基于“四位一体”的教学模式在“交通流三参数”教学改革中的应用
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摘要：交通流三参数是“交通工程学”课程中的重要内容，在学习的过程中若能够深入理解其内涵与相互关系，并熟练掌握相关的软件与方法进行具体分析，将会为学习交通流理论及其它相关课程奠定重要的基础。本文对“四位一体”教学模式进行了总结分析，基于“交通工程学”交通流三参数的特点，提出了“启发、体验、质疑、提高”四位一体的过程培养模式，将理论知识与具体案例进行了融合，并让学生灵活运用所学的综合知识进行分析与解读。实践证明，采用这种教学方法不仅能够使学生较好的掌握基础知识，而且还提升了学生主动分析、解决问题的能力，教学取得了预期的效果。
关键词：交通工程 教学改革 四位一体 三参数
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.21.002
交通流三参数即流量、速度与密度，是开展交通流特性研究的重要参数，在学习的过程中不仅要了解基本概念，还要知道各种测量方法、分布特性及相互之间的关系。作者在教学过程中感觉到，对于初学交通工程专业的学生而言，会感到既陌生又熟悉。熟悉是因为基本概念都不是很难理解，陌生是因为当真正应用时又不知道该如何入手，例如怎么设计调查方案，如何进行科学的分析等。因此，在具体的教学过程中，如何针对交通流三参数的特点，科学地总结教学模式并开展一定的探索与改革，使学生从被动的教导变成积极主动的学习，对提高教学质量加深学生对专业知识的理解，具有重要的现实意义。
1 “四位一体”教学模式的基本概念
“四位一体”教学就是把教学理念、课程内容体系、教学方法和教学手段融合在一起的教学方法。即以课堂理论教学分析为基础，应用多媒体教学，利用实物进行实践教学，利用专业教学实践网站把上述几种方式有机结合在一起的新的教学模式。该教学模式统筹兼顾了教学目标、资源、平台、运行等各种影响并遵循教学管理的内在规律，在教学过程中，将课堂教学、学习、实践及科研环节融为一体，并对每个环节进行相应的教学改革，达到相互融合。“四位一体”的教学模式改变了传统的单一模式，将学与研有机结合起来，更易被学生接受，教学效果更好。目前，国内许多知名高校都进行了“四位一体”的教学模式的探索，如东南大学就将传统的知识传授型向研究型转变，建构了以学生为中心、以教师为主导的理论教学、实践教学、自主研学、网络助学的模式。
交通流三参数有：交通流量、速度和密集度，如何科学分析它们的特性及其相互关系，是建立科学的交通系统的规划设计、管理和控制的基础。交通流量是单位时间内通过道路某一地点或某一断面的实际交通参与者的数量，它是一个随时间变化的量值，根据研究的需要又分为年平均日交通量、月平均日交通量、周平均日交通量、高峰小时交通量等，同时交通量在空间与时间分布上具有不同的特性，在学习的过程中需要准确的理解。交通量的调查方法有许多种，总体上分为人工调查与仪器设备调查方法，但无论是哪种方法都必须深刻理解所调查对象的研究目的，从而合理的设计调查方案。
速度可以简单的理解为距离除以行驶时间的商，但在交通工程学中又分为地点速度、时间平均速度、区间平均速度等。地点速度也称为瞬时速度，是车辆通过道路某一点时的速度，时间平均速度是观测时间内通过道路某断面所有车辆地点车速的算术平均值，而区间平均车速的则有两种理解，一是车辆行驶距离与对应的平均行驶时间的商，二是某一时刻路段上所有车辆地点速度的平均值，二者虽然表面理解不同，但实质上是相同的。速度的调查方法也有多种，总体上也可以分为人工现场调查与采用一定的仪器采集数据后进行分析。
密集度的理解有两种，一是占用率，二是密度。其中占用率又包括了空间占用率与时间占用率，同时密度又与车头间距之间存在一定的关系，即要充分理解交通三参数的基本概念不仅要从简单定义上去体会，而且还需要更多的从实际的工程案例中去寻找相关的规律。
3 “四位一体”的教学模式在“交通流三参数”中的应用
