面向工程應用的智能交通實踐教學探索

龔勃文 林賜云

摘要：隨著智能交通的推廣應用，智能交通領域對應用型高層次人才需求日趨迫切。從交通工程專業特色出發，以智能交通發展趨勢和人才需求為導向，以實際交通問題和工程應用為核心，是交通工程專業在“互聯網+”與智能交通結合下，進行實踐教學改革所面臨的機遇、挑戰和動力，對提高教學質量，培養具有實踐創新能力和技術創新能力的高素質應用型人才具有重要的意義。

關鍵詞：教學改革;實踐教學;智能交通;人才培養

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）36-0106-03

一、引言

伴隨著智能交通對促進和提高道路交通運行效率、緩解城市交通擁擠、保障交通運輸安全、交通低碳節能減排等方面所帶來的積極影響和推動作用，國家及各級政府部門將科技作為加強道路交通安全、暢通、高效、節能減排的支撐，出臺了一系列政策加以扶持和引導，不斷加大智能交通系統建設、投資和扶持的力度。研究機構調查顯示：我國道路交通行業基礎設施建設已基本成型，注重應用將成為未來道路交通行業發展的主要方向;2015年我國智能交通行業投資總額超700億元，預計每年將以30%的增長率快速增長，到2020年，我國智能交通行業投資總額將超過3500億元。同時，智能交通已成為催生和帶動智慧城市、車聯網、大數據、云計算行業發展的主要動力。李克強總理在2015年政府工作報告中也明確提出要“使交通成為發展的先行官”。因此，隨著智能交通在全國范圍內的不斷普及和深入應用，智能交通領域的人才需求日趨迫切，對高校交通工程專業人才培養方式及方法提出了新的挑戰。

從交通工程專業特色出發，以智能交通發展趨勢和人才需求為導向，以工程應用型、高端技能型專業人才培養為核心，以培養具有實踐創新能力和技術創新能力的高素質應用型人才為目標，是交通工程專業在“互聯網+”與智能交通結合下，進行實踐教學改革所面臨的機遇、挑戰和動力。

二、實踐教學改革探討

交通工程專業學生實踐創新能力和技術創新能力的培養，需要結合智能交通的前沿應用技術和實際工程需求，通過實踐教學培養學生運用智能交通專業知識、專業技能的能力以及在實際智能交通工程需求下的實踐能力和創新精神。

對于智能交通前沿應用技術的認識、實踐主要通過校內實踐教學來實現，結合科研項目和實驗資源，側重培養學生的基礎知識、專業技能、創新精神等;對于智能交通實際工程需求的認識、實踐主要通過校外實踐教學來實現，結合城市交通管理部門和智能交通企業的實際工程項目，展開生產實習、頂崗實習和社會服務，培養學生的專業實踐能力、應用創新能力、綜合素質等。

（一）校內實踐教學建設

1.校內實踐教學內容建設。智能交通背景下的交通工程專業課程群具有學科交叉的特點，教學課程體系建設中在教學目標的定位、教學內容的設置、教學活動的組織等方面面臨著多重挑戰。實踐教學內容的建設是智能交通背景下交通工程課程體系改革的關鍵，因此需要打破現有的實踐教學課程體系中，交通工程專業課程與實踐課程一一對應的關系，重新設計層次分明、模塊式的實踐教學課程體系，構建形成由易到難、由理論到技能、由學習到創新，各層級相互銜接，彼此連續的實踐教學課程體系。具體包括以下幾方面。

（1）基礎知識實驗模塊。將交通工程專業基礎課中的實驗課從傳統課程中剝離出來，結合目前智能交通系統中基礎性、常規性、共性的交通組織、設計、控制、管理等問題，獨立設置實踐教學課程，目的在于讓學生深化理解交通工程設計、管理、控制中的基礎理論知識，掌握智能交通實踐中的基本方法和技能。

（2）專業技能實驗模塊。智能交通實際工程應用系統涉及多課程、多專業、多學科的知識和技能，需要將多個課程的專業實踐綜合到一起，針對城市交通系統在智能交通設計、應用、開發、升級、改造等過程中存在的問題，對學生集中進行實踐技能訓練，進一步鍛煉學生綜合運用所學知識、實驗方法、實踐技能，同時培養學生在實際交通現象中發現問題、解決問題的能力。

