[摘 要]本文针对当前交通类高职院校“交通工程与ITS”课程的教学实际,探索“雨课堂”与VISSIM交通仿真软件相结合的教学方法,在深入理解混合式学习的基础上,构建基于“雨课堂”的混合式教学模式,并利用该模式进行教学实践研究与分析,以期为提高教学效果提供参考。

[关键词]雨课堂 VISSIM 混合式教学

基金项目:2020年度陕西交通职业技术学院高等职业教育教学改革研究项目阶段性研究成果(项目编号:XY2009)。


引 言

混合式教学是基于网络的学习方式,改变了学生的思维模式与学习方式,对传统教学模式提出了新的要求。混合式教学是基于互联网技术与“建构主义”教育理论发展起来的,是结合了传统教学优势、网络教学优势的一种新型教学模式,该教学模式既能发挥教师的主导作用,又能充分体现学生的学习主体性。“雨课堂”教学平台的出现是混合式教学的一次创新和突破,是清华大学开发的一种新型智慧教学工具,为教学过程提供智能化、数据化的支持与服务,可全面提升课堂教学体验,将多种交互形式贯穿于教学过程的每个环节,以此提升学生的自主学习能力,也为学生的个性化学习提供了平台。

VISSIM系统是德国PTV公司开发的交通仿真软件,该软件具有良好的图形输入接口、信号感应模型、车辆行为模型、路网配流模型和强大的3D在线功能。利用VISSIM仿真软件开展实践教学,学生能进一步巩固理论知识,使其在对平面信号交叉口几何条件和交通状况直观认识的基础上,深入理解交通工程学的理论和方法。

本研究借助“雨课堂”平台,运用VISSIM交通仿真软件,将信息技术与教学深度融合,构建线上线下混合式教学模式,以期促进“交通工程与ITS”课程教学改革,提高学生学习的积极性和整体教学效果。

“交通工程与ITS”课程概述

“交通工程与ITS”是高职学生学习城轨运营、智能交通技术运用、城市轨道交通工程技术等智能交通领域的入门课程。在培养方案中,该课程通常被设置为专业拓展课,课程内容涉及多门学科的知识,概念多,相关理论较为抽象,教材中的实际案例分析较少,知识点不易理解。由于该课程知识面广,且存在多门学科知识交叉的情况,在传统教学模式下,在有限的课时内,学生难以掌握全部知识、提升综合能力。教学中所凸显的主要问题有四点:第一,教学手段落后。该课程的主要授课方式为PPT讲解,教师以知识讲授为主,由于知识内容抽象难懂,学生常处于被动听课的状态,现有教学手段无法发挥教师的教学潜能,也无法调动学生的学习热情,不利于学生主动学习,难以培养学生独立思考的能力。第二,课程内容陈旧。近年来,智能交通领域发展迅猛,相关热点和案例日新月异,但由于教学教材相对滞后,部分教学内容难以满足学生的学习需求。第三,考核方式单一,主要以期末考试成绩为主。这样的考核方式不能客观评价学生对知识的掌握情况,也无法检测学生的综合能力。第四,重理论而轻实践。该课程的实践性较强,但实训课时有限,学生在学习过程中往往比较重视基本理论学习,而忽视了实践应用,导致他们分析问题、解决问题的能力有所欠缺。因此,高职院校应借助“雨课堂”和VISSIM仿真软件,将理论知识和实践操作有机结合,探索新的混合式教学模式,以有效解决教学问题。

基于“雨课堂”的混合式教学模式设计

本文借鉴黄荣怀混合式学习模式设计框架,秉承以“学生为中心”的教育理念,利用“雨课堂”将线上、线下的教与学进行有机结合,在课前、课中、课后的每一环节了解学生的学习情况,设计针对性的教学方案,使学生在教师的引导、启发、督促下,充分发挥主体作用,以满足学生多元化、个性化的发展需求。基于“雨课堂”的“交通工程与ITS”课程混合式教学模式建构是在前端分析(学习者分析、学习目标分析、学习内容分析)的基础上,以“雨课堂”为移动平台,以学生为主体,以为教师引导,设计集“线上线下互动”“课前—课中—课后融通”为一体的教学活动。在学习评价中,综合了过程性评价和总结性评价,可全面评价学生的学习效果。

