智能交通系统课程混合式项目式教学探索实践

摘  要：针对智能交通系统的特征，分析开展线上线下混合式教学的必要性及可行性。该文以山东大学“双一流”学科建设为目标，结合线上、线下教学优势，从教学设计、教学目标、教学内容、教学重点、教学方式、教学效果评价体系建设等方面深入探索智能交通系统课程的混合式项目式教学，旨在为“新常态”下混合式教学提供参考，树立智能交通系统相关课程教学的典型范例。

关键词：智能交通系统；混合式教学；项目式教学；线上教学；课程评价

中图分类号：G642        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）24-0103-04

Abstract： According to the characteristics of Intelligent Transportation System， the necessity and feasibility of mixed-mode instruction are analyzed. Taking the construction of first-class universities and disciplines of the world in Shandong University as the goal， this paper explores the mixed project-based teaching of Intelligent Transportation System course from the aspects of teaching design， teaching objectives， teaching content， teaching focus， teaching methods and teaching effect evaluation system construction by combining the advantages of online and offline teaching. This course aims to provide references for mixed-mode instruction under the "new normal" and establishes a typical example of related courses teaching.

Keywords： Intelligent Traffic System; blended teaching; project-based teaching; e-learning; course evaluation

线上线下混合式教学是互联网信息技术在教育教学中深度融合与应用的一种新型教学模式[1]。混合式教学模式结合了传统教学与网络教学优势，既能够发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又能充分调动学生的主动性、积极性与创造性，因而受到各高校的高度重视。从发展趋势来看，线下教育与线上教育的有机融合将成为教育高质量发展的时代特征。

从20世纪末开始，国外部分高校已经开始了线上教学的探索和实践[2-3]，但直到近几年线上教学才得到大范围普及。互联网、5G通信等技术为线上教学提供了可靠的技术支撑。互联网海量资源极大地丰富了当代大学生的知识获取途径，也为学生的个性化延伸学习提供了更为宽广的平台[4]。此外，较为成熟的线上教学平台为教学过程提供了智能化、数据化的支持与服务，将多种交互形式贯穿于教学过程的每个环节，全面提升了课堂教学的体验，以此提升学生的学习兴趣和自主学习能力[5]。此外，受到COVID-19疫情的持续影响，线上教学已经加速成为我国高校教学的“新常态”，且已取得了一定的成效[6]。这些外部条件加速了线上线下混合式教学在高等教育教学中的发展和普及。

智能交通系统（Intelligent Traffic System，ITS）将先进的信息技术、数据通信技术、传感器技术、电子控制技术以及计算机技术等有效地综合运用于整个交通运输管理体系，从而建立起一种大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统[7]。作为一门新兴学科，智能交通系统具有多学科交叉融合、应用导向、紧跟前沿等特点，课程教学的核心目的在于培养学生应用先进的人工智能、大数据、互联网信息等技术解决实际交通问题的思维和能力。显然，传统的单一教学模式已经无法满足智能交通系统课程的教学要求。

综合考虑内外部条件，开展智能交通系统课程的混合式教学可行且必要。然而，混合式教学作为一种新兴的教学模式，其在开展方式、课程设计、效果评估等诸多方面还有待深入探索和实践研究。如何充分结合线上、线下教学优势，开展智能交通系统课程的混合式教学模式创新实践自然成为一个重要议题。在这一背景下，本文以智能交通系统课程特点为基础，以服务我国智能交通系统发展战略[8]为导向，通过分析混合式教学实践的关键教学问题，论证和分析混合式教学模式一体化解决方案的设计要点，以学生及教学需求为中心，就课程在线资源素材的构建、问题导向的教学互动设计、课堂教学的组织形式进行分析和实践总结，提炼教学模式变革途径和实现要点，为“新常态”下教学提供支持，树立智能交通系统相关课程教学的典型范例。

一  智能交通系统课程概述

作为山东大学通识教育核心课程，智能交通系统涵盖了智能运输系统的主要内容，内容包括智能运输系统的概念、智能运输系统的关键技术、智能运输系统规划与设计、城市交通信号控制系统、智能交通管理系统、交通信息服务系统、智能车辆系统及智能货运管理系统等方面。本课程在国内外智能运输系统近年来最新成果的基础上，结合智能交通领域的科研和教学实践进行讲授。通过本课程的学习，将使本科生掌握国际、国内智能交通系统的发展现状与趋势，掌握智能交通系统的技术基础，了解智能交通系统的主要应用领域，认识智能交通系统发展中存在的问题，帮助学生了解智慧交通技术，走进智慧交通领域。

2019年9月中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》将智慧交通纳入到国家发展战略层面[9]。随着各级政府、研究机构以及相关企业的持续投入，智能交通系统正处在加速发展时期，相关理论方法和应用实践正经历快速更新迭代，这就要求智能交通系统课程教学必须紧跟发展前沿。显然，传统基于教材的基础学科教学方式难以满足智能交通系统课程的教学要求，线上资源更新较快，时效性较强的特征有助于学生了解国内外智能交通系统的最新发展。另一方面，智能交通系统作为一门新兴学科，教材等线下可利用资源还较为缺乏，而丰富的线上资源能够有效弥补线下学习资源的不足。不同于传统基础学科，智能交通系统是一门典型的多学科交叉融合学科，其通过融合应用多学科基础理论与方法，尝试建立解决交通运输系统规划设计、管理控制等相关问题的新方法和新思路。开展线下教学有助于加深学生对智能交通系统的理解，提升学生的学习兴趣，激发学生的创造性，锻炼学生独立思考及解决实际问题的能力。

