1、系統(tǒng)科學(xué)交通工程課堂教學(xué)中實(shí)例應(yīng)用    【摘 要】如何把課堂教學(xué)與現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展有機(jī)整合，是當(dāng)前高校教育教學(xué)改革所面臨的重要問(wèn)題。本文根據(jù)多年的教學(xué)和科研實(shí)踐，論述了將現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展與課堂教學(xué)相結(jié)合的必要性，并結(jié)合交通工程課堂教學(xué)和系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展，探討了在交通工程課堂教學(xué)中融入系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展的教學(xué)模式。 【關(guān)鍵詞】交通工程  系統(tǒng)科學(xué)  課堂教學(xué)  有機(jī)整合  一、系統(tǒng)科學(xué)和交通工程學(xué)概述 一般系統(tǒng)論認(rèn)為，系統(tǒng)是指相互聯(lián)系、相互制約的若干組成要素結(jié)合在一起并具有特定功能的有機(jī)整

2、體。3系統(tǒng)科學(xué)指的是以系統(tǒng)為研究對(duì)象的一門學(xué)科，它通過(guò)描述“一般系統(tǒng)”的特征、類型及演化規(guī)律等，試圖揭示系統(tǒng)的對(duì)應(yīng)或相似性以及同構(gòu)性等共性問(wèn)題。1該學(xué)科從系統(tǒng)的角度，運(yùn)用系統(tǒng)的方法去考察認(rèn)識(shí)整個(gè)世界，是具有橫斷學(xué)科性質(zhì)的新科學(xué)，24在許多領(lǐng)域都有著重要的影響和應(yīng)用。系統(tǒng)科學(xué)包含的內(nèi)容較多，如一般系統(tǒng)論、信息論、控制論、運(yùn)籌學(xué)和系統(tǒng)工程、耗散結(jié)構(gòu)理論、超循環(huán)理論和突變論、非線性科學(xué)等。220世紀(jì)80年代以來(lái)，由于系統(tǒng)科學(xué)在社會(huì)生產(chǎn)生活中發(fā)揮了不可替代的作用，因此受到了國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者的廣泛關(guān)注，其研究工作也得到了進(jìn)一步發(fā)展和完善，如協(xié)同學(xué)說(shuō)的創(chuàng)立、錢學(xué)森的系統(tǒng)科學(xué)體系和復(fù)雜性研究以及混沌理論的新發(fā)

3、展。2系統(tǒng)科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展在具體的應(yīng)用領(lǐng)域給我們帶來(lái)重要影響的同時(shí)，也使我們的思維方式產(chǎn)生了重大的改進(jìn)。它利用數(shù)學(xué)工具，使人類的思維方式從定性概括開(kāi)始向定量描述發(fā)展，從而更能精確揭示自然和社會(huì)現(xiàn)象的一般規(guī)律。 交通工程學(xué)是隨著交通科技的發(fā)展，為解決日益嚴(yán)重的交通問(wèn)題而興起的一門學(xué)科。其主要的目的是揭示交通運(yùn)輸這一社會(huì)活動(dòng)的基本規(guī)律，從而能夠提高交通的效率，節(jié)約資源和社會(huì)成本。它所研究的內(nèi)容對(duì)提高公路和道路的交通性能起著至關(guān)重要的作用，因此具有廣闊的發(fā)展和應(yīng)用前景。5揭示了交通工程的研究?jī)?nèi)容，它是研究道路交通中各種交通現(xiàn)象基本規(guī)律及應(yīng)用的一門學(xué)科，它是以人為主體、以交通流為中心，以道路為基礎(chǔ)，將

4、三方面的有關(guān)內(nèi)容統(tǒng)一在交通系統(tǒng)的環(huán)境中進(jìn)行研究，通過(guò)交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)管理等方法，提高道路的通行能力和運(yùn)輸效率，降低能源消耗與運(yùn)輸費(fèi)用，從而達(dá)到安全經(jīng)濟(jì)的目的。 從上面對(duì)于系統(tǒng)科學(xué)和交通工程的研究?jī)?nèi)容來(lái)看，兩個(gè)學(xué)科都是力圖揭示自然現(xiàn)象的一般規(guī)律，從而能夠進(jìn)一步利用這一規(guī)律，為人們的決策服務(wù)，因此兩個(gè)學(xué)科從總體目標(biāo)上來(lái)說(shuō)是一致的。由于交通系統(tǒng)是一復(fù)雜系統(tǒng)，研究交通系統(tǒng)的非線性現(xiàn)象和復(fù)雜性特征一直是交通科學(xué)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展為現(xiàn)代交通科學(xué)的研究和應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，它為交通工程的研究提供了諸多的研究方法和思路，有力的推動(dòng)了交通工程的發(fā)展。因此系統(tǒng)科學(xué)和交通工程學(xué)有著緊密的聯(lián)系。

