李林波　吴兵　王艳丽

[摘 要]新工科的兴起与建设对高等工科院校的教育教学提供了重要机遇并提出挑战，高校需针对新工科的特征做出相应的教学模式与方法变革。文章以实践性课程交通管理与控制课程设计的教学改革为例，深入阐述了经验性学习理论和课程建设五要素质量方针对于实践性课程教学变革的指导价值与意义，揭示了实践性课程教学应时代需求进行改革的必要性和可行性。

[关键词]新工科;教育理论;课程设计;教学改革

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2022）04-0109-04

大数据、云计算、人工智能、区块链、量子计算等一大批新兴产业和革命性技术相继诞生，对传统工科的发展造成了极大的冲击。引领全球高新技术发展，促进传统产业的高质量转型，新工科的兴起与建设是国家应对社会科技变革的创新型人才培养战略，是建设教育强国的关键举措。社会科技快速发展，不断颠覆人们认知，然而，高等教育的教学模式和方法在惯性的支配下并没有产生多大的变化。新工科的发展对工科院校的教学改革吹响了集结号。

新工科是面向新时代社会和国家重大战略需求，运用创新型理论和技术建设发展一批新兴工科或是改造升级一批传统产业，构筑具有跨界整合、创新驱动和应用实践等特征的，具有中国特色的新型工科。从这个意义上讲，新工科的特点有跨界整合性、超前性、衍生性、创新性和实践性，是多样性与个性化的统一[1]。显然，当前的高等教学模式和方法很难适应新的发展需求，高等院校的工科教育面临重大的机遇和挑战。

教育的目的不仅是知识的传授，更主要的是对学生能力的培养、品格的建造和文化的熏陶，如果我们认识不到这一点，高等教育就无法摆脱被动的局面。“在知识的海洋里遨游”关键不在于知识的多少，而在于能否学会“遨游”的能力，有了这种能力，就能根据外部环境的变化，随时获取所需的知识进行创新与变革。因此，在品格与文化的栽培下，掌握驾驭知识的能力，才是高等教育的精髓，也是我们学生毕业后能在各行各业中劈风斩浪、决胜千里的关键。因此，知识不是学习的目的，而是学习的载体，教育就在于通过学习各种知识获取驾驭知识的能力。理解了教育的本质，我们才能更深刻地把握教学的内涵与作用。教学是为了让学生学习好，但教学本身并不产生学问，学生自己的学习行为才是获得学问的根本。因此，教学是透过知识的传授来激发和引导思考的过程[2]，而实践性教学则是通过观察与反思进行经验重构与提升的知识转化。在新工科发展的背景下，如何针对新工科的特点进行实践性教学的改革，提升学生自主学习能力和创新实践能力是高等教育亟待解决的问题，经验学习理论无疑为此提供了重要的理论依据。文章将利用交通管理与控制课程设计的教学情况，通过经验学习理论的解析，来探讨课程设计教学改革的内涵与路径。

一、理论与方法

经验学习理论（Experiential learning）是1984年由Kolb提出的一个学习模型，描述了学习者如何通过四个步骤从经验中获取知识：1.学习者有具体的经验;2.学习者对这种经验的观察和反思;3.学习者对经验形成抽象概念;4.学习者在新的情境中测试概念。Kolb指出，经验式学习可以从这四个步骤（感觉、思考、观察和行动）中的任何一个步骤开始，通过不断循环（或螺旋）来学习。在实践中，学习过程往往从一个人执行一个特定的动作开始，产生效果，形成具体的经验。在此之后，循环的第二步是理解在特定情况下的这些影响，以便能够预测在类似情况下的结果。按照这种模式，第三步将了解特定情况下的一般原理，形成抽象概念，例如，通过查阅文献或与同事交流，再用具体的经验来测试想法，这些想法会通过反馈加以修正，每一步都能让学习者反思并形成新的原则和理论来指导未来的情况[3]。