（3）設計開發實驗模塊。智能交通的本質是解決當前交通管理與控制中存在的問題。針對交通組織、渠化、管理、控制、維護中存在的小型問題，由教師指導學生設計實際交通問題的解決方案，并聯合交警部門或智能交通企業工程師進行方案開發實現、方案仿真驗證、方案評估、方案跟蹤實施、方案后評價等，充分調動學生的主觀能動性，引導學生的創新思維，培養學生解決實際交通問題的能力。

（4）創新競賽實驗模塊。通過科研訓練，針對智能交通在解決實際交通問題中的應用需求和工程問題，結合創新創業大賽、交通科技競賽等競賽項目的創新性要求和創新設計題目，培養學生運用多學科知識和方法，解決交通組織、管理、控制、開發中存在的較復雜的工程問題，使學生初步掌握科學研究的方法，并形成科學思維，培養學生獨立思考和科技創新能力。

2.校內實踐教學建設保障。在校內實踐教學內容建設過程中，要實現實踐教學與理論教學相結合，技能訓練與課程設計相結合，創新實踐與科學研究相結合，實現由基礎驗證實踐向綜合應用實踐轉變，由規定性實踐向自主性實踐轉變，由傳統型實踐向開放性實踐轉變，改變交通工程專業人才培養體系中實踐教學能力相對薄弱的局面，通過優化、創新各種實驗、實踐資源，保障校內實踐教學設施的開放與高效利用。

（1）科研成果轉化利用。如何將科研成果與實踐教學相互結合、相互促進、相輔相成，形成統一的整體，讓學生及時了解掌握智能交通領域最新的科研動向和前沿技術，培養交通工程專業學生的創新能力和與專業知識相結合的綜合應用能力，是實踐教學體系的重要環節。

作者所在單位承擔現代交通技術領域國際高技術研究發展計劃（“863計劃”）、國家科技支撐計劃、國家自然科學基金項目以及工程產業化項目等60余項科研項目，將產生的科研成果轉化形成“智能化交通信號控制系統”、“智能導航與位置服務信息中心應用系統”、“智能導航與位置服務車載終端應用系統”、“中心式并行計算導航路徑優化系統”等實驗演示、實驗操作系統，能夠讓學生快速了解智能交通領域的科研成果和應用需求。

（2）科研設備升級改造。隨著科技的不斷進步，智能交通領域的設備也在不斷進行更新換代，以逐漸適應新技術、新方法、新應用的需求。而高校由于受到學科建設資金投入的限制，原有購置的設備不能也無法隨著技術的更新進行設備替換，使其在當前的智能交通技術條件下不能完全發揮作用。因此，如何改造陳舊設備，讓老舊設備具備新功能、承載新的、先進的實踐教學內容，是提高實踐教學水平、降低實踐教學成本的重要途徑。

筆者所在單位通過將現代測試、控制技術應用于原有依托“985創新平臺”、“211工程”等購置的交通信號控制器、車載導航設備等儀器設備中，采用先進的數據采集卡、信號調理模塊及軟件開發平臺，設計開發智能交通數據采集與控制系統，讓學生了解智能交通數據采集、交通信號控制、交通誘導等技術和方法，豐富實踐教學內容和手段。

（3）引入網絡虛擬實驗。虛擬儀器技術是基于計算機技術、現代策略技術和電子儀器技術發展起來的新產物，它將儀器硬件與軟件、計算機高效結合起來。通過在網絡虛擬實驗平臺上對智能交通領域實踐內容的設計、開發和開放，可以讓學生通過虛擬實驗進行工程應用測試，在避免工程實施的交通安全問題和工程資源浪費的同時，可使學生盡快適應未來智能交通、智慧城市等行業領域的工業標準、規范和施工要求，將學到的實踐技能快速應用到生產實踐中。

目前，作者所在單位正在開發和搭建智能交通虛擬實驗平臺，該平臺集交通信號控制、動態交通誘導、交通仿真、GIS-T、交通網絡等于一體，學生可以不受時空限制，通過智能手機、平板電腦、PC機進行網上虛擬實驗操作。由于網絡虛擬實驗可自行設計、開發各種實踐內容，學生結合智能交通實際工程應用進行實踐操作，不僅可以掌握專業知識，而且鍛煉學生獨立思考能力和動手能力，極大調動學生對智能交通實踐的興趣和積極性。

（二）校外實踐教學建設

校外實踐教學是培養學生實踐能力和綜合素質的重要場所。校外實踐教學內容的建設主要以“校企共建”為主要形式，以學生就業為導向，以校內理論教學和實踐教學內容的深化認知、實際應用、項目擴展為載體，以培養和激發學生的實踐創新和技術創新能力為目標。

