“雙碳”戰略背景下《交通工程學》 課程教學改革研究

胡三根，楊 瑩，劉圓圓，王小霞，尹應梅

（廣東工業大學 土木與交通工程學院，廣東 廣州 510006）

0 引言

2020 年9 月22 日，習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上，鑒于當前國內外嚴峻形勢提出了碳達峰、碳中和的“雙碳”重大戰略目標。為促進“雙碳”目標的有力達成，高校加快對具有科學素養和創新實踐能力的復合型人才的培養[1]。2022 年4 月19 日，教育部印發了《加強碳達峰碳中和高等教育人才培養體系建設工作方案》，明確指出高校要“加強綠色低碳教育”、“加大碳達峰碳中和領域課程、教材等教學資源建設力度”、“加快傳統能源動力類、電氣類、交通運輸類和建筑類等重點領域專業人才培養轉型升級”。在“雙碳”戰略背景下，推進交通運輸專業“雙碳”類課程建設，是提升“雙碳”時代重點領域專業人才培養轉型升級的重要舉措，是踐行高校作為“雙碳”戰略目標達成中發揮人才主力軍和貢獻智慧與力量的必然要求。

交通運輸領域是“碳大戶”，其碳排放量約占總排放量的四分之一，急需推動交通運輸體系綠色低碳轉型[2]。交通運輸作為“雙碳”目標背景下重點領域專業之一，肩負培養具有科學素養、創新意識和綜合能力的復合型人才重任[3]。同時，高校思政教育的重要性被不斷強調。高校思政教育能幫助國家培養合格建設者和可靠接班人，而全面推進課程思政建設是落實高校思政教育的重要舉措[4]。在課程思政教學中融入“雙碳”戰略、交通強國戰略等，有助于培養學生的歷史使命感與民族自豪感，使其明確自己身上背負的社會責任，成為具有家國情懷的創新型人才，進而為我國交通學科的發展做出貢獻[5]。基于此，探討如何將“雙碳”背景下專業人才培養目標與思政教育有機融匯，并貫穿在課程理論知識傳授之中，讓學生明白交通工程學科的發展將大力促進“雙碳”目標的實現，從而更好地樹立學生專業自信和正確的職業觀。

《交通工程學》是交通運輸專業的一門重要專業基礎課程，以培養學生系統工程思想和實際問題解決能力，為其在后續學習和工作提供扎實的理論基礎[6]。然而，從目前的教學情況來看，該課程教學目標與教學內容等與實現“雙碳”目標要求還存在一定的“差距”，也缺乏課程思政元素與課程內容的有機融合。因此，需要在“雙碳”戰略背景下，思考課程內容及教學模式的改革和建設，探討“雙碳”時代交通運輸專業綜合創新人才培養新模式，繼而助力實現交通強國戰略與“雙碳”目標。

1 《交通工程學》課程現狀

1.1 教學目標

《交通工程學》課程的教學目標主要在于闡述人、車、路與交通環境的關聯，交通流基本特性和基本理論，使學生系統地、全面地掌握交通工程學的基礎理論與方法，并會分析實際交通問題，為今后的深入學習和工程應用奠定基礎。顯然，目前課程教學目標主要還是側重傳統交通工程學的理論與方法的講解，與“雙碳”目標背景下綠色低碳型人才培養目標尚有一些“距離”。因此，在“雙碳”與交通強國背景下，將“碳中和”理念與技術全面融入課程教學中去，培養學生綠色低碳發展理念且知識面廣、實踐能力強成為課程教學的主要目標。

1.2 課程內容

《交通工程學》是一門圍繞道路交通所涉及的人、車、路、環境、能源等若干要素之間的有機關系，分析道路交通流運行特性，闡明交通規劃、交通管理與控制和道路交通環境保護等理論以及新技術在交通工程中的應用[7]。該課程內容涉及工程、執法、教育、環境與能源等多個領域，具有較強的系統性、綜合性、交叉性、社會性、前瞻性和動態性特點[8]。學生學習該課程后，對所學專業知識架構和重要知識點有明確的認識，可進一步了解交通新技術在交通工程中的應用和發展動向，為后續其它專業課程的學習打下基礎。課程教學內容近年來一直更新和補充，教學成效有明顯提升。但是，隨著國家“雙碳”和交通強國戰略的提出，以及綠色低碳交通運輸體系轉型升級勢在必行，《交通工程學》急需增設可持續綠色發展理念及碳中和新理論、新技術等課程教學內容，以滿足“雙碳”時代對科學素養、綜合創新和實踐應用的新工科人才的迫切需求。

