基于人因工程的《交通工程學》教研實踐探索與創新

李敏 張西龍 潘福全 柳江 朱永強 楊曉霞

摘 要：為了提高教師的教學和實踐水平，本論文通過對人因工程的《交通工程學》為對象，針對教師存在的問題，從多元化的方向對教師理論和實踐能力的提高，深層次地提高教師的理論知識和成果轉化，以及創新能力和應用能力，通過培訓，更好地更新了教師的理論和實踐能力，對學生的培養在理論和實踐中都有很大程度的提高。

關鍵詞：人因工程;交通工程學;教學改革;實踐培訓

一、概述

學生理論課程和實踐課程能否學得好，學得扎實，鍛煉得到位，和教師有很大的關系，而現如今有很多教師在理論和實踐課程方面都或多或少存在一些問題，比如有些教師只講理論的知識，實踐能力沒有得到提高，尤其是大學教師講解理論的知識比較多，而實踐就相對比較少，所以學生在實踐上就表現的動手能力不是太強。另一方面有些教師更新知識的速度比較慢，講授知識還是以前的傳統的理論，已經很難跟上時代的步伐，一些創新就會停滯不前。基于此，本論文針對《交通工程學》課程中的理論與實踐，與人因工效相結合提出對教師的培訓，更新知識，提高教師的教學水平，跟上時代前進的腳步。

主要解決的科學問題或關鍵技術問題：（1）基于人因工程的教師理論和實踐能力的提高;（2）基于人因工程深層次的提高教師的理論知識和成果轉化;（3）基于人因工程的創新能力的提高;（4）基于人因工程的應用能力的提高。

本論文的提出更好地使教師在講解理論知識和實踐知識進行很好的融合，尤其是實踐方面得到更好的鍛煉，并動手操作，能夠把學到的深度學習運用到駕駛行為及駕駛意圖中，更好地通過學科交叉為交通領域的專業服務，為帶動學生的積極性、創新性、動手能力等方面得到更大程度的提高。

二、國內外研究現狀

教師作為教育發展的第一資源[1]，被當作是教育實踐變革的突破口[2]。高質量教師是優質教育的關鍵。隨著時代的變遷，科技和社會的發展對教育和人才的培養提出了新的要求。無論是理論上還是實踐上的更新換代，對教師這個職業的要求越來越高，本項目的教師專業發展的重要環節教師培訓，探討在當今社會專業認證背景下教師培訓的內容及發展，為教師的專業發展提供借鑒。

我國教師培訓發展迅速，特別是2010年國際級的培訓計劃的實施，使教師培訓的規模、經費投入、相關制度和體系建設等飛速地發展。在有一定成績的同時，也暴露了對教師培訓的需求分析不夠細致、準確，培訓內容比較泛化[3-4]，培訓脫離教學實踐，教師參與度不高[5]，培訓效果和教師滿意度不高等問題[6]。

法國教師教育決策者應用全景立體式的培訓方式，以實際問題為出發點滿足教師的需求，從內容、地點、時段、課程結構方面，提供了靈活多樣的培訓方式[7]。美國在實習教師培訓方面積累了不少經驗，注重技巧，并在互相溝通的前提下，根據實踐問題進行了共同學習進步的培訓[8]。

引入人因工程學有助于優化人—機功能分配、協調運作，提升系統效能，減少誤操作，起到增強系統安全性的作用[9]。20世紀90年代，路甬祥等提出人機一體化理念，認為智能制造系統不僅僅是人工智能系統，而且是人機一體化智能系統，是一種混合智能[10]。

了解人因工效學參數的性質和分布規律，培養獨立思考能力和操作能力。基于人因工程的《交通工程學》的探索和創新需要在認證的情況下，從教師的角度加以分析及研究，才能更好地跟進時代的需求、社會的需求、市場的需求，更好地激勵學生上課的熱情。