5、 近年來(lái)，隨著交通科學(xué)的發(fā)展，很多高校都開(kāi)設(shè)了交通工程教學(xué)課程。但在教學(xué)過(guò)程中，由于一些教師對(duì)系統(tǒng)科學(xué)與交通工程間的關(guān)系理解不深，往往忽視了交通工程教學(xué)過(guò)程中系統(tǒng)科學(xué)方法的介紹，使學(xué)生僅僅學(xué)到了書(shū)本上的內(nèi)容，知識(shí)面不能合理的拓寬，從而限制了學(xué)生思維和創(chuàng)新能力的發(fā)展。鑒于此，在講授交通工程課程過(guò)程中，引入系統(tǒng)科學(xué)的研究思想和方法，對(duì)于開(kāi)拓學(xué)生的視野是非常必要的。 二、淺談交通工程課堂教學(xué)中納入系統(tǒng)科學(xué)的必要性 現(xiàn)代交通工程的發(fā)展是建立在交通科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上。隨著當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，交通科學(xué)不斷和其它科學(xué)（特別是系統(tǒng)科學(xué)）交叉，產(chǎn)生了許多新理論和新方法。同時(shí)，這些新理論和新方法在實(shí)際的交通工程

6、應(yīng)用中不斷得到豐富和發(fā)展。為了培養(yǎng)能適應(yīng)信息社會(huì)發(fā)展的創(chuàng)造性人才，特別是提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，必需在交通工程的課堂教學(xué)中，融入現(xiàn)代交通科學(xué)的發(fā)展。系統(tǒng)科學(xué)作為現(xiàn)代交通科學(xué)發(fā)展的重要理論基礎(chǔ)之一，將其納入交通工程課堂教學(xué)是十分必要的。 將系統(tǒng)科學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展融入交通工程的課堂教學(xué)，首先可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和情感。例如，在講授交通安全評(píng)價(jià)方法時(shí)，常規(guī)的方式是介紹課本上的方法，如絕對(duì)評(píng)價(jià)法、事故率評(píng)價(jià)法、模型評(píng)價(jià)法等。事實(shí)上系統(tǒng)科學(xué)中的評(píng)價(jià)方法有多種，并不僅限于書(shū)本上的內(nèi)容。為了激發(fā)學(xué)生的興趣，可以介紹一些評(píng)價(jià)方法的發(fā)展，如層次分析法、屬性綜合評(píng)價(jià)方法以及模糊綜合評(píng)判方法

7、。并針對(duì)不同的評(píng)價(jià)方法，介紹其特點(diǎn)和適用范圍，比較其優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)這樣的比較和介紹，不僅可以使學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)一目了然，對(duì)學(xué)生興趣的培養(yǎng)也有很好的促進(jìn)作用。 其次，將系統(tǒng)科學(xué)的方法融入交通工程的課堂教學(xué)，也可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，達(dá)到教與學(xué)的目的。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師依據(jù)書(shū)本，逐步說(shuō)明學(xué)習(xí)內(nèi)容。這種導(dǎo)入，學(xué)生往往感到枯燥乏味，難以引起學(xué)生的情感共鳴。如果在課堂教學(xué)中，引用一些重要的科學(xué)進(jìn)展或是重大的實(shí)際應(yīng)用，可消除這種十分沉悶的教學(xué)氛圍。 另外，在交通工程的課堂教學(xué)中，引進(jìn)系統(tǒng)科學(xué)的現(xiàn)代發(fā)展，可以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面，提高學(xué)生專業(yè)知識(shí)水平?，F(xiàn)代社會(huì)的科學(xué)研究是不斷發(fā)展的，教材上的知識(shí)只是對(duì)過(guò)去研究

8、的總結(jié)，教師在課上介紹最新的研究進(jìn)展，可以有效地?cái)U(kuò)大學(xué)生的視野，而且能將學(xué)生直接帶到學(xué)科的前沿，為他們今后的進(jìn)一步學(xué)習(xí)和定位具有重要的指導(dǎo)意義。三、交通工程課堂教學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展有機(jī)整合的嘗試和建議1實(shí)驗(yàn)教學(xué)與課堂教學(xué)結(jié)合。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，高校人才的培養(yǎng)必須適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的需要。面對(duì)這種需要，實(shí)驗(yàn)教學(xué)顯得尤更為重要。目前，“交通工程”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的大部分內(nèi)容更新很慢，已不適應(yīng)現(xiàn)代交通科學(xué)的發(fā)展。授課教師可以根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)和交通工程中的相關(guān)內(nèi)容，補(bǔ)充一些先進(jìn)的、有代表性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。并有效的利用學(xué)校交通工程實(shí)驗(yàn)室的平臺(tái)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法讓學(xué)生掌握交通現(xiàn)象形成的機(jī)理及解決的過(guò)程。

