发展性教育理论在交通运筹学教学中的应用研究

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  【摘 要】为了提高交通运筹学教学质量,培养和锻炼学生运用运筹学理论解决交通运输领域优化问题的能力,在交通运筹学教学过程中,按照发展性教育理论的体系要求,采用集体教学、小组学习和个别辅导相结合的多维教学模式,创造学生的“最近发展区”,教学过程中增加互动环节和计算机辅助教学内容。结果表明,学生的学习效果得到了提高,教学与发展互相促进。
  【关键词】教学研究 运筹学 发展性教育 教学手段
  【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2009)07-0031-03
  【Abstract】In order to improve teaching quality of traffic operational research, train students applying operational research to solve issues in traffic transportation, collective teaching, group studying and individual tutorship were employed in teaching course according to theory of teaching featuring development. Teaching course emphasized “latest developing area” of students, increased commutative response and teaching assistant multimedia. Evaluating results show that the teaching means improve studying effect, promote teaching and development.
  【Key words】Teaching research Operational research Teach featuring development Teaching means
  
  交通运筹学是为交通运输管理决策提供定量依据的应用科学,其特点是将管理中出现的实际问题归纳为抽象的数学模型,综合运用数学方法或计算机工具对模型进行求解,得到解决问题的最优方案。随着高等教育改革的不断深化,教学中既要重视运筹学的基本理论和方法的讲授,又要培养学生解决交通运输领域优化问题的实践能力,以更加新颖、有效的教学手段实现教学目标。因此,改变传统的“讲授式”的教学模式,突破学生沿袭“定义”、“定理”、“例题”、“习题”、“作业”的学习方法,对于全面提高交通运筹学的教、学质量、培养学生解决交通运输领域优化问题的能力,具有重要的现实意义。
  近年来,无论在初等教育还是在高等教育领域,发展性教育理论都有广泛的应用,并在英语、高等数学、化学、护理学等具体课程以及教学评价中得以实践,保证了教学质量,通过反馈控制促进教育教学不断发展。[1~4]此外,关于运筹学这门课程教学改革研究的相关文献很多,双轨教学法、[5]探究式教学法[6]和鼓励创新思维[7]等新的教学方法在教学中都有实践。本文针对交通运输类专业特点,基于发展性教学理论体系,改革传统的运筹学教学模式,探索新的教学方法和教学手段,更新教学内容,创造学生的“最近发展区”,探索新的教学模式。
  
