交通设计课程教学设计

　交通设计课程教学设计

　摘 要：以乔纳森建构主义学习环境设计理论为指导，针对交通设计课程以问题解决为核心的特点，对该课程进行教学设计。主要包括问题设计、案例设计、认知工具设计、支架设计、共同体设计、资源设计和评价设计几个部分，并以“解决某交叉口交通拥堵问题”为例进行关键环节的设计与说明。

　关键词：交通设计；建构主义；学习环境设计；教学设计 一、概述 近年来，建构主义教学理论在国内外广泛流行，并取得较好的教学效果。该教学理论认为认知是一种以主体已有的知识和经验为基础的主动建构。建构主义的教学理论以学生为中心，教师在整个教学环境中是促进者、组织者、发起者，学生能动的利用各种条件对所学的知识进行建构。建构主义教学系统设计特别强调“学习中心”的有意义学习环境的设计，称为建构主义学习环境设计[1]。

　交通设计课程是一门整合交通工程基本概念、基本知识与基本技能于一体的专业课程，其理论基础广、实践性强[2]。传统的以教师为中心的知识传授式教学在该门课程教学上很难取得较好的效果[3]，特别是在学生掌握解决问题的能力方面。而培养学生运用交通设计手段解决城市交通问题的能力是本门课程的重要目的。建构主义的学习环境设计理论恰恰是以解决问题为主线，帮助学习者积极地探究复杂的主题或环境，并且像领域专家一样思考问题。因此，基于建构主义学习环境设计理论的教学设计是对于交通设计课程的教学有

　益探索。

　二、建构主义学习理论 建构主义理论是由瑞士哲学家、心理学家皮亚杰（Piaget）于1966 年提出，他创立的学派被称为“皮亚杰派”或“日内瓦派”，是认知发展领域中最优影响的学派[4]，后来许多学者和教育实践者不断丰富该理论，目前该理论已在西方教育界产生深远的影响[5]，在中国也得到一定的发展[6]。建构主义学习观认为，学习者并不是被动的信息接受者，而是主动的进行信息的建构，而且这种建构不能由其他人代替。每个学习者都以自己独有的方式去理解知识，学习不是一个复试的过程，而是个体对知识和信息进行思考和处理的结构[7]。因此，在建构主义视角下，教学不再是单向的控制过程。教师由传统的知识传递者转变为学生知识建构的合作者、组织者和促进者。

　三、学习环境设计理论 建構主义学习环境是“一种以技术为支持的学习环境，学习者从中可以展开有意义的，有益的学习。在学习过程中，技术作为学习者探索、实验、建构和反思学习的工具，可以使学习者从经验中学习”[1]。20 世纪 90 年代后，建构主义教学设计研究构建了许多创新性的学习环境设计，其中比较有代表性的是乔纳森的学习环境设计理论。

　建构主义学习环境设计以问题解决为主线，主要包含六个基本要素：问题、相关案例、信息资源、认知工具、会话或协作工具、社会或境脉支持[8]。该设计将知识和技能的学习都融汇于问题解决之中，

　因此，学习者需要做的是解释、解决问题或者完成一个项目，而不是对去除背景情况的抽象知识的学习。虽然学习环境设计强调学习者的自我控制，然而教学设计人员在教学过程中担任指导学生如何建构知识、评价和更新已经建构的知识、为学习者定位与设计经验等重要任务。

　四、交通设计课程教学设计 在交通设计课程学习过程中，学习目的是培养学生运用交通设计手段解决城市交通问题的能力[2]，即将学生培养成解决相关城市交通问题的专业技术人员。学习解决问题是一个渐变的过程，学生需要从系统的概念性知识和独立于问题背景的策略性知识发展到对问题的个人认识和问题记忆，即围绕着某种类型问题的图式，其中整合了专业理论知识、系统知识、操作性知识、策略性知识和经验知识等。作为专业技术人员，在解决城市交通问题时，一般包括构建问题空间、识别问题、对策分析、生成并验证解决方案以及记忆经验几个环节。研究表明，经验在问题识别、对策分析以及生成和检验方案方面具有重要的作用[8]。因此，在进行教学设计过程中，要重点考虑解决问题的主要环节。

　（一）问题设计 由于交通设计课程是一门以解决实际问题为主要目的的课程，因此可根据交通设计课程的教学内容，分别设计相关问题。这些问题的解决将应用到本门课程或其他相关课程的基本概念、方法和相关技术。在问题设计过程中，需要注意以下几方面的问题：

　1. 设计的问题应覆盖本门课程的主要教学内容。

　2. 在问题描述过程中，要注意将问题的境脉、表征和问题空间描述清楚。

　工作日：

　9:00-18:00 交通设计课程涉及到的问题属于结构不良问题，往往是以复杂的真实世界为境脉，即现实中的交通系统，例如城市道路交叉口、公共汽车停靠站等。因此在对问题描述时，应包含问题提出的社会背景、历史信息、软硬件约束条件及与该问题相关的事件等境脉信息。在问题表述过程中还应该提供必要的关键概念及其相互关系、策略性知识及任务目标等。

