摘要：文章首先阐述了应用型本科院校交通仿真课程教学存在的问题，然后指出了“金课”建设背景下应用型本科院校交通仿真课程培养目标，接着从教学内容、教学方法、教学评价三个方面提出了“金课”建设背景下应用型本科院校交通仿真课程改革策略，最后总结了“金课”建设背景下应用型本科院校交通仿真课程改革效果。
关键词：交通仿真课程,“金课”建设,应用型本科院校
随着人工智能、大数据等新兴技术在我国教学领域的广泛应用，基于计算机技术的交通仿真软件成为交通领域进行研究的重要工具。利用这些软件对实际交通环境进行3D仿真，生动直观地反映实际交通状况，进而掌握整个系统的交通问题，对交通系统制定可行的优化方案，已经成为交通从业人员的重要技能之一[1-4]。
在高校交通工程专业课程中，结合仿真技术的理论和实验课是不可或缺的内容[5]。当前，交通仿真课程实际教学存在理论和实验知识脱节、教学理念和教学模式缺乏创新、学生对交通仿真知识吸收较慢，以及理论联系实际不足的现象。为了适应本科专业教学的客观需求，推动应用型本科院校人才培养模式的改革，以及对交通仿真课程建设新理念进行快速梳理，推动课程评价、课程内容和教学方式方法改革，在“金课”建设背景下，笔者以交通仿真课程为例，对其进行教学模式创新、教学和实验实训内容创新，从而提升该课程的教学质量，提高学生培养质量，这对于助推应用型本科院校一流本科课程建设和专业建设具有重要意义。
一、应用型本科院校交通仿真课程教学存在的问题
交通仿真课程是一门以交通工程、交通规划、交通管理与控制等基本理论和专业知识为基础，将计算机模拟作为仿真工具，利用适用于交通系统的仿真模型模拟实际道路的运行状态，从而更好地掌握实际交通无法做到的交通优化状态的一种应用性仿真课程。交通仿真课程与传统的交通工程专业理论课程有所不同，该课程弱理论、强应用，实践性和创新性较强，故传统的教学方法并不适用于交通仿真课程。目前，应用型本科院校交通仿真课程存在的问题主要有以下三个方面。
（一）授课方式、教学手段单一固化
传统的交通仿真课程采取的授课方式是理论授课，即教师用PPT讲授仿真基础知识和仿真原理，实践教学课时较少，因在实践教学中教师仅教授基本操作步骤，便让学生进行练习，这会导致学生对仿真软件机械操作的理论和实践无法实现融会贯通，在实际的交通规划案例中，不能够灵活剖析问题。社会上交通实际问题与学校教学脱节，很难达到应用型本科院校的教学目标，也无法提升学生的实践能力和创新应用能力。在教学手段上，采用教师传授知识、学生听课的方式，导致无法激发学生的学习兴趣。
（二）授课内容脱离实际，无法进行模块化教学
目前，应用型本科院校交通仿真实训室设备功能受到限制，仿真实训内容与实际不够贴合，甚至仿真实训内容不清晰，无法将学生的想法与交警的交通组织方法进行有针对性的对比，从而无法打造集设计、优化、仿真、评估、报告于一体的流程化仿真应用，最终与科学的、准确的交通辅助决策偏离，使得学生的综合实践能力得不到锻炼，进而导致学生毕业后到企业工作时，对交通仿真相关的规划项目适应性差。
传统的交通仿真课程根据应用型院校的教学资源、教学大纲，对某一种交通仿真软件进行分章节讲解，授课内容较琐碎，无法进行模块化训练，且由于每种仿真软件都有优缺点，嵌入不同的交通仿真模型，适用不同的道路交通状况，故单一的仿真软件无法体现出交通实际运行的情况，同时学生在学习过程中无法针对不同交通状况进行分模块练习，也无法相互借鉴。
（三）学习效果评价无法适应新时代的学生特点
当前，学生可利用的学习工具较多，有些学生认为课下自行学习也能够学懂知识，即慕课、知乎等网络带来的资源很丰富，导致学生心态发生变化，个别学生选择在课下的时候学习，这就导致学生课堂不认真听课，任务驱动效果不理想。而传统的考核方式采用“期末试卷+平时考勤”的方式，考核的内容偏向于理论知识，学生往往在考试周突击学习相关知识，这种方式难以适应应用型本科院校的教学目标，即理论和实践脱节，与当前学生的学习方式不适配，对学生解决实际交通问题的能力和创新能力训练不足，只能检验学生对理论知识的掌握程度。因此，教师要想提高教学质量，打造“金课”，就要激发学生的课堂学习兴趣，提高其学习动机。