9、這樣可以解決傳統(tǒng)課堂教學(xué)中不能解決的重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容。結(jié)合交通工程的專業(yè)特點(diǎn)，介紹現(xiàn)代系統(tǒng)科學(xué)在交通工程的應(yīng)用。這樣，可以大大豐富傳統(tǒng)教學(xué)的內(nèi)容，同時(shí)擴(kuò)大了學(xué)生的知識(shí)面，以及畢業(yè)后適應(yīng)社會(huì)需要的能力。同時(shí)，可以組織學(xué)生參觀一些現(xiàn)代化交通工程的實(shí)驗(yàn)室，或是參觀一些工程應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)。例如，教師在講授交通流理論中關(guān)于交通模擬模型時(shí)，可以組織學(xué)生參觀一些交通工程的實(shí)驗(yàn)室，重點(diǎn)介紹一些應(yīng)用系統(tǒng)科學(xué)中的交叉方法建立的交通模型。通過(guò)平臺(tái)演示，讓學(xué)生直接感受到系統(tǒng)科學(xué)在交通工程中的重要地位。這樣既使學(xué)生掌握了新知識(shí)，又增強(qiáng)了學(xué)生的能力。2啟發(fā)式教學(xué)的應(yīng)用。結(jié)合書(shū)本內(nèi)容，遵循系統(tǒng)原則介紹一些系統(tǒng)科學(xué)的新進(jìn)展及一些重

10、大應(yīng)用方法，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的融會(huì)貫通。為此，可以采用啟發(fā)式的教學(xué)模式，即提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的教學(xué)方式。這樣不但會(huì)使學(xué)生對(duì)教學(xué)目的有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)，也會(huì)讓問(wèn)題變得更加容易理解。例如，我們?cè)谥v授交通預(yù)測(cè)時(shí)，通常的方式是首先提出問(wèn)題，如交通預(yù)測(cè)的難點(diǎn)在什么地方？存在什么樣的問(wèn)題？通過(guò)什么樣的方式去解決？之后分析問(wèn)題的本質(zhì)，包括問(wèn)題涉及的相關(guān)要素，不確定因素等，如汽車的保有量，出行頻率，出行時(shí)間等。最后在學(xué)生理解的基礎(chǔ)上，介紹出行預(yù)測(cè)模型。實(shí)際上，系統(tǒng)科學(xué)中預(yù)測(cè)模型具有多樣性，而課本上介紹的不會(huì)很全面。因此，可以進(jìn)一步介紹系統(tǒng)科學(xué)中新的方法在交通預(yù)測(cè)中的應(yīng)用，如基于混沌和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法。這

11、樣的教學(xué)過(guò)程，不僅能夠把問(wèn)題講解的很清晰，對(duì)學(xué)生的理解和知識(shí)的拓寬都是有幫助的。3讓學(xué)生主動(dòng)參與課堂教學(xué)。組織學(xué)生積極參加課外查詢、課堂討論等活動(dòng)。課外查詢一些有關(guān)系統(tǒng)科學(xué)和交通工程的相關(guān)內(nèi)容，課內(nèi)教師可以組織學(xué)生討論。這樣可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與教學(xué)活動(dòng)的積極性，激發(fā)學(xué)生的質(zhì)疑精神、探索精神。例如，教師在教授交通流特性分析時(shí)，可以先讓學(xué)生課外查閱相關(guān)文獻(xiàn)，掌握和了解應(yīng)用非線性系統(tǒng)理論研究交通流特性的方法，然后組織學(xué)生課堂討論，最后教師進(jìn)行課堂總結(jié)。這樣可以把學(xué)生的積極性充分調(diào)動(dòng)起來(lái)，同時(shí)讓他們參與到課堂教學(xué)中。讓學(xué)生自己獨(dú)立地解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。以此不斷提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。在此過(guò)程中，授課教師需做一些必要的課外輔導(dǎo)工作。四、結(jié)束語(yǔ)總之，在教學(xué)過(guò)程中，除了講授傳統(tǒng)的“交通工程”基本理論和基礎(chǔ)知識(shí)外，還要注意對(duì)系統(tǒng)科學(xué)方法的創(chuàng)造性傳授。這樣的教學(xué)不僅反映了系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和最新研究成果，又能與交通工程的實(shí)際結(jié)合，達(dá)到教與學(xué)的目的。參考文獻(xiàn)1 齊磊磊.論“系統(tǒng)科學(xué)”與“