  一、发展性教学理论概述
  
  由以知识为本向以发展为本转变,是当代教学改革的基本方向。人的发展问题越来越引起人们的关注。发展性教学以其理论基础的厚重、指导思想的超前、价值取向的多元、方法策略的人文性而受到更多的关注与研究。
  1.发展性教学理论的产生与发展
  关于发展性教学,前苏联学者早在20世纪20~30年代就做了开创性的研究。维果茨基认为:“只有当教学走在发展前面的时候,这才是好的教学。”他提出了“最近发展区”的概念,指出教学促进发展的实质,是将“最近发展区”转化为学生的“现有水平”,奠定了发展性教学的理论基础。作为维果茨基的学生,也是“最近发展区”理论的实践者,赞科夫进行了长达20年之久的教学试验,剖析了传统教学的弊端,提出了“教学与发展”的教学理论,即教学与发展是互为条件、互相推进的,教学不能消极地等待学生生理与心理的自然发展,跟着发展走,而应积极地依靠“正在成熟的机能”创造“最近发展区”。从而明确提出了教学的指导思想、教学原则,出版了多部发展性教学理论专著,形成了教育教学新体系。
  发展性教学理论的指导思想是“以最好的效果,促进学生的一般发展”。所谓的“一般发展”,既包括智力因素,也包括生理、心理以及整个身心的全面和谐发展。赞科夫继承和发展了传统的教学论思想,不仅将“发展”引进了教学领域,而且在更高的高度上探讨了教学与发展之间的辩证关系,以此促进学生各种心理品质的发展。赞科夫的教学论体系中重视人的心理品质的全面发展、重视学生认知主体作用等观点,都是对传统教学理论的突破和超越,至今对国内外教育研究和工作者都有重要的借鉴意义。
  20世纪90年代以来,国内学者在课堂教学研究中,分析了学生的主动参与与学生的全面发展、主体发展的关系。裴娣娜教授把学生主动参与学生主体发展相关联,探讨了主体参与的目标、有效度过程、条件以及接受效果的教学策略。[8]叶澜教授以学生的互动学习、潜力开发和多方面发展需求满足为目标,以“广泛、有质量、积极参与”为教学原则,重新设计了课堂教学活动。[9]
  2.发展性教学的教学原则
  (1)以高难度进行教学的原则
  依据维果茨基的“最近发展区”理论,赞科夫认为教学不应停留在现有的发展水平上,而应该使教学任务落在学生的最近发展区上,走在学生发展的前面,这就要求教学目标应该具有一定的难度。当然,要注意把握好难度的分寸,否则只能适得其反。
  (2)以高速度进行教学的原则
  高速度的意思是教师课堂讲授的知识,只要学生懂了,就可以继续,不要重复,以内容的广度来巩固知识,引导学生在学习中探索规律,有所发现,明确事物之间的相互联系,把知识系统化,从而保证教学的高速度。但是高速度决不意味盲目提高讲课进度,教师要用一定的时间与学生进行情感交流,教学效果往往事半功倍。
  (3)理论知识起主导作用的原则
  所谓“理论”,是区别于“实践”而言的。理论知识是掌握各种技能的基础,是形成技术的重要条件。赞科夫认为,只有抽象思维才能更深刻对事物本质的掌握,只有从抽象过渡到具体,才能更完整地认识具体事物,并掌握与周围事物的具体联系。
  (4)使学生理解教学过程的原则
  这一原则要求教师在教学过程中随时告诉学生哪些知识应该熟练掌握,哪些知识应该一般掌握,知识之间是怎样联系的,教会学生探讨和总结适合自己的学习方法,培养自学能力。赞科夫认为教师必须把学生的注意力集中到教学过程本身,使学生理解教学活动的内部结构和进程。
  (5)使全体学生(包括“差生”)都得到发展的原则
  针对传统教学中,对“差生”采用无限制地增加或重复练习的做法,赞科夫具体分析了这部分学生心理特点,建议要尽量减轻这部分学生的心理负担,帮助他们树立学习的信心,利用一切机会,引导他们观察事物,积累关于事物的现象,丰富他们描述事物的语言,激发他们的求知欲和学习兴趣,着眼于他们的一般发展,以一般发展来促进学习上的进步,调动他们内在的学习诱因和精神力量。[12]
  发展性教学上述五个原则是相互联系的整体,其实质是要完成教育思想中教学目标的转变:从单纯传授知识和形成一定技能,转移到既传授知识,又使学生获得一般发展上来。
  3.发展性教学理论体系构成
  发展性教学理论体系由五大部分构成,即“一大目标”、“两个确保”、“三种形式的结合”、“四项基本策略”、“五项评价指标”。
  (1)一大目标:让每个学生在教学中求得发展。
  (2)两个确保:确保学生扎实地掌握理论知识和操作技能;确保学生在课堂上的主体地位。
  (3)三种形式的结合:集体教学、小组合作学习和个别辅导相结合,强调群体互助与合作。
  (4)四项基本策略:主体参与、合作学习、差异发展、体验成功。
  (5)五项评价指标:目标明确、设计精巧、双主互动、功底扎实、效果良好。
  
  二、交通运筹学特点
  
  交通运筹学具有以下几个明显的特点:
  1.强调数学基础
  运筹学是一门以数学为主要工具、寻求各种实际问题最优方案的学科,它为决策机构在对其控制下的业务活动进行决策时,提供数量化的辅助信息。
  2.系统性和最优性
  交通运筹学是从系统的观点出发,研究交通运输领域全局性的问题和综合优化的规律;运筹学强调最优性,即从空间上寻求整体最优,又从时间上寻求全过程最优。
  3.应用性
  运筹学研究一直有着较强的实践性和应用性,最早应用于军事部门,第二次世界大战后,转向民用部门。交通运输领域很多优化技术和优化理论都以运筹学为理论基础,如车辆行驶路径优化、车流波理论、配送优化问题等。
  4.多学科交叉性
  运筹学广泛应用现有的科学技术和方法,为人们提供最优决策服务,是多学科交叉的一门学科。从20世纪30年代末产生以来,形成了一系列强有力的分支,包括数学规划、图论与网络、排队论、存贮论、决策论、对策论、设备维修更新理论、搜索论、可靠性理论等。
  交通运筹学的上述特点决定了其教学既不同于一般基础课注重学生基本理论的掌握,又不同于部分专业课注重学生实践应用。传统的单一讲授法的教学方式往往使学生注重基础理论的重复推衍,对一些模型死记硬背,使学生缺乏针对交通运输领域实际问题建模、求解能力。为了夯实专业基础,培养具有运筹思维能力和优化意识的创新型交通运输类人才,改革传统的教学模式,探索新的教学方法和教学手段,势在必行。
  