二、“金课”建设背景下应用型本科院校交通仿真课程培养目标
自2018年“金课”概念提出以来，部分课程真正地实现了将“水课”变成“金课”，也明确了“金课”的建设标准，即高阶性、创新性、挑战度。高阶性是指基础理论知识与思想素质有效融合，体现立德树人的育人理念；创新性指体现教学内容的先进性、时代性，教学形式的多样性；挑战度是课程内容要有一定的难度，因此“两性一度”对于课程的建设提出了更高的要求。
应用型本科院校以培养应用型人才为使命，而对智慧交通信息化人才的培养，需顺应我国交通发展及新形势下人才培养的需求，致力于实现综合智慧交通一体化[6-8]。在“金课”建设背景下，该课程应具备教育性、实用性、前沿性等特征，同时培养目标应注重培养学生的理论应用能力、问题求解能力和创新能力，所以具体培养目标包括知识目标、能力目标和素质目标。
知识目标：要有理论、有技术。能够根据前期课程的学习，在交通仿真课程中开发、选择与使用恰当的现代仿真工具和信息技术，对复杂交通工程问题进行预测与模拟，并能判断结果的有效性和局限性。
能力目标：有思路、有创新。通过实验，使理论与实践相结合，提高学生的实践能力。除了基本能力，还要能运用交通仿真软件分析常见的交通管理、信号配时等问题，对交通方案进行对比优化，从而培养学生综合分析、处理各类交通问题的基本能力，提升学生的动手能力，使其能结合人工智能把理论知识应用于实践，参加智能交通大赛、企业实习等。
素质目标：学生能够进行小组合作，并具有大局协作意识、组织管理能力，能够在团队中扮演好个体、团队成员及负责人的角色，从而培养乐于思考和勇于创新的品质。
三、“金课”建设背景下应用型本科院校交通仿真课程改革策略
根据现有的教学资源和学生的实际学习状态，以及应用型本科院校交通仿真课程的培养目标，在交通仿真课程改革过程中，需将课堂转移到实验室，重构教学内容、更新教学方法、优化评价方法。即在“金课”建设背景下应用型本科院校交通仿真课程改革涉及教学内容、教学方法、教学评价三个部分。
（一）教学内容
应用型本科院校开设的交通仿真课程内容主要包含交通规划、交通设计、交通管理与控制等。由于涉及前期课程相关知识，所以知识面更广，因此，授课教师必须合理整合教学内容，对具体的教学内容进行优化，厘清交通仿真课程教学知识点之间的逻辑性和关联性，保留适合应用型本科院校的交通仿真的基本仿真原理和交通设计方法，删除重复的、过时的教学内容，同时将最新的应用技术、案例和仿真系统方法引入教学。授课教师应根据该课程理论结合实际、实践的特点，以培养学生的理论应用能力、问题求解能力和创新能力为目标，将交通仿真抽象的理论知识转化为具有实践性的通俗易懂的知识，最大程度地提高讲授内容的高阶性、创新性和挑战度，使交通仿真课程在“金课”建设的大背景下，更紧密地对接专业，更好地为专业服务，使学生在短时间内具有扎实的交通仿真理论，能灵活运用交通仿真软件，具备解决交通拥堵、交通组织优化设计、城市交通预案评估等方面的能力。根据交通仿真课程授课内容存在的问题，重塑、优化教学内容后，模块化教学内容具体的学时分配如表1所示。
由表1可知，教学内容采用模块化教学，主要划分成科学交通组织优化与仿真实训平台、基础软件操作、实际案例仿真设计三个模块，总共32学时，16个理论学时，16个实验学时。每个教学模块都根据知识点设置了项目，即每个知识点就是一个项目，其中科学交通组织优化与仿真实训平台模块内容包括单点优化、干线优化、区域交通组织优化、占道施工四部分。软件基础操作模块是采用VISSIM仿真软件、AMsun仿真软件进行基础软件操作，可对不同的操作内容、不同软件的优缺点进行对比。实际案例仿真设计是结合某集团提供的项目案例对学生进行集中实训，包括十字交叉口优化、公交专用道方案设计，环形立交方案设计与比选、干线交叉口绿波方案设计，以此锻炼学生在仿真软件中根据实际交通遇到的交通拥堵问题、交通组织问题进行优化设计的能力。
