淺析交通工程專業英語課程教學改革與創新

周 銳 周海俊 趙宇航 陳希至 冼 弟

（深圳大學土木與交通工程學院，廣東 深圳 518060）

0 引言

2021年10月，交通運輸部印發了《數字交通“十四五”發展規劃》，指出到2025年，“交通設施數字感知，信息網絡廣泛覆蓋，運輸服務便捷智能，行業治理在線協同，技術應用創新活躍，網絡安全保障有力”的數字交通體系深入推進，這為我國數字孿生交通系統的發展奠定了基礎。數字孿生交通，是先采集構建現實中的交通狀況的數據，在虛擬世界構建相應的數字映射，可以實現數字化的交通仿真、人工智能與大數據分析并生成相應的優化方案評價。它代表了交通運輸的發展方向。目前數字孿生在國內外智慧高速、車路協同和自動駕駛等交通領域已投入試點和應用，但距離真正的虛實互動、同步可視、全局管理的數字孿生交通系統還有很大差距。為滿足數字交通發展的新目標和新需求，交通運輸類專業學生需要具備數字孿生交通的相關理論知識和技術應用。

為了加快建設交通強國，我國需要大量交通專業的高端人才，同時，我國不斷增加海外交通建設投資和擴大建設規模。因此，對從事數字孿生交通工作人員的專業英語要求也顯著提高，交通工程專業英語的教學顯得尤為重要。由于國內外數字孿生交通研究才剛剛起步，相關的理論、技術與應用尚未形成體系，國內已有的交通工程專業英語教材沒有涉及數字孿生交通的最新進展，特別是交通規劃、城市交通、高速公路、車路協同、自動駕駛等領域的應用。然而，傳統的教學方式是以文獻翻譯為主的，相關交通工程技術僅通過PPT在課堂呈現，讓學生難以有效掌握數字孿生技術的概念原理和深刻認識數字孿生交通的場景應用。而且，該課程的考核方式往往是閉卷考試或開卷考試等終結性的考核方式，以詞匯、句子、段落翻譯等為考核內容，這種應試考試無法有效激發學生的創新思維，無法通過英語學習來理解數字孿生技術在交通運輸系統中的應用。

針對該課程教學中的上述問題，結合數字孿生交通國內外發展動態，提出了數字孿生交通背景下交通工程專業英語課程教學改革和創新，對教學目標和教學內容進行調整、加強數字孿生技術操作與實踐，改變考核方式等方面，強化交通專業的英語水平，提高了學生數字孿生交通的創新實踐能力，實現了數字孿生交通系統領域的國際化高端人才培養。

1 課程特點

交通工程專業英語是高等院校交通工程專業的一門選修課，是與交通工程專業基礎課密切相關的課程，本課程以雙語教學為模板，通過課程材料的講解、閱讀和報告，讓學生了解國內外最新的交通動態，作為中文專業課程的有效補充，獲得與外界接軌的正確渠道。本課程選擇與交通專業基礎知識相關的英文素材，讓學生掌握必要的交通專業英文詞匯及表達方式；然后結合交通領域的發展，選擇適當的英文資料和期刊文章，以專業詞匯和長難句解讀為重點，訓練學生專業英語的閱讀與翻譯能力；并以期刊論文、美國及英國交通部門專業報告為基礎，鍛煉學生的英文寫作水平。相對于大學英語課程，交通工程專業英語注重的是專業性的表達與書寫，涉及許多專業概念與知識，需要學生能夠對專業性名詞有準確性的理解與應用；教學內容大部分都是有關交通工程的概念與技術，涉及大量的專業詞匯、英文文獻、較多專業知識背景。因此，該門課程涉及學科范圍廣，實例分析少，抽象理論多而且理解難度大。

2 課程教學改革

基于本課程的課程性質，根據數字孿生交通的發展需求，在教學目標和內容、教學方法和考核方式這四個方面進行教學創新。

2.1 教學目標

根據我國“交通強國”國家戰略”和《數字交通“十四五”發展規劃》的建設需求，結合交通工程專業課程的特點，交通工程專業課程的課程目標調整為：

通過本課程的學習，使學生能夠掌握必要的交通專業詞匯、文獻閱讀理解及英文寫作能力，了解國內外數字孿生交通的前沿發展，使英語學習與專業知識有機地結合在一起，促進與世界的交流；使得本科生具備數字孿生交通重要技能應用的實踐能力和良好的創新能力，具備國際化、高端的專業綜合素質水平。

2.2 教學內容

數字孿生技術以真實數據為支撐，實現虛擬世界和物理世界的無縫互通。數字孿生技術與不斷發展的傳感、通信、人工智能等技術結合起來，將構建起智能交通的數字化基礎設施，在越來越多的交通領域發揮作用。與傳統智能交通平臺所不同的是，數字孿生交通應用平臺更注重后臺支撐的交通模型和人工智能，再輔助以增加現實AR技術的展現，可以為用戶提供更加精細化的指導和更智能的決策。數字孿生交通系統的英文教學內容主要包括以下部分：

首先，通過英文文獻和英文網站等方式學習，介紹數字孿生交通系統的特征：（1）實現數據驅動完成可視化的模型推演。數字孿生可以通過輸入實時采集數據實現對交通進行可視化建模仿真，并且對該模型進行推演實現數據決策。（2）提高地圖精度、加速智能駕駛技術的實現。數字孿生可以提高地圖的精度，借此提高智能駕駛技術的安全穩定性，為智能駕駛技術推廣提高了可行性。（3）從全局出發尋找解決交通擁堵問題的最優解。城市道路路況復雜難以精確量化城市的交通變化，因此通過數字孿生技術采集數據并對城市進行分析，可以有效掌握城市交通現狀的動態變化。

