梁槚 姚明 耿國慶
[摘 要] 為了在新時代背景下完善交通工程專業人才培養,探索基于人工智能與課程思政的交通工程專業人才培養模式。從教師與課程角度闡述了交通工程專業現階段人才培養過程中存在的主要問題,提出了新時代背景下交通工程專業人才培養的改革方法與措施,從教師隊伍建設、人才培養方案及教材體系建設等三個方面構建新時代交通工程專業人才培養模式。新時代背景下,交通工程專業人才培養模式改革適應了交通強國重大發展戰略的需求,對培養交通工程領域創新型人才具有十分重要的意義。
[關鍵詞] 交通工程;課程思政;人才培養
[基金項目] 2021年度中國交通教育研究會交通教育科學研究項目“基于BIM技術的交通工程專業課程體系改革”(JTYB20-38);2022年度江蘇大學研究生教育教學改革項目“交通運輸類研究生課程思政建設的對策與實踐路徑研究”(XJGKT22_002)
[作者簡介] 梁 槚(1990—),男,河南信陽人,工學博士,江蘇大學汽車與交通工程學院講師,主要從事道路缺陷無損檢測技術研究;姚 明(1977—),男,江蘇鎮江人,工學博士,江蘇大學汽車與交通工程學院副教授,主要從事道路與交通安全技術研究;耿國慶(1979—),男,江蘇鎮江人,工學博士,江蘇大學汽車與交通工程學院教授,主要從事智能及新能源汽車性能動態模擬及控制研究。
[中圖分類號] C961 [文獻標識碼] A[文章編號] 1674-9324(2024)02-0077-04 [收稿日期] 2022-11-23
教育部、工業和信息化部、中國工程院發布的《關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見》指出,為適應新一輪科技革命和產業變革的新趨勢,緊緊圍繞國家戰略和區域發展需要,加快建設發展新工科,探索形成中國特色、世界水平的工程教育體系,促進我國從工程教育大國走向工程教育強國[1]。通過將課程思政、大數據、物聯網、云計算與人工智能等新方法、新技術融入傳統工科,培養新時代背景下的高水平復合型人才。新時代背景下,培養復合型人才需要多學科的交叉融合與協同創新,對教師的教育教學能力、教材體系建設以及學生的學習能力都提出了新的挑戰[2]。此外,隨著大數據、云計算及人工智能等新理論與新技術的發展和應用,我國經濟由傳統的低端粗放型產業向現代高端技術創新轉變,也為高校人才培養帶來了巨大挑戰。
現代交通工程專業早已突破傳統的以技術為核心的道路交通工程專業的范疇,多學科專業知識融合與協同作用對于解決復雜城市交通問題發揮著日益重要的作用。新時代背景下,交通工程專業人才培養模式改革應基于交通強國重大戰略需求,不僅培養學生使用新技術、新方法、新思想掌握工程設計、施工及檢測等硬本領,還應具備掌握系統工程研究方法與應用工具的能力。因此,在人才培養模式改革的過程中發現當前階段教育的不足與缺陷,并加以探索解決,對培養新時代背景下復合型交通人才具有重要意義。
本文以交通工程專業為突破口,探索新時代背景下如何培養新經濟緊缺人才,如何培養引領未來技術和產業發展的人才,如何培養具有創新創業意識、數字化思維和跨界整合能力的新時代人才。
一、交通工程專業人才培養模式改革的意義
交通工程專業人才培養模式改革是基于國家交通強國重大戰略發展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的工程教育改革的方向。新工科的內涵是以立德樹人為引領,以應對變化、塑造未來為建設理念,以繼承與創新、交叉與融合、協調與共享為主要途徑,培養未來多元化、創新型的卓越工程人才,具有戰略性、創新性、系統化、開放式的特征[3-4]。交通工程專業人才培養模式改革對提高我國人才創新能力、科技服務水平、產業發展水平、國際競爭力以及未來工程教育發展的新方向,均具有重要意義。