1.3 教學模式

《交通工程學》作為一門交叉性很強的課程，它涉及工程、教育、環境與能源等多領域知識，既有基本理論，又有應用研究等。目前采用這種“灌輸型”課堂教學模式顯得“捉襟見肘”，主要體現為理論與實際結合困難、師生間互動少、學生積極性不高，達不到課堂預期的教學目標與要求[9]。在“雙碳”目標背景下，交通新技術、新產品和新模式不斷發展，新問題也不斷產生，顯然這種單一的教學模式已經很難適應越來越高的創新性復合型“雙碳”人才培養目標的要求。針對內容面廣、前沿特征強等應用型課程特點，關鍵是打破現有教學模式局限，采取多種教學方法來調動學習主動性，引導學生對所講內容舉一反三，激發學生學習興趣。

2 “雙碳”背景下《交通工程學》課程教學改革

綜上所述，在“雙碳”背景下，該課程存在教學目標不突出、“雙碳”教學內容缺乏、教學模式單一等問題，應緊扣“雙碳”目標人才需求，重新確定課程教學目標；結合交通工程學科前沿和“雙碳”技術，豐富課程內容，同時在“雙碳”背景下進行課程思政元素的挖掘及與課程內容的融合；改進課程教學模式，在傳統授課的基礎上增加案例教學、課題驅動、校企聯動等環節，為國家培養“雙碳”時代人才提供豐沃的土壤，具體內容如下。

2.1 教學目標

“雙碳”目標的達成是充滿挑戰的，這些挑戰不僅需要基礎學科的發展，更需要對實際問題有深入理解并找到真實有效的解決方案。因此，在課程教學過程中，要始終堅持理論與實踐有機聯動的教學目標，培養學生具有扎實的理論基礎與分析問題和解決問題的能力。具體而言，在知識層面上，要讓學生了解交通工程學科在“雙碳”背景下的內涵和外延，掌握道路交通系統的基本特性、交通流基本規律等理論知識；在能力層面上，讓學生掌握交通調查基本方法與手段、交通流理論、交通規劃、交通管理與控制，以及交通體系下碳減排方法，能夠針對具體交通問題提出解決辦法；此外，在素質層面上，應圍繞“雙碳”背景，將碳中和理念融入課程教學過程，培養具有碳中和創新能力的新時代“交通人”。首先，通過“雙碳”目標的概念和戰略意義的解讀，引導學生理解戰略提出的時代意義；同時，在面對交通、能源與氣候變化等問題時，要讓學生始終堅持從人類社會可持續發展的高度出發，呼應國家重大關切，求真務實、主動求變，打破學科固有界限，融匯學科知識，培養學生具有綜合創新和跨界能力的復合型、專業型、創新型人才。

2.2 教學內容

綜合來看，我國交通運輸碳達峰、碳中和工作尚存諸多挑戰，迫切需要新能源、新技術與新模式的支撐。同時，交通運輸領域碳中和是一項新的系統工程，要處理好交通發展與減排的關系，需要在頂層上做好道路交通碳排放全壽命周期評估，在過程中倡導綠色低碳出行和發展節能減排技術。因此，《交通工程學》課程內容應推陳出新，及時吸納“雙碳”背景下的新知識和新技術。課程團隊還應結合自身研究背景，加快把科研成果轉化為教學內容，通過一些研究前沿和熱點的實例講解，激發學生對“雙碳”知識的學習興趣，為培養綜合創新的“雙碳”人才提供基礎。

此外，為了實現專業教育與“雙碳”時代同頻共振，在課程思政教學中融入“雙碳”戰略、交通強國戰略等，有利于培養學生的歷史使命感與民族自豪感，培養學生可持續發展理念，踐行低碳生活方式，使其明確自己身上背負的社會責任和時代任務，樹立正確的價值觀和職業素養[5]。因此，應結合課程內容與“雙碳”戰略對交通人才的培養需求，提煉出低碳交通、科學素養、工匠精神、家國情懷、民族自信與可持續發展等課程思政育人元素[10]。綜上，《交通工程學》課程主要教學內容、思政元素及融合設計如表1 所示。