（二）教学方法
根据授课内容，教师可采用案例教学法、问题导向法、翻转课堂教学方法引导学生善于观察实际的交通问题，通过交通需求找到解决交通问题的方法并锻炼表达交流能力。上课前，教师可通过UClass、学习通等工具，使学生了解每次课程的学习内容；课堂上，教师可通过问题的引入和启发进行理论讲授，并穿插实际的案例，直观讲解授课内容，同时以任务驱动的方式进行实战演练，通过小组分工使学生增强互动，活跃课堂氛围；课后，教师可通过推送课堂知识测验，了解学生对课堂知识的掌握情况，然后进行点评，以适应当前学生实际学习状态及教学内容与教学方法的匹配，从而达到应用型本科院校交通仿真课程培养目标。具体的交通仿真课程教学实施如下。
1.案例教学法。传统以板书为主的理论教学方式不适用于实践性较强的交通仿真课程，故该课程在实施案例教学法时需将课堂转移到实验室，根据每个模块的教学内容选取不同的教学案例，且教学案例要紧扣教学内容，能够作为专业课程理论知识的支撑。在教学过程中，首先要复习巩固上节课的知识，然后进行案例教学，该方法将模块化教学内容中的实际案例仿真设计模块的三大案例，即十字交叉口优化方案设计案例、环形立交方案设计与比选案例、干线交叉口绿波方案设计案例贯穿整个教学过程，不但解决了知识碎片化的问题，避免不同教学内容的不连续性，还实现了从路网搭建、交通仿真参数状态设置、仿真运行到仿真结果输出、仿真报告评估的完整流程化教学。之后再根据不同项目涉及的实际案例，适当补充交通工程理论基础知识，要注意穿插交通流原理及参数设置方法，使学生“知其然也知其所以然”，增强学生对软件的理解能力。学生通过亲自动手操作软件进行实践，能够更好地提高对课程和软件技能的把握能力。如在讲解信号灯设置时，教师可通过实际交通信号设计不合理的案例，对交通信号控制的原理、信号设置方法进行讲解，并将十字交叉口优化方案设计案例贯穿讲解过程，同时用平面交叉口涉及的公交信号优先、礼让行人等内容提升学生的学习兴趣，从而实现思政教育的常态化。
2.问题导向法。问题导向法是以“提出问题—启发问题—解决问题”为基本步骤的教学方法。在教学过程中涉及的相关问题要贯穿始终，同时也要结合其他的教学方法。在教学开展过程中，教师作为课堂的主导者，学生作为主体，二者需要相互配合。在教学过程中，首先，要创设问题，教师选择问题时需满足课堂教学的理论要求及实际交通和学生的现实需求；其次，要精心设计问题情景，这需要教师紧密联系生活或与学生息息相关的内容，并通过视频、图片等方式将问题加以呈现，以引发学生对问题的关注；再次，学生对问题做出反应，这既能够使教师检验所提问题的质量，又能够把控课堂，学生在收到问题、理解问题之后，进入探讨求解环节，这个过程教师需引导学生紧密围绕问题展开探究，并提供咨询和答疑，其间，还需要注意提高学生的学习积极性；最后，经过问题的探讨和求解，教师对问题进行总结，并对学生问题探讨的深度和解决问题的程度进行点评，同时反思自身教学，总结经验，这个过程不但可以检验学生的学习效果，还可以检验教师课堂教学效果。如在讲解城市平面交叉口优化方法的时候，教师可根据本节课具体的授课内容，精心准备问题引入，通过播放城市交叉口交通拥堵的视频及当前“双碳”背景下对于交通强国的要求，引导学生关注生活中的交通拥堵，并提出“引发交通拥堵的原因有哪些、在交叉口优化的时候可从哪些方面入手、从哪些评价指标入手评价交叉口优化效果及减碳效果”的问题，学生在明确问题后，教师要组织学生进行讨论和交流。其间，对学生产生的疑问，如交叉口信号配时的合理性如何判别等，教师要进行答疑，从而营造活跃的课堂氛围，最后进行总结和反思，并引导学生在优化设计中考虑低碳交通、行人优先，进而实现思政教育的常态化。