应用实践

为了解利用“雨课堂”开展混合式教学的条件是否已经具备,笔者特编制了调研问卷,对城轨运营专业91名学生开展调查,结果显示有74.11%的学生认为“雨课堂”能够提高学习兴趣,有96.25%的学生表示使用过“雨课堂”功能,对其各项功能的认可度较高。由此可见,利用“雨课堂”实施混合式教学的条件已经具备。

1.教学内容设计

“交通工程与ITS”作为专业拓展课,共计68学时,其内容既有交通工程领域的基本知识、智能交通系统的前沿理论,又有实际工程应用中分析问题和解决问题的方法,涉及内容多,知识点分散,对于高职学生来说有一定难度。因此,教学内容的提炼和教学模式及方法的选取就尤为重要。笔者将本门课程的第三章“交通调查与分析”作为教学案例,用基于“雨课堂”的混合式教学模式开展教学实践。

“交通调查与分析”是进行交通流理论分析、交通规划、交通管理与控制等方面实践和研究的重要依据,是本门课程实践教学的重要环节。为了帮助学生掌握交通调查与分析的基本原理,培养学生具备交通资料采集与统计的基本技能,弥补课程实验教学的不足,笔者在教学设计过程中借助“雨课堂”平台,通过VISSIM软件开展课内实训,不仅增加了教学的趣味性和实践性,还使学生快速掌握知识点,提高了学生的动手能力。

2.教学活动设计

课前,首先,教师基于“先学后教,以学定教”的思想,结合课程知识点的特点,根据教学计划与目标,制作课堂讲授视频和PPT课件,并利用“雨课堂”语音功能讲解重难点;通过“雨课堂”的在线形式,给学生布置课前学习任务、发布课堂内容知识点思维导图,并附上预习任务单,为学生的学习提供方向。其次,教师创建微信群,对于课前预习中遇到的问题为学生提供一个交流沟通的平台。教师整理并分析学生所反馈的问题,为课上总结重难点做好准备。在“雨课堂”的后台,教师可以根据学生的预习反馈情况进行学情分析,有的放矢地设计课堂教学方案。为帮助学生更加直观地理解交通量的含义并掌握其调查方法,利用VISSIM构建的交叉口3D仿真运行图开展课内实训。教师应在课前完成仿真建模,具体步骤包括:创建路网—基础数据的设置—创建路径—输入交通量—设置冲突区域集—输入公共交通—加入信号控制。

课中,教师对学生课前预习环节中所反馈的疑难点进行重点讲解,不同的教学内容采用差异化的教学手段。如借助VISSIM构建3D交叉口模型,设计一个交叉口调查任务,要求学生获得此交叉口各进口交通量;引导学生分小组进行课内实验,利用“雨课堂”的随机分组功能,把学生分为8组,学生通过分工协作共同完成方案设计、数据采集与分析;最后由各小组组长汇报调查方案、任务分工、调查结果以及存在的问题。各组长汇报时,教师可以打开“弹幕”功能,学生通过弹幕进行实时互动讨论,发表观点、反馈问题,并进行投票评分。为及时了解学生对课堂知识点的掌握及教学目标的完成情况,教师还可以发布课堂练习,要求学生限时答题。

课后,教师根据“雨课堂”的统计数据及学生的课堂表现,给出多元化评价和层级性任务,个性化推送课后拓展任务,引导学生通过小组协作完成相应的拓展训练。在此过程中,学生在教师引领、启发下积极参与思考和讨论,认真分析问题并努力解决问题,可拓宽学生的知识维度,提高其创新能力。同时,教师要通过平台的统计数据和学生所反馈的问题分析教学效果,进行教学反思,撰写教学小结,以不断提升自身教学能力。