其次，本課程的教學內容主要圍繞數字孿生交通關鍵技術和應用平臺的英文學習展開，其中，八大關鍵技術包括：（1）物聯網技術；（2）云邊端計算；（3）大數據技術；（4）BIM/CIM；（5）人工智能；（6）區塊鏈；（7）5G通信；（8）增強現實AR技術。十大應用平臺包括：（1）智能交通管理；（2）交通運行監測；（3）交通規劃設計；（4）交通信息服務；（5）智能公交；（6）智能停車；（7）車路協同服務；（8）出行即服務；（9）物流服務；（10）仿真評價服務。

最后，引入幾個典型案例，分析數字孿生交通的應用現狀：（1）典型案例一：數字孿生交通系統于貴州試點，主要利用當前路口現有的視頻監控資源，深度融合毫米波雷達，通過對在路網對象，人、車、路、環境的全方位、全息感知，將相關數據融合導入交通仿真系統之中，同時結合高精度地圖對相關目標對象的軌跡圖進行觀測描繪、分析判斷目標個體的運動軌跡及意義，全面研究人、車、路、環境的關系，借此解決現有交通資源浪費、信號系統變化不足、對交通事故響應不及時的缺點。（2）典型案例二：廣州機場高速收費站通過打造“智慧之眼”系統來完成對收費廣場信息、車流信息、ETC收費信息的采集并映射到系統之中，以此實現ETC收費功能，提高了ETC的精確性和準確性，在提高了收費站的服務水平的同時還提高了旅客的舒適感。（3）典型案例三：都安至巴馬高速公路品質工程建設。為了提升項目設計和建設管理水平，分別在施工、竣工、管理階段對該工程進行了數字孿生建模項目管理。首先在施工階段開展了對公路建設中的關鍵節點中的重點工藝進行數字化仿真，提前預防可能出現的相關工程問題。同時在施工過程中對施工的質量、成本、進度、安全等問題進行實時監控，同步反映工程狀態在萌芽階段解決問題。其次在項目竣工交付階段，通過數字孿生模型可以在保證項目竣工時結算的效率以及準確性。最后通過建立數字孿生模型，可以有效提高對工程項目后期的運營維護，由于該工程項目可以提高管理運營效率，可以實現建設過程數據管理，可以將資料分類存儲與模型相互關聯，有效減少資料在運營管理過程中的丟失，在三維模擬環境中通過“績效數字孿生模型”查詢各種資產組件的健康狀況。（4）典型案例四：滬寧高速寧鎮段資產管理試點應用。應用數字孿生技術，寧滬高速寧鎮段通過交通智能仿真、MR體驗教學、車路協同仿真等試驗項目對資產管理進行了試點。其中通過MR體驗教學，模擬了高速公路上的自動駕駛，測試了公路養護對實時交通情況的影響。

2.3 教學方法

本課程主要采用互動式、案例式教學方法，既有理論教學，又有實踐教學，其中理論教學包括英文課件PPT講授數字孿生交通基本概念、針對重點和難點課程內容采取典型案例式進行解讀、講授如何查閱翻譯專業文獻以及英文論文的寫作。實踐教學主要包括學生的一次英文演講和一個課程設計任務書：（1）英文演講。針對數字孿生交通系統中不同技術及其應用，例如，智慧高速中基于數字孿生技術的全天候通行系統，2個學生為一小組單元，每個小組需要制作關于一種數字孿生交通關鍵技術的原理、優缺點和應用場景的英文PPT，演講內容和匯報都采用英文的方式，PPT頁數在20～25頁之間，演講時間10分鐘并提問2分鐘，最后老師根據演講的內容進行點評，從而實現學生與老師之間的互動與討論。（2）任務書。2個學生為同一小組單元，根據所選的那種數字孿生交通關鍵技術，設計出一個簡單案例，繪制該技術的概念圖和功能應用等，并撰寫與提交相應的任務說明書。通過英文演講和課程設計訓練，培養學生查閱翻譯英文文獻、制作演講PPT和演講水平，以及創新能力和實踐能力。此外，課后還為學生答疑問題，并且幫助學生修改演講PPT，通過學生的反饋與評價不斷改進課程的教學質量。

2.4 考核方式

本課程的考核方式取消了期末考試，采取過程性考核方式的評價方法，課程總成績由平時成績和實踐成績兩部分組成：（1）平時成績占比為20%，主要包括占比10%的5次簽到情況和占比10%的主題討論，主題討論主要針對數字孿生交通系統涉及的難點和熱點問題進行討論，例如，標識感知、新型測繪、模擬仿真、全要素表達、協同計算等多項關鍵技術的自身發展和融合。（2）實踐成績占比為80%，其中話題英文演講和開放式課程任務書占比40%，指導老師根據每個小組匯報的英文演講和提交的任務書的新穎性、創新性、答辯效果等方面給出相應的分數。

3 結語

在國家政策支持和多方的引導下，數字化的升級改造深入整個交通行業，數字孿生相關技術的應用愈發繁多，交通發展邁入數字孿生交通新時代。通過分析交通工程專業英語課程特點，從教學目標和內容、教學方法和考核方式等方面進行教學改革，提出以培養學生數字孿生交通技能為目標，強調數字孿生交通的新知識和新技術，通過案例式與互動式等多種教學手段，將考核方式過程化，注重提高學生的英文查閱翻譯和創新實踐能力，培養交通領域國際化的高科技人才。