开展混合教学的最终目的是将线上和线下课程完美整合，提升学生学习的深度，引导学生对问题进行深入思考，逐步培养学生的创新精神和解决实际问题的能力。这就对智能交通系统课程混合式教学提出了以下要求：一方面，课程设计要实现线上资源的丰富度与拓展性，同时注重资源的筛选和质量把控；另一方面，选取智能交通系统的典型应用和最新发展成果作为线下教学案例，实现线上线下教学资源的有效整合。

本课程以山东大学“双一流”建设对人才培养提出的要求为目标，对标一流课程建设要求，构建创新人才培养生态3.0系统，基于通识核心品牌课程建设要求和在线课程建设标准，推动智能交通系统课程在教学设计、教学目标、教学内容、教学重点、教学方式及教学效果评价体系建设等方面进行深入研究，完善线上线下教学资源，其中包括充实教学内容、制定课程标准、健全课程评价指标、丰富课程资源等，形成了体现通识核心课程精神、指导思想明确、教学理念先进、教学设计科学、教学内容丰富、教学方法创新、符合通识核心课程建设标准以及具有可推广价值的研究成果。

二  项目式教学设计

（一）  教学目标

通过本次混合式教学模式下的项目式教学，引导学生掌握智能交通系统信息采集技术的种类及各自的应用场景、智能交通管理系统组成及功能，了解当前智能交通管理领域重点、难点、热点等具体问题，熟悉并掌握交通问题解决的基本思路和实践技能，具备较强的实践能力、组织能力、科学研究能力。本课次作为一次混合式教学实践，不仅关注学生知识的掌握，而且重点培养学生的思考和实践能力，为课程目标的完成奠定了基础。

（二）  内容与资源

针对“智能交通系统技术基础”和“智能交通管理系统”两部分内容，教研组完善与优化了教学教案，录制课程视频，收集整理视频教学资源库和案例素材，提炼实践资料，丰富和优化拓展性教学资源，建立了包括教学视频及交互平台在内的教学资源库。本课次选取“智能交通系统技术基础”和“智能交通管理系统”两部分线上资源，组织学生完成线上相关概念性知识内容的“深度预习”（共4课时）。所选取教学视频见表1，教学视频融合了教师录制讲授内容、演示动画以及测试题目，形象地向学生传授概念性知识，促使学生集中精力高效完成线上课程学习，掌握课程相关基础知识。

在“深度预习”之后，线下课堂（2课时）由授课教师开展课程知识回顾与拓展，进一步梳理知识点；由授课教师布置课程项目内容，解析课程项目要求，针对课程项目要点分别进行课程项目讨论，为下一步设计实践方案及开展课程项目奠定基础。在课程项目讨论过程中渗透线上课程知识点，使学生更深层次地理解课程知识，帮助学生将理论知识转化为具体实践，整理课程项目全过程思路，培养开展交通调查、问题发现与解决方案提出的能力。

（三）  过程与方法

在本次混合式教学活动设计上，以新工科发展为导向，运用基于项目的探究式教学模式，从传统教学向导学转变，以线上教学视频内容为主体，结合课程项目任务，辅以知识拓展讨论内容，将课程思政、概念性知识学习、课堂讲授复习以及专业实践融入混合式教学模式。采取启发式+研讨式+翻转式教学形式，使在线课程与面对面课堂教学活动有机结合，激发学生自主学习意愿，改善学生的学习体验，提升学生的学习效率，增强“交通强国”的历史使命感，具体教学过程如下。

1  线上教学视频观看

利用4课时的线上教学时长，分两次布置学生观看相关教学视频，并完成教学视频中的弹题，最后提交章节测试。

2  课程知识回顾与拓展

回顾线上课程所学内容，尤其是与课程项目相关的内容，并有针对性地拓展知识点，引导学生更深层次理解相关概念。强调如今交通发展中暴露出来的基础性问题与大量研究使用的高新技术之间很大反差，在今后的工作中需要以服务出行者为目标，重视基础技术发展与建设，同时不断探索和寻求创新技术。

3  课程项目

课程项目规定智能交通系统相关主题，观察生活，针对日常生活中的交通问题，提出相应的解决方案。学生自由分组，组内人数4～6名，分工并加强团队协作、促进思维碰撞。小组成员在课堂上进行讨论交流，最终以报告形式完成，课程项目成绩由教师打分和小组成员互评得分共同构成。课程项目主体及要求如下。

选题：大型传统居住社区交通状况提升方案。

背景：随着我国城镇化进程的加快，新建居住小区高标准的布局、高水准的管理为人民带来了宜居的生活环境。但是作为承载着中国发展历史的传统居住社区却在发展过程中问题日益凸显，尤其是机动化快速发展的冲击下，传统社区的基础设施条件满足不了居民日益增长的出行需求。

要求：以小组为单位，选取身边传统居住社区，开展实地调查，了解传统居住社区交通现状，发现导致居民出行不便的问题，采集相关数据，运用课程学习到的相关知识，设计相应的解决方案（包括但不限于智慧化手段），并提出方案评价方法。