3.学习评价

本研究立足于学生特点和学习基础,形成了“教师+学生”“过程+总结”“线上+线下”的多元化、立体式考核评价方式。学生的最终成绩由期末考试成绩和平时表现成绩组成,期末考核分为理论知识考核和技能考核,题型分为基础题和拓展题两部分。线上考核主要基于“雨课堂”的全周期数据记录功能,该功能可动态化记录教与学的每个过程;线下考核以技能考核为主,用教师评价、学生自评、学生互评相结合的共同评价方式对学生进行全面而客观的评价。

“雨课堂”教学效果分析

1.期末成绩分析

为分析“雨课堂”对学习的干预效果,进一步探究其与期末考试成绩是否存在相关性,本研究将参与课程学习的91名学生的“雨课堂”线上学习数据,如课题练习得分、观看PPT的页数、签到次数、发弹幕的次数、投稿次数、阅读公告次数等导入SPSS软件,通过皮尔逊(Pearson)相关性检验可以发现:期末考试成绩与课堂练习得分以及观看PPT页数在0.005水平(双侧)上,呈显著相关;与投稿次数在0.01水平(双侧)上,呈显著相关;而与签到次数、发弹幕的次数、阅读公告次数无显著相关。这表明借助于“雨课堂”平台,在课前发布PPT课件预习、课中发布随堂练习、课后布置作业,以及课上投稿互动等方式均可以有效提高学生的学习成绩。然而,发弹幕的次数、阅读公告次数与期末考试成绩的相关性分别为0.059和0.061,表明其与期末考试成绩均不存在显著相关。总体来说,“雨课堂”平台能够帮助学生加深对课程内容的理解和掌握,相应的考试成绩也会有显著提高。

2.测评量表结果分析

为了解学生使用“雨课堂”平台进行混合式学习后的态度、满意度及其效果,本研究编制了《“雨课堂”混合式教学态度测评量表》,以城轨运营1857、1858两个班的91名学生开展测评,回收有效问卷83份,回收率为91.2%。对有效数据进行统计后可以发现:学生对“对雨课堂的态度”“课程设计和组织”“课堂参与”“学习效果”这四个维度的打分均大于3.0,表明“雨课堂”不仅能使学习内容有良好的表现形式,还能使学生有更好的学习体验。教师可从学习内容、课程设计和组织、技术方法、参与互动等4个方面促进“交通工程与ITS”课程的教学改革。实践表明,学生对基于“雨课堂”的混合式教学模式有着较高的接受度与认可度,认为该模式能有效提升学习效果。另外,在课程设计和组织方面,教师仍需根据课程特点、学生特征和客观教学条件不断调整和完善,以确保能够达到更好的教学效果。

参考文献:

[1]何克抗.从Blending Learning看教育技术理论的新发展[J].国家教育行政学院学报,2005(9):37-48.

[2]吴伟,曹倩霞,龙科军.基于VISSIM的交通类课程虚拟仿真实验模型建设[J].实验技术与管理, 2019(12):113-116.

[3]李祁,杨玫,韩秋枫.基于雨课堂的智慧教学设计与应用[J].计算机工程与科学,2019(12),139-142

[4]王杨.基于“雨课堂”项目化课程混合式教学的效果与评价[J].职教论坛,2020(2):70-75.

[5]姚洁,王伟力.微信雨课堂混合学习模式应用于高效教学的实证研究[J].高教探索,2017(9):50-54.

[6]周旦,赵红专.基于混合式教学模式的《智能交通系统》课程改革与探索[J].大众科技,2020(22):101-103.

[7]王杨.基于“雨课堂”项目化课程混合式教学的效果与评价[J].职教论坛,2020(2):70-75.

[8]刘飞燕.基于雨课堂的混合式教学实践研究[D].芜湖:安徽师范大学,2018.

[9]李祁,杨玫,韩秋枫.基于雨课堂的智慧教学设计与应用[J].计算机工程与科学,2019(12):139-142

[10]张晓云,郑辉昌.基于雨课堂教学平台的高校智慧教学活动组织之探究[J].高教论坛,2018(10):48-51.

(张萌:陕西交通职业技术学院汽车工程学院)

责任编辑:张 言