课程设计课的目的在于实现理论向实践的有机转化，即通过具体的案例教学与实践，让学生学会如何利用学过的理论知识来发现问题、理解问题、交流沟通，以及解决问题。以交通管理与控制课程设计为例，交通管理与控制课程对专业理论的学习是一个经验形成的过程，如出入口交通组织。不同等级的道路对出入口的要求也不一样，主干路上的出入口交通一般要求按右进右出的原则进行组织。这种经验还会受到对一些具体环境的感知以及学生已有知识体系掌握程度的影响。学生对环境认知的范围越广，对专业知识理解的程度越深，所形成的经验就会越丰富。如学生观察到主干道上出入口面临着辅路的情况时，其交通组织是如何组织的，这将加深其对右进右出组织原则的理解。同样，学生如果能够掌握交通规划关于此问题的要求，如主干道上出入口离交叉口的距离应当不少于80米，出入口的宽度不能大于11米等，那么更能一眼看出某个出入口存在的问题，及其应该在哪个层面加以处置。不管怎样，具体的交通现象会从不同的角度投射到观察者自身的知识结构体系中，如果学生对交通管理与控制的原理和技术理解得越深，知识点越全，那么现实交通问题显现得就越清晰。如果学生能充分理解交通规划与设计知识，那么对交通问题的类型与关系会有更深入的观察，并能提出更为全面而具体的解决方案。这种对问题的解决过程又会进一步完善并强化这种经验，从而不断地提升学生自身的能力。经验学习理论主要用来指导人们如何从具体的事件和经验中学习到相关知识，它对学习过程的描述与课程设计课的实践过程高度相似，可以用来更好地指导课程设计课的教学。

在具体的课程设计中，Bligh and Brice（2010）提出了五要素质量方针：真实（Realistic）、整合（Integrated）、学习（Learning）、反馈（Feedback）和评估（Evaluation）[4]，认为好的课程在教学语境、教学材料、提供的资源等方面都应是真实的。同时，当学习者所获取的信息能够很容易地融入他們现有的知识框架中，并得到强化和整合，而不是以零散或孤立的信息的形式进行传递时（所谓的“珍珠链”方法，即一门不相关的课程接一门不相关的课程），他们的学习效果最好。在任何可能的情况下，应尽量将课堂学习与现场教学结合起来，这样有利于确保学习者有足够的机会看到知识点是如何相互加强和支持的，当然，适当的引导也很重要。

课程教学的设计和安排是为了让学生有更好的学习效果，这是显而易见的，但在很多实践性课程教学中，由于缺乏对实践性学习过程机理的了解，教师事先对学生应该学习什么以及如何学习未能给予足够的重视，导致课堂上“言者谆谆，听者藐藐”的现象屡见不鲜。然而，如果学生有机会参与互动、提问，并为自己的学习成果分担责任，他们将会享受这种经历并更有效地学习。这也是我国第三次全国教育工作会议提出“积极实现启发式和讨论式教学”理念的初衷。

课程学习还需要及时的反馈，良好的反馈可以帮助教师阐明什么是良好的表现（目标、标准、预期标准），促进学习中自我评估（反思）的发展，鼓励学习者建设性地理解和反思需要改进和成长的方面，也可以减少焦虑，为学生提供高质量的学习信息，从而强化学习者的学习动机，甚至向教师提供有助于教学的信息。相反，如果没有得到充分、及时和相关的反馈，学习很快就会令人灰心丧气，特别是当问题出现而得不到及时纠正时。因此，一个好的课程必须有定期反馈的机会，教师和学习者才会有所期待并为之做好计划。学习者也喜欢和他们的同伴比较，所以比较（但不一定是竞争）的机会也应该得到较好的利用[5]。

二、实证研究

面对快速发展的技术变革，交通管理与控制课程的教学必须利用现有的知识载体，充分培养学生的自主学习能力和创新实践能力，这样无论面对什么样的技术更新，学生都能积极应对，否则，无论在学校学到的知识有多前沿，恐怕进入社会后就已经变成“旧皇历”了。因此，交通管理与控制课程设计的教学变革必须适应新工科的发展要求，从教学内容设计、教学案例选取、教学方法更新、教学过程激励和教学效果反馈等方面进行全面的反思与突破。经验学习理论对实践教学所体现的循环学习过程描述为实践课程的改革提供了有力的支撑，而五要素的课程设计方针在具体操作过程中起到了指引作用。