  三、发展性教学理论在交通运筹学教学中的应用
  
  1.教学方法改革
  根据发展性教学理论体系,突破传统的单一集体教学形式,采用集体教学、小组学习和个别辅导相结合的多维教学形式。取消科代表制,将每个自然班学生分成4个小组(每组6~7人),设立小组长;强调小组合作学习,课堂练习和课后作业根据不同小组进行差异化布置。由于小组人数较少,每个学生在组内的主体意识增强,课后作业抄袭现象明显减少。集体教学注重理论知识的主导作用,强调数学模型的建立、求解,使学生理解教学过程。例如,运输问题的表上作业法,详细讲授了运输问题的线性规划基础,用线性规划模型描述运输问题,这样学生很容易理解运输问题最优解与线性规划问题的最优解判定具有统一性。根据发展性教育理论全体学生得到发展的原则,特别关注基础较差的部分学生,利用课余时间,个别辅导,注重情感交流,提高了他们的学习信心。
  为了提高教学难度和教学速度,创造学生的“最近发展区”,突破每次上课重述上次课所学的基本理论,而侧重于以交通运输领域实例的方式分析已学知识的应用,并以最快的方式承上启下,以知识的广度来巩固基础。例如,讲解排队论部分内容时,以高速公路收费站为例,描述车辆到来、交费、车辆离开的具体过程,再联想到加油站、有信号控制的交叉路口等排队系统,以交通运输领域的具体实例来巩固学生对泊松输入、排队规则、服务台等概念的理解,巩固了基础知识,提高了教学速度。
  鼓励学生创造性思维,增加师生互动环节,充分发挥学生主体作用;对学生的进步多进行口头表扬和精神鼓励。发展性教学强调学生的主动学习,为此,教学过程中特增加了一些互动环节,激发学生的学习兴趣,让学生在学习过程中体验成功的喜悦。
  2.教学内容改革
  交通运筹学教学过程中要依据交通运输类学生培养目标要求,在有限的学时内,突出重点,精选内容和例题,使教学内容贴近学生的“最近发展区”。对于存储论、决策分析、目标规划略讲,运输问题和排队论内容详细讲述。
  增加计算机辅助教学环节,介绍运筹学应用软件,并运用软件对复杂问题求解。由于交通运筹学主要是用于解决交通运输系统中复杂的最优化问题,涉及的变量多,约束条件复杂,因而实际的运筹学模型往往非常庞大,必须借助于计算机才能够完成问题的求解。目前已经有很多较成熟的运筹学软件,而且很多学生拥有个人计算机,鼓励学生动手编写计算机程序。
  3.发展性教学质量评价
  发展性教育理论在2005级学生中得以实践,经过期末学生、学院、教学督导三级测评,教师成绩为90.28;考试难度没有降低的情况下,学生的平均成绩由2004级的71.32提高到77.24;不及格率由2004级的26.67%下降到13.33%。
  


  
  四、结 语
  
  作为交通运输类专业最为重要的专业基础课之一,交通运筹学的教与学一直是困扰教师和学生的一个难题,内容枯燥和学习兴趣的矛盾在一段时间内始终存在。发展性教育理论关注学生的主体作用和学生的一般发展,在交通运筹学教学中,对教学方法、教学内容、教学手段进行了改革,取得了较好的效果。我国的课堂教学改革和研究经历了“传授知识、开发智力、培养能力、发展情感”等若干个标志性的价值选择阶段,从时代的要求和课堂教学改革自身发展的趋势角度看,需要以“人的可持续发展”的概念来整合各种不同的价值取向。因此,发展性教学的研究也越来越需要从宏观研究走向微观研究。
  
  参考文献
  1 孙 莉.论发展性教学评价在初中英语教学中的实施[J].新乡教育学院学报,2005.18(1):104~106
  2 徐菊玲、袁义厘.在护理教学中运用发展性教学评价的尝试[J].护士进修,2007.12(19):1793~1795
  3 巩汝训.发展性教学策略在高等数学教学中的运用[J].教育与职业,2004(15):59~61
  4 李晓晓.发展性教学在中学化学实验教学中的实施[J].中国科教创新导刊,2008(3):246
  5 王艳杰、钱伟懿.双轨教学法在运筹学教学中的应用研究[J].消费导刊,2008(2):166
  6 黄 健.探究式教学在运筹学教学中的应用[J].科教创新,2007.11(22):60~61
  7 罗荣桂、原海英.运筹学教学改革与探索[J].理工高教研究,2005.24(3):49~51
  8 裴娣娜.发展性教学论[M].沈阳:辽宁人民出版社,1998
  9 叶 澜.让课堂焕发出生命活力[J].教育研究,1997(9):3~8
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