三、存在主要問題的分析

（一）教師存在的問題及分析

作為一名教師，需要不斷地更新知識才能更好地輔導學生，引領學生，更好地為學生的學習打下堅實的基礎。因此，教師的培訓工作勢在必行。目前教師存在的問題是知識得不到及時的更新，不能將更新的技術及時用到專業上去，不能做到很好地把新的技術和專業技術相融合，尤其是《交通工程學》這門課程，需要用到更新的技術，來發展交通規劃、交通預測、駕駛行為及意圖領域的研究。更新的技術就需要教師向交叉學科去獲取更多的知識，更好地與新技術、新理念、新思想相結合，而目前的情況是專業領域的教師不能更好地把新技術和專業知識相結合。另外一方面，學生學習知識需要學習新技術，過于陳舊的知識吸引不了學生的學習熱情，在創新、創業等方面也達不到教學的要求。

因此，需要從交叉學科的新技術培訓學起，而這些學科的新技術需要從理論和實踐方面同時學習，并結合本專業的基礎課程共同打造交通工程領域的新的融合，這樣才能更好地為交通工程的各個研究方向的新技術打下堅實的基礎。

（二）學生存在的問題及分析

目前，學生對于專業課的學習感到比較枯燥，最大的原因是專業知識比較陳舊，沒能更好地跟進新時代的需求，僅僅從形式上對授課的方式方法加以改進，遠遠不能滿足學生的需求、社會的需求，跟不上時代前進的腳步，更不能引起學生上課的熱情，目前這種情況比較普遍。學生只有更多的熱情才能學習更好，才能適合新時代的認證下的教學要求，陳舊的專業知識不但跟不上時代的步伐，而且激發不了學生學習的熱情和興趣的情況，于是就存在學生不想學習專業課，對專業課提不起學習的興趣的情況。只有跟上新時代的步伐，用更先進的技術和知識去探索，才能引起學生學習的熱情，尤其是對于創新的思維培養、創業等方面的要求，更需要新的知識來武裝，勢必要求各位教師的業務水平要有一定程度的提高，才能更好地指導學生，無論在理論上還是在實踐中都需要教師的業務水平的提高和完善。新技術的融合更好地提高了專業的先進性。種種原因，需要對教師隊伍進行一定程度的培養，更好地服務于社會、服務于學生。

（三）實驗設備及平臺的缺失

先進的技術與交通工程專業的理論相結合，理論的知識學習可以獲取，但是實驗設備及平臺缺失，比如駕駛行為及駕駛意圖的研究，需要對駕駛人的生理、心理進行測試，得到實驗數據，但是沒有實驗設備及平臺就無法獲取駕駛人的生理及心理的實驗數據信息，很大程度上限制了駕駛行為及意圖的實踐研究。在智能網聯駕駛環境中，交通流預測、交通軌跡預測等，沒有相應的配套設備，無法進行智能網聯駕駛中實際交通場景的研究。因此，實驗設備及平臺的缺失限制了交通領域研究的發展。勢必需要企業和學校相結合，在實踐和理論上能夠得到很大程度的碰撞，產生更先進的產品。這樣一來，社會需求和理論知識的平衡得到了一定程度的發展，學以致用，對學生的創新能力、實踐能力都有一定程度的提高。

（四）企業與學校的溝通脫節問題

目前，企業與學校的聯系還不是太緊密。一定程度上，企業的需求和學校的培養相脫節，兩者的結合不是太普遍。而有時候學生在企業的參觀只是淺顯地、粗略地過一遍，沒有達到更緊密的結合。這樣的問題普遍存在，如何更好地與企業保持緊密的關聯，把學到的先進知識更好地用于企業，為企業的發展、企業生產出的好產品添磚加瓦。另一方面，企業的設備及實踐的經驗提供給學校，更好地把理論用于實踐中，并在實踐中發展、創新。企業與學校的結合可以提高教師、學生學習的熱情，把理論用于實踐，更好地發揮理論與實踐的結合。

四、基于理論與實踐相結合的多元化的學習方式

（一）培訓方式的多元化

通過講座、在線學習、企業參觀、學術會議、專項技術培訓等方式對教師進行全方位的培訓。在專業技術上，通過對專業技術的培訓，結合深度學習等模型，對駕駛行為或駕駛意圖進行識別，既學習了專業技術又同其他學科相結合解決了專業問題，并更新了知識，在創新上也能更深入地去思考、去發現更多的新知識。在視野上，通過和行業專家的座談、會議、在線學習等手段，開闊了教師的視野，更新了教師的知識，走在行業發展的最前沿。通過多元化的培訓方式提高教師多方面的能力，更好地去培育優質的人才，為學科發展提供牢固的基礎。