1.校外實踐教學內容建設。校外實踐教學內容建設主要根據智能交通領域對交通工程專業人才的需求，按照智能交通企事業相關職業崗位能力要求設計具體的實踐工作任務，結合交通工程專業課程體系，進行具體實踐教學活動。根據學生的職業認知規律，交通工程專業校外實踐教學內容由崗位認知、崗位技能和輪崗培訓等內容模塊組成。

（1）崗位認知模塊。崗位認知的形式主要針對交通工程專業低年級學生的入學教育、認識實習等實踐教學環節。交通工程專業低年級學生對智能交通缺乏感官理解，需要利用校外實踐基地的真實道路交通環境和交通指揮中心的管理與控制環境了解智能交通發展的基本情況。通過崗位認知，使學生初步了解城市交通智能化管理典型工作崗位的工作過程，達到增強學生的學習積極性和對交通工程專業的興趣。

（2）崗位技能模塊。以交通工程專業課程體系為紐帶，結合實踐教學課程的具體內容，采用“師傅帶徒弟”的形式，在真實的工作情景中，由交通工程師在實際工作崗位上進行示范，學生進行實踐操作，通過“做中學，學中做”的模式，提高學生的專業實踐能力。

（3）輪崗培訓模塊。在學生已經基本掌握智能交通管理與控制核心崗位技能的基礎上，為了進一步提升交通工程專業學生發現交通問題、分析交通問題、解決交通問題的能力，根據交通工程專業學生未來職業發展路徑，通過輪崗實踐的管理培訓教學形式，讓學生深入到校外教學實踐基地各部門進行輪崗培訓實踐活動，以培養交通工程師的形式實現智能交通職業技能和應用技能的提升。

校外實踐教學采用以“實踐教學項目”為載體的實踐教學形式，“實踐教學項目”的制定由教師、交通工程師、學生三者共同完成。教師和交通工程師負責實踐教學內容的確定、指導、評估和輔助實施。學生在實施項目中參與實踐教學全過程，具體包括收集信息、制訂計劃、做出決策、實施計劃、反饋控制、評估成果，以激勵學生樂于探究、勤于實踐的科學精神。在實踐教學項目實施過程中，不僅讓學生掌握實踐技能，也鍛煉學生溝通、合作、協調、創新、解決問題等綜合素質，并能夠將理論知識和崗位職能有效結合起來。

2.校外實踐教學建設保障。《中國教育改革與發展綱要》指出：加強實踐環節的教學和訓練，發展同社會實際工作部門的合作培養，促進教學、科研、生產三結合。校外實踐教學主要通過“校企共建、資源優勢互補”的形式，圍繞應用型實務人才培養的目標，創建校外實踐教學基地和校外產學研基地。

校外實踐教學基地建設主要與交通管理部門合作建設，在建設過程中不僅開展實習實踐教學層面的合作，即學校向交通管理部門輸送實習生，交通管理部門提供實踐崗位，同時學校為交通管理部門提供培訓、智力支持，交通管理部門工程師為學生提供相應實務課程的講授和輔導。通過拓展合作的廣度和深度，實現校外實踐基地層次的提升，保障校外實踐基地的可持續穩定發展。

校外產學研基地建設主要與智能交通企業合作建設，以人才的共同培養和就業為導向，既考慮交通工程專業實習實踐的需求，也兼顧交通發展過程中對人才的需求，以校企雙方互惠互利、互相促進、共同發展為前提，融合教學、實訓、培訓、研究、開發于一體，搭建校內校外實踐教學優勢互補的共享實踐平臺，利用智能交通企業先進的設施設備、實際工程項目、完善的培訓體系、優秀的管理團隊，為學生提供實踐教學，提高學生的實踐能力和綜合素質。

三、結語

“互聯網+”背景下的智能交通隨著前沿科學技術的廣泛和深入應用，已經由原來基于動態交通信息的自適應交通信號控制、動態交通誘導等先進的交通管理與控制系統發展到基于大數據、云計算、車聯網的車路協同控制、智能導航與位置服務、個性化交通信息服務等。智能交通的理論體系和技術方法隨著科技的發展在不斷的更新和變化，這要求交通工程專業課程體系建設也要隨之發生變化和更新。交通工程專業實踐教學應隨著智能交通應用技術的發展而不斷進行動態調整，以適應社會需求和智能交通發展的需要，為智能交通行業培養更多具有實踐創新能力和技術創新能力的高素質綜合型人才。

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