIM軟件搭建立體交叉口仿真模型，并設置數(shù)據(jù)檢測點、行程時間檢測器、排隊長度檢測器、節(jié)點檢測器等評價不同立交方案的實施效果。

圖1 海爾路-銀川東路交叉口立交改造方案

場景案例4：公交車輛運行仿真。

選取青島市隧道公交1號線嘉陵江路沿線作為仿真對象，分別構(gòu)建港灣式公交?？空痉抡婺Ｐ秃椭苯邮焦煌？空痉抡婺Ｐ?。在仿真建模過程中，需要創(chuàng)建公交線路、設置公交車站、輸入交通流量、設置期望車速分布、公交車輛發(fā)車間隔、公交站點乘客數(shù)、交叉口信號配時等參數(shù)，仿真評價隧道公交運行特性。

3 改革實踐方案設計

場景式案例教學并不單純是一種教學方法，而是涉及師生定位、教學組織、教學內(nèi)容、綜合評價等多個層面的全新教學模式。

3.1 學生主體、教師引導

場景式案例教學完全重置傳統(tǒng)講授式教學模式中師生的角色定位。教師不再是單純的知識教授者，而是發(fā)揮學生主觀能動性的引導者、促進者和合作者。教師通過場景式教學案例激發(fā)學生的求知欲、探索欲和好奇心。場景式案例作為理論知識的載體，能夠引導學生整合課程知識點，在探索和解決實際工程問題的過程中對知識進行消化吸收，真正發(fā)揮學生的主體地位。

3.2 合作協(xié)商、共同提升

每5名學生劃分為一個學習小組，每位小組成員具有不同的學科基礎背景和實踐認知層次，小組式合作學習一方面可以互補小組成員之間的認知差異，充分發(fā)揮學生的個體智慧和潛力；另一方面，學生之間的交流探討也有助于知識的消化吸收和團隊觀念的訓練。根據(jù)專業(yè)基礎和接受能力的差異，學生分組完成案例庫中的項目案例，在教師講授相關基礎理論知識的基礎上，學生針對項目案例進行討論交流，將理論知識和實踐操作融會貫通，進一步提升學生對交通仿真的認識和理解。

3.3 真實案例、多元場景

在教學任務設計過程中，真實場景有助于激發(fā)學生解決實際問題的強烈欲望。在構(gòu)建多場景教學案例庫的基礎上，學生從仿真路網(wǎng)搭建、仿真參數(shù)設置、仿真模型標定、仿真數(shù)據(jù)輸出、仿真效果展示等方面全過程完成實際工程項目的交通仿真。最后，每個小組需要提交一份交通仿真報告，報告的撰寫需要小組成員全員參與，標注每名成員提出的技術性方案和所作的貢獻。在對項目研究報告進行逐輪修改完善之后，每個小組制作PPT進行匯報展示，接受老師同學的提問。

3.4 問題導向、循環(huán)建構(gòu)

在以學生為中心的教學過程中，教師拋出需要解決的實際交通仿真場景，學生通過合作探究、交流碰撞、資料搜索、師生互動等形式對交通仿真基礎知識和操作流程進行建構(gòu)和再建構(gòu)，使學生在知識的重構(gòu)過程中不斷增強知識的掌握程度，形成“教為主導，學為主體，疑為主軸，練為主線”的新型教學模式。每個小組完成交通仿真報告答辯之后，老師和全體學生需要對教學整個過程中的各個要素進行綜合評價，對照評價指標體系逐項打分，對案例教學模式的實施效果給出一個客觀公正的評價結(jié)果。