（一）教学内容设计更新

课程设计五要素方针中，“学什么”是一个很重要的因素，这实际上反映出课程所要达到的目的。在交通管理与控制课程设计中，最先考虑的是如何让学生将信号配时优化与交通渠化组织的知识运用于实践。因此，在教学内容设计中，主要是将一些需要应用的知识点为学生进行梳理，并通过具体的设计案例进行展示，学生只要依葫芦画瓢即可。显然，这样的操作尽管可以强化学生的信号配时优化能力，但缺乏必要的思考，导致学生的作品差异化不明显，也很难培养学生发现问题、解决问题的能力。其后，我们将已有的工程案例进行编排设计，将区域交通组织、停车场交通组织、公共交通站点设计、出入口交通组织、交叉口信号控制等内容融合在一起形成教学案例，请学生根据所提供的材料展开课程设计。这样做的好处是学生能发挥一定的主观能动性，能够在区域层面观察存在的交通问题，并从不同层面进行组织与优化，但不能进行实地考察，难以感同身受，违反了“真实性”的要求。同时未能将规划和设计放在一起思考，在“整合性”方面有所欠缺。经验学习理论中的一个重要原则是观察与反思，透过概念的形成与发展可促进思考能力的提升。因此，在新工科建设过程中，如何提升学生针对现实情况的自主学习能力和灵活应变能力，是课程设计教学改革的中心思想。

经过深入的讨论，教学团队在学校附近选取了一个区域作为研究对象。为了体现真实性，要求学生将其当作一个实际的项目来做，并对项目的内容从不同层面的交通组织、不同类型的交叉口管控优化、不同类型的停车场交通组织，以及交通标志标线的优化等方面进行限定。这既体现了交通管控的全面性，又明确了课程内容的适当性。

（二）教学案例选取变化

教学内容主导了案例的选择，在以知识点要素为教学目的的情况下，我们在上海选取了56个实际的交叉口，将各交叉口的几何平面图及各项流量提供给学生，并要求学生到现场考察，体验现实的交通情况，从而做出相应的优化方案。当教学内容變得更加全面时，我们选择沈阳的一个工程项目区域作为案例，按照教学内容的设计进行了相应的编排，形成混合式的教学案例（半真半假），并将相应的参数和平面图提供给学生。学生不能到现场考察，虽然可以通过高德地图、百度地图等APP了解现场情况，但难免有种隔靴搔痒的难受感。由于缺乏现场感，这样的案例很难做到真实准确，终归是纸上谈兵，难以激发学生优化的兴趣。在新工科教学改革中，为了体现新工科创新与实践应用的特点，我们在学校附近选择了一块区域作为研究对象，并为学生提供了一些必要的道路红线图、控详规划、停车场分布等资料，要求学生结合实际进行调查，优化交通组织与管控，这样的案例选取非常真实，很容易激活学生解决实际问题的兴趣，特别是问题的提炼必须到现场调研获取，更激发了学生的主观能动性。

（三）教学方法更新

教学本身不能产生学问，但好的教学方法却可以激活学生的能动性，对学生知识结构体系起到丰富、整合与优化的作用。长期以来，每门课程都是独自完成相应的课程设计，不可避免地存在内容雷同的问题，在工作量增加的情况下也不能有效提升学生的能力，且各自为政的现象并不能很好地将各门课程知识进行有机的结合，使得学生在面对实际问题时，难以形成全局性的视野与综合性的方案。基于这样的考虑，这次的课程设计教学改革，将交通设计课程设计和交通管理与控制课程设计进行结合，采用同一个案例，基于同样的现场调研来发现其存在的交通问题，在此基础上根据两门课各自的要求从设计和管控两个方面进行综合思考、问题辨析与方案优化，答辩时进行统一汇报，提交报告时按各自的要求形成不同的报告。这样既能培养学生的整体视野和综合分析能力，又避免了内容雷同的情况，充分体现了经验学习理论的参与精神、责任精神和反馈原则，让学生在观察与反思中总结经验与提升学识，并在此过程中不断锻炼自己的应变能力与求知能力。