3.翻转课堂。翻转课堂是将学生的学习决定权从教师转移到学生，这要求教师在课前对教学内容进行深入挖掘，提炼教学核心问题，明确教学目标，并通过信息技术发布教学任务清单，让学生提前自主学习，明确学习任务，同时通过测验了解学生对知识点的掌握情况。课堂上由学生自主完成教师布置的任务，其间，教师要注意引导学生通过自己的努力和团队协作对教学知识进行“再发现”。之后由小组代表上台讲解小组内演练设计过程、结果，教师进行点评，并对课堂内容进行总结。课后教师要注重教学反思，并通过组织学生参加学科竞赛，激发其创新、实践精神。例如，在教学城市平面交叉口通行能力分析的时候，教师可采用翻转课堂教学模式，通过课前的充分准备，明确教学目标，并用学习通为学生发布自主学习任务，课堂上为学生讲解交通信号的理论知识和通行能力计算方法，然后以小组为单位，仿真并计算咸阳市彩虹一路与人民西路交叉口的通行能力，之后进行分析。教师引导和组织学生自主操作仿真软件，通过小组合作锻炼学生的分工能力及学生之间的交流能力，之后抽取小组成员代表上台演练并讲解设计过程，分析结果。最后教师进行点评，并总结课堂内容，鼓励和推荐学生参加学校举办的交通设计、大学生创新创业等比赛项目，以此检验学生学习效果，培养其实践创新能力。此外，教师可利用港珠澳大桥等交通设计案例中涉及的专业精神，引导学生增强对专业的认同，以及体会交通规划与设计师应具备的科学精神与人文素养，从而实现思政教育的常态化。
（三）教学评价
针对当前学生的学习特点，以及交通仿真课程的教学内容、教学方法等，要设计科学的评价体系，对最终的教学效果进行评价，以检验学生对课程的理论和实践内容的掌握情况[9-10]。具体可采用平时成绩和机试考核方法，平时成绩包括三部分，一是布置作业，作业内容主要是理论知识和计算能力的考核，二是平时课堂的表现，三是平时的实训测试；上机内容包括科学交通组织优化平台的设计及结果分析，根据实际的路口利用AMsun仿真软件、VISSIM仿真软件进行交通仿真和优化。结课考试的内容应具有一定的挑战度，注重检验学生的综合应用能力。考试以机试为主，要求学生结合所给的底图，与平时知识的积累，绘制实际路口仿真图，包括车辆、行人、非机动车、信号控制优化前后的对比、仿真与调试结果分析。通过以上贯穿整个教学过程的考核，教师可以随时掌握学生的学习效果，及时调整教学方法。
四、“金课”建设背景下应用型本科院校交通仿真课程改革效果
应用型本科院校交通仿真课程在“金课”建设背景下，通过制定培养目标，从教学内容、教学方法、教学评价三个方面进行改革，具体采用翻转课堂、案例教学、问题引入等方法加强学生理论联系实际的能力，使学生能够对生活中常见的交通组织进行系统的认识与创新性的优化设计。通过对交通工程专业的70名学生进行调查，以评价交通仿真课程改革的实施效果，结果表明，学生学习效率明显提升。
将理论和实践教学全部转移到实训室，教师和学生的课堂互动得到增强，采用小班授课、分组分工的形式，教师能够关注每一组学生的学习效果，对学习内容可以有更加精准的把控。通过对多种仿真软件的对比应用，验证了不同仿真模型的优缺点，并与前期学过的课程知识进行融合，学生的理论计算能力大大提升，对车辆行人在不同道路条件下的运行机理更加了解。
在实训室对VISSIM和AMsun交通仿真软件，以及科学交通组织优化与仿真实训平台进行详细的讲解，提高了学生的实际操作能力，使学生对理论知识的理解更加深刻，并且可以灵活运用到实际案例的设计中。对接企业实际交通规划案例，使80%的学生能够根据交通仿真建模的基本知识进行项目化训练，为其今后成长为交通工程专业技术人才打下坚实基础。
综上所述，在“金课”建设背景下，将交通仿真课程的培养目标、教学内容、教学方法、教学评价进行整合、重塑、更新，并利用智慧化的教学手段和方法，提高了该课程理论课堂教学和实训实验教学质量。
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