笔者在“交通工程学”的教学过程中，尝试开展了“启发、体验、质疑、提高”四位一体的培养模式，对提高学生学习兴趣、掌握工程实践方法、学会分析解决现实问题，提升科研实践能力有着重要效果。
3.1 启发
在教学过程中，改变传统的讲授模式，将单一的老师讲解为主转换为老师讲解与提问相结合，根据课程内容设置不同的小问题，让学生带着问题去思考，从而激发学习的兴趣。如交通量的表达方式里面有很多种类型，讲解时首先介绍平均日交通量与年平均日交通量的表达方式与变化特征，然后提出如果以此类推，还可以哪些？在此基础上进一步提出交通量调查的目的可能是什么，调查数据可以有那些作用，反映什么问题？掌握地点车速的测量方法对于交通工程专业的学生来说很重要，而人工结合相关仪器进行测量是最基本也是最常见的方法之一。在测量过程中如何便于数据整理，减小测量误差很重要，因此在教学过程中首先讲解速度的不同单位的表达形式，让学生分析二者的关系，在得出后在此基础上进一步提出，在实际调查过程中，又可以如何利用这个关系？统计交通量与速度时都有流动车法，在讲解交通量与车速调查方法时，提出在一次调查过程中如何将两者结合起来。
3.2 体验
交通流三参数的实践性很强，不仅要掌握基本概念，还要学会实地交通调查分析。主要从两个方面开展教学：一是亲身体验数据的观测过程，在教学过程中，专门安排一周的时间让学生自己去实际测量开展调查。主要内容有：路段机动车和非机动车交通量调查；交叉口机动车、非机动车和行人交通量调查；路段的地点车速与区间车速调查等。如在交叉口流量调查过程中，每个方向至少需要两人，记录机动车、非机动车、行人的分类、流量、流向，在流量调查基础上，绘制交叉口流量图。二是对具体的工程案例进行数据分析。如给出某城市中心区的道路采用摄像法获取的视频后，首先介绍数据读取方法，利用Kmplayer软件读取数据。打开界面，右击鼠标播放跳转到转到时间/帧，鼠标点击画面，开始播放视频，按空格键暂停，再按恢复播放。然后讲解数据统计方法，选择道路的一个断面，统计视频中通过该断面每一辆的速度和到达时刻，然后通过简单运算和合并即可得到所需数据。在讲解基本分析方法后，让学生分组去进行成果整理。上述内容若在课堂上讲授，学生会感到索然无味，无法将知识点与具体问题联系到一起。但如果采取将课堂内容与具体实践结合起来，通过设计调查方案、开展数据处理与分析等，学生不仅易于理解，也不会出现死记硬背现象，实践技能得到极大提升。
3.3 质疑
主要是对学生具体的工程案例调查与数据分析过程中出现的问题进行指导。专门安排2节课的时间，要求各组将整理的成果用PPT汇报，主要内容包括各小组的调查与分析内容、内部分工及相关软件学习与运用情况，调查数据成果展示，心得及感想等。对学生的汇报成果进行一一点评，同时对调查过程中出现的问题进行讲解，如调查地点的选择是否合理，调查方案设计是否科学，数据分析是否有问题，如何科学的使用仪器设备，如何形成研究报告，如何展示研究成果等。通过全方位体验，使学生从实践过程中加深了对专业知识的理解，巩固了学习的成果。
3.4 提高
通过校企联合，鼓励学生参与各级各类科研项目的实践活动。目前扬州大学建筑科学与工程学院在教学实践过程中，多次组织学生参与了江苏省交通科学研究院、南京市交通规划设计研究院等单位组织的交通规划调查课题，并取得了一致好评。鼓励学生积极申报学院、学校的大学生科技竞赛项目，并积极参加全国交通科技大赛，其中有一个参赛作品获三等奖。
4 结论
经过一定的教学实践，在交通工程学课程中“交通流三参数”的教学中采用“启发、体验、质疑、提高”四位一体的教学培养模式，取得了较好的教学效果，对学生提升专业学习兴趣，培养分析解决问题的能力，积极参与科学研究发挥了重要作用。
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作者简介：邓社军（1977-），男，江苏姜堰人，东南大学交通学院交通运输工程专业博士研究生，扬州大学建筑科学与工程学院讲师，主要研究方向为交通规划与管理，江苏扬州 225009