（四）教学过程激励

在课程设计开展过程中，教师采用课堂讲解的方式，对课程设计中涉及的基本要点进行梳理，并用案例的方式进行展示，然后由学生自行安排，教师随时答疑。这种形式对学生的自律要求比较高，且由于没有过程控制，导致出现内容缺失、方法欠缺、方案过于简单等问题。由于团队间缺少交流，在答辩时对彼此的内容都不熟悉，所谓的团队协作也就只能成为空谈。鉴于这种情况，教学改革后，我们进行了严格的过程把控和激励，根据内容板块进行阶段性汇报与指导并进行点评，作为平时成绩，且要求各团队每次指派不同学生进行全程汇报。同时，为加强真实性，每次都会邀请设计院的一线工作人员参与点评，如此一来，学生的积极性和参与度得到了大幅度提升。过程反馈效果也落实在每次的报告修改中，使得最后提交的成果质量得到提高，学生的经验得到不断解构与丰富，发现与处理实际问题的能力也得到极大的锻炼。

（五）教学效果反馈

教学效果主要体现在课程设计的成果上。在课程设计教学改革之前，无论是针对独立交叉口的信号优化，还是针对混合式教学案例的研究，由于缺乏过程把控，学生得不到及时反馈，在最后的汇报中看到的也只是成果，很难对自己存在的问题进行反思与改进，使得学生对课程设计的参与度与责任心都比较低，课程设计的成果难以体现创新与责任意识。经过新工科建设的教学改革后，学生面对实际的“工程项目”，每个团队选取的路段和交叉口都有一定的差异，学生实地考察的积极性大增。由于阶段汇报要求高，团队间的竞争和比较，会让学生尽力挖掘现场中的交通问题，并想办法从不同角度进行展示。每次的阶段汇报就相当于一次小型答辩会，让学生们充满了激情，不仅本身的问题能得到专家的及时指点，也能从别人的汇报与点评中得到收获。可以明显看到，阶段汇报的效果越来越好，到最后的成果汇报，基本上每个课程设计都比较符合要求，内容遗漏、方案简单、绘图粗糙等问题基本很少出现。

三、结论

不同的教学理论可为相应的课程教学改革提供强有力的支撑。通过交通管理与控制课程设计教学改革的实证研究表明，经验学习理论对实践性课程教学具有良好的指导意义，而课程设计五要素方针对于实践性课程设计在实操方面也具有非常好的指导价值。随着社会科技的发展，新工科的建设为交通工程高等教育带来了重要机遇，然而，面对新工科的跨界整合性、创新性、实践性等特征，交通工程的教学模式与方法需要积极应对，应学科发展的需求做出相应的调整。特别是在以学生为中心的背景下，学生能力、品格与文化的培养成为高等教育的本质，如何透过知识传授的载体，结合具体的实践需求，基于学习的四步骤循环体系，进行教学模式与方法的变革，来激活学生的兴趣与责任，促进学生从被动学习向主动学习转变，不断提升学生的自主学习能力和创新实践能力，是高校教师必须加强反思的地方。当前交通管理与控制课程设计的教学变革只是迈出了关键的一步，接下来，高校应该继续进行学科整合，联合交通规划课程设计、交通调查与数据统计课程设计等课程进行一体化教学模式的改革，加强课程设计教学管理，制定一系列规章制度，建立科学的课程设计考核办法，促进课程阶段汇报与一线专家点评等手段的常态化。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 张海生.“新工科”的内涵.主要特征与发展思路[J].山东高等教育，2018（1）：36-42.

[2] 李林波，吴兵.基于学习行为的教学方法实证研究[J].教育教学论坛，2014（44）：151-153，146.

[3] KOLB D A. Experiential learning：experience as the source of learning and development[M]. Englewood Cliffs， NJ： Prentice Hall， 1984.

[4] JOHN B，JULIE B. Course design：ABC of learning and teaching in medicine[M].2nd ed，Blackwell Publishing Ltd，2010.

[5] NICOL DJ， MACFARLARLANE-DICK D. Formative assessment and self-regulated learning： a model and seven principles of good feedback practice[J]. Studies in Higher Education，2006（31）：199-218.

[責任编辑：李香莲]