表1 《交通工程學》課程教學與思政元素融入設計

2.3 教學方法

圍繞上述教學目標和課程內容，改進傳統教學方法，實施多元化“雙碳”教學模式改革。具體從以下幾個角度進行。

2.3.1 案例教學，小組合作

將抽象、難懂的理論知識借助鮮活的案例來闡述，可使學生直觀感受到交通工程學科與“雙碳”目標之間的內在聯系與耦合作用，提高學生的學習熱情，加深學生的理解和認知。例如，在介紹行人交通特性時，通過一些具體的慢行綠色交通的案例，讓學生能夠直觀理解綠色低碳出行方式與實際意義。采用“小組合作”教學模式，結合具體問題與案例，通過課堂翻轉、小組協作與討論，引導學生思考并討論案例背后的“雙碳”意義，增強學生的參與感，調動學生的學習主動性，從而提高教學效果。

2.3.2 課題驅動，激發興趣

依托縱橫向課題，引導學生參與實驗研究，避免傳統課堂因教師單向知識灌輸而產生的枯燥感，促使學生將課程所講述的抽象知識轉化為實際應用，培養學生理論聯系實際和解決實際工程問題的能力。如通過參與道路交通改善項目，啟發學生深入了解交通調查與交通規劃在實際項目中的應用，增進學生對交通調查意義、內容及要求與交通規劃程序的思考與理解。鼓勵學生參加大學生創新創業項目、全國交通科技大賽等學術科技競賽，培養學生良好的科技創新意識和實際動手能力。

2.3.3 追蹤前沿，校企聯動

交通工程學是一門新興的應用型學科，具有交叉性強、前沿特征突出和實際應用廣等特點。教學內容不應只講授書本上的知識，還應更多地關注學科研究動態和前沿熱點，將最新的學術成果和業界新技術、新案例及時補充到課堂教學中，使學生知識面進一步拓寬，同時對交通領域發展動向有最新的了解。此外，鼓勵教師深入交通企業與政府部門交流與合作，及時更新專業新知識，課堂上實現理論與實踐相結合，進而提高教學質量。與此同時，積極邀請業界專家走進課堂、走上講臺，定期為學生講授“雙碳”新技術與實際案例，激發學生的學習熱情，培養“雙碳”工程實踐能力。

3 預期成效

通過課程教學目標、教學內容與教學模式的改革，培養具有科學素養、創新意識和綜合能力，且能解決實際工程問題的高水平復合型人才，使學生具有強烈的專業自信和獲得感，畢業后能得到行業內企業的認可和發展機會。

（1）激發學習興趣，提高“雙碳”戰略背景下的交通人才培養質量。在培養交通專業人才時應注重其解決問題的實際能力、科學素養的培養與綜合創新創造能力[11]。通過教學內容改革，幫助學生了解《交通工程學》課程重要性及交通專業對實現“雙碳”戰略與交通強國目標的重要影響，激發學生的學習主動性和學習興趣，樹立正確的綠色、低碳與可持續發展觀與職業素養。

（2）增強課程思政教育的時代感和吸引力。課程思政元素緊密結合當前“雙碳”與交通強國戰略，提升了課程思政教育的針對性和時代性，讓學生明確肩上的社會責任，使其成為具有家國情懷的交通人。

（3）培養高素質人才的綜合創新和跨界能力。“雙碳”目標的實現需要多學科和相關技術的綜合、協同，應塑造學生的綜合創新與跨界融合意識和能力。

4 結束語

在“雙碳”與交通強國戰略背景下，對交通專業核心課程教學改革是高校開展“雙碳”時代人才培養的必經之路[12]。通過瞄準“雙碳”戰略背景和交通強國戰略需求，對《交通工程學》課程教學目標與教學內容進行更新，精心挖掘思政育人元素與案例素材，以及教學手段的豐富，可以將“雙碳”理念有機的融入課程的教學和實踐中，激發學生的學習興趣和主觀能動性，為推動高校“雙碳”相關專業的學科建設和培養符合時代發展需要的“雙碳”科技創新人才提供理論支持[13]。