（二）基于人因工程的量身定做的教師培訓研究與分析

設計基于人因工程的調查表格。設計教師對專業知識掌握的程度，及設計教師的性格調查表格;設計調查教師的心理素質的內容;設計教師的需求內容及認證背景下需要達到的相關內容等表格，針對教師的個人特征去有目的地培養教師在哪方面的缺失，通過調查表格內容研究分析教師需要培訓的項目。項目的內容主要有心理素質教育、講課技巧、專業基礎知識技能提高、深度學習的駕駛意圖識別和交通預測等前沿交叉學科的融合等。

（三）基于人因工程的駕駛人個性調查研究分析

運用心理學、管理學、統計學等專業知識設計調查表格對駕駛人的個性進行調查分析，并找出規律，對駕駛人進行分類，不同性格的駕駛人的個性不同，遇到不同的駕駛環境，表現出的駕駛行為不同，從而對交通安全產生的影響不同，因此，對駕駛人的個性調查研究是很重要的一個環節。駕駛人個性不同駕駛行為不同，設計不同的駕駛環境平臺，模擬駕駛實驗，并在此環境下研究分析駕駛人的駕駛行為及特性，運用主成分分析法找出最重要的影響因素，作為輸入數據，輸入識別模型進行分析駕駛行為及駕駛意圖，研究駕駛人個性的不同，駕駛行為的規律和特點。

（四）人因工程的駕駛行為及駕駛意圖研究與分析

搭建駕駛平臺，裝上駕駛行駛軟件，先進行模擬駕駛，在駕駛過程中，采集車輛的信息，比如方向盤轉角、加速度、速度、油門踏板的距離、制動踏板距離等。也可以通過采集駕駛人的數據，比如眨眼頻率、心跳次數等生理的數據。利用這些采集的參數作為模型的輸入參數，輸入識別模型進行識別駕駛人的駕駛行為及駕駛意圖。在此過程中，可以運用更多的機器學習模型進行對比分析各種模型的特性，得到準確率更高的識別模型。能夠更好地、更深入地了解并掌握駕駛行為及駕駛意圖方面的專業知識。

（五）學校與企業協調合作的培訓研究與分析

學校可以和企業制定協議，通過共同培養、培訓、參觀、座談等方式對教師進行更深入的指導，同時，需要每一年或者每兩年進行考核，針對企業需要的人才進行調整，及時跟進。企業和學校的深入溝通、交流是非常必要的，在溝通的過程中，不斷更新舊的知識及方案，隨時提供先進的理念、先進的思想、先進的技術和實踐，不斷地完善，不斷地改進，形成一種良性的循環，對教師人才的培養，以及對企業所需求的學生的培養。

結語

本論文基于人因工程的教研實踐探索與創新，主要對教師的培訓從理論和實踐上進行培訓，針對《交通工程學》這本課程的知識融合新技術進行培訓。在理論和實踐的過程中采用多元化的培訓方式，提高教師各個方面的能力;對教師自身的知識領域的調查與了解，能夠更好地了解教師所需要完善的知識架構;對駕駛人的生理方面的調查與分析，更好地對駕駛人的性格、心理、生理等方面進行研究;培訓駕駛行為及意圖的研究及分析;學校和企業的合作對教師的培訓得到很大程度的提升。

從思想上教育培訓教師;從理論層次上和實踐層次上提高教師的水平;從創新能力上提高教師的水平;以多元化的角度進行培訓，培養出具有創新能力、動手能力、理論與實踐相融合的能力的師資隊伍，全面提高教師的水平，為更好地培養學生打下牢固的基礎。

參考文獻：

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[10]路甬祥，陳鷹.人機一體化系統科學體系和關鍵技術[J].機械工程學報，1995，31（1）：1-7.

課題項目：2021年津發科技—工效學會教育部產學合作協同育人項目“基于人因工程的《交通工程學》教研實踐探索與創新”（合同編號，202002SZ15）

作者簡介：李敏（1979— ），女，漢族，江蘇徐州人，博士，講師，研究方向：交通安全、駕駛行為及意圖。