　文章以“解决某交叉口交通拥堵问题”为例进行问题设计：

　1. 涉及教学内容：交通问题及特征分析、交通设计基础及流程、交通组织设计、断面设计、平面交叉口设计、交通信号方案设计、慢行交通设计等。

　2. 境脉描述内容应包括：城市交通发展社会背景、交叉口地理位置（最好选择学校附近交叉口，便于学生进行现场调查）、交叉口目前交通运行特征、交叉口拓扑结构和空间资源约束条件等。

　3. 任务目标：改善该交叉口交通拥堵现状，实现在空间资源约束条件下的交通运行最优。

　4. 相关概念及策略性知识关系图（如图 1 所示）

　（二）相关案例设计

　基于案例的推理是揭示问题解决过程的良好机制[9]，可以用来支撑学生应用交通设计手段进行城市交通问题解决学习。基于案例推理的问题解决学习过程一般包括四个环节，被称为 4-R（Retrieve， Reuse， Revise， Retain）方法[10]，基于案例推理的交通设计问题学习过程如图 2 所示。

　在案例设计中，教师提供的案例应该是与学生需要解决的问题直接相关或相似。所谓相似，即与待解决问题有着相似的情境、解决方案或结果。这些案例可以为学生提供解决问题的经验，同时也可以为即将解决的问题提供多种观点或解释。

　（三）认知工具设计 所谓认知工具，是指触发学习者思考并辅助特定认知过程的计算机工具[11]。认知工具主要包括信息收集与加工工具、操作支撑工具、问题表征工具以及知识建构工具等。以“解决某交叉口交通拥堵问题”为例，进行认知工具的详细设计，如表 2 所示。

　（四）支架设计 该问题的支架主要包括信息铺垫式支架、概念支架、元认知支架、策略支架、任务支架五种类型，其主要内容和实施途径如表 3 所示。

　（五）共同体设计 解决该问题的共同体除了学生，还包括教师、交通专家以及交通参与者。在共同体设计中，应明确共同体中各成员的职责和分工，并由教师做必要的引导，监控和调节学生的交互过程。例如，在进行问题分析讨论过程中，教师参与其中引导学生发现问题，并帮助小组的

　每个学生都参与到问题讨论中。

　（六）资源设计 资源设计是为学生提供生成更好的问题表征、填补知识空缺、搭建学生新旧知关联、支撑问题解决策略等方面的资源和材料，例如相关的统计数据报告、相关的研究文献等。

　（七）评价设计 评价设计是对学生的学习效果进行评价。评价的方式主要包括：

　1. 对研究报告的评价：包括问题的分析和解决思路、设计方案、改善效果、报告撰写情况以及是否体现的小组合作。

　2. 对学习过程的评价：主要关注学生在解决问题的过程中，是否进行着主动的、建构的、有意图的、真实的和合作的学习。该评价是过程性评价，可以利用教师评价、学生自我评价、小组间互评、小组内互评等方式。

　3. 对知识建构的评价：让学生围绕教师提出的问题生成概念和策略结构图，评价学生的概念和策略结构图是否抓住核心概念、概念的数量与相关性等。评价方式可以采用教师评价、专家评价等方法。

　五、结束语 建构主义学习环境设计以问题解决为主线，并在设计过程中追求有意义的学习，促使学生形成合理的心智模型[8]。因此基于此的教学设计对于交通设计课程的教学具有较强的适用性。通过几个问题的分析和解决，学生将形成交通设计相关的概念、策略和方法的心智模型，完成交通设计相关知识的建构过程。但在教学过程中，教师对整

　个教学环节要进行充分的准备、指导和干预。因此，基于建构主义教学环境的教学设计对教师提出了更高的要求。

　參考文献 [1]刘欣.建构主义学习环境教学设计模式[J].大学教育，2014（1）：7-9. [2]陈茜，陈峻，季彦婕.CDIO 理念下“交通设计”课程教学模式探索[J].东南大学学报（哲学社会科学版），2013，15 （Supplement）：149-151. [3]马万经，杨晓光.基于项目学习模式的交通设计课程教学改革探索[J].理工高教研究，2010，29（3）：105-107. [4]孔宪遂.试论建构主义理论对教学的启示[J].清华大学教育研究，2002（S1）：128-133. [5]薛国凤，王亚晖.当代西方建构主义教学理论评析[J].高等教育研究，2003，24（1）：95-99. [6]温彭年，贾国英.建构主义理论与教学改革——建构主义学习理论综述[J].教育理论与实践，2002，22（5）：17-22. [7]艾兴.建构主义课程研究[D].重庆：西南大学，2007. [8]李妍.乔纳森建构主义学习环境设计研究[D].上海：华东师范大学，2007. [9]Jonassen， D.H.， J. Hernandez-Serrano， Case-Based Reasoning and Instructional Design：

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　Lawrence Erlbaum Associates Publishers. 工作日：

　9:00-18:00