(一)滿足交通強國戰略需求
一方面,國家經濟與社會發展依賴于工程教育的創新創造發展,基于新時代背景下的交通工程專業人才培養模式改革對推動培養多學科背景下的創新型人才,以及我國道路交通領域企業向高新技術企業轉型升級具有重要意義。另一方面,人才培養模式改革符合當前交通強國戰略需求,對促進現代中國可持續發展的新經濟理念的快速形成,對人才教育和科學研究符合行業發展趨勢,提升國家硬實力,推動社會更快更好的發展具有重要影響。
(二)提升學生創新創造能力
新時代背景下的人才培養需要學科設置更加合理,人才培養模式更加先進。突破對傳統學科的思維方式,才能形成更加符合當前社會發展與變革的人才需求。推進自然、人文、管理等學科交叉培養,優化、轉型和升級學科專業結構,以立德樹人為根本目標,通過豐富教學模式提高學生的科技創新創造能力,培育和踐行社會主義核心價值觀。
二、交通工程專業人才培養存在的問題
綜合目前交通工程專業人才培養模式的國內外研究現狀,發現存在如下問題。
(一)教師實踐經驗不足
高校教師雖然具備豐富的理論知識,但是缺乏相應的工程實踐經驗,尤其是畢業后直接從事教學任務的教師。他們在求學期間或者工作后可能受到當時實踐條件的限制,并沒有得到專業的實踐培訓。因此,僅僅依賴理論知識很難消除因缺乏工程實踐經驗在教學中帶來的不利影響。學生對知識理解不深刻就難以形成積極主動的學習態度,從而影響學生學習的效果與效率。
(二)教材專業性不強
“道路交通智能技術”作為通識教育課程并沒有得到足夠的重視,同時缺乏相應的專業性教材。與道路交通設計、施工、檢測相關的教材更是屈指可數,教師在講解課程時通常需要參考多本教材,而不同的編者側重的內容不同,導致教師在講解過程中存在內容割裂,學生在學習過程中缺乏系統性。因此,急需道路交通工程智能化技術的教材。
(三)前置基礎課程缺乏
“道路交通工程智能化技術”作為新興的專業課程,在實踐應用中需要MATLAB、Python等編程語言輔助,然而由于受到專業屬性的限制,交通工程專業并沒有設置這些課程。相關的編程課程是“C語言”“Visual Basic”等基礎語言,這些課程并不能協助學生完成后期的畢業設計或論文,降低了學生從事智能化道路交通工程崗位的期望值。
三、改革方法與措施
基于現有交通工程專業人才培養過程中存在的問題,本文提出相應的改革方法與措施。
(一)強化教師隊伍建設
習近平總書記在北京大學師生座談會上指出:“建設政治素質過硬、業務能力精湛、育人水平高超的高素質教師隊伍是大學建設的基礎性工作”[5]。習近平總書記的講話明確指出新時代高校教師隊伍建設的要求,為高校教師隊伍建設提供了根本遵循[6]。加強高校教師隊伍建設應包括以下幾點。
1.提高教師政治立場。高校教師承擔著為學生“傳道、授業、解惑”,培養社會主義建設者和接班人的偉大任務,其在思想上必須堅決忠誠于黨,忠誠于社會主義教育事業,自覺堅定地信仰馬克思主義。只有政治立場在教師心中扎下根,才能在學生心中開花結果。教師在講授專業課程時,不能局限于學科專業領域,要充分挖掘并提煉專業課程中蘊含的愛國主義情懷、社會責任與文化內涵等要素,并將其與社會主義核心價值觀結合作為教育載體,使學生在耳濡目染中提高政治覺悟,激發學生的心理共鳴和情感共鳴。
2.強化教師業務能力。業務能力是專業教師素質的“生命線”,是完成教育教學工作的基本技能。打造業務能力精湛的教師隊伍,既是高等教育內涵式發展的需要,也是全面貫徹國家教育方針、實現我國教育現代化的需要。身處知識經濟大發展的新時代,教師應保持強烈的求知欲,具備“活到老,學到老”的不間斷學習精神,開闊知識與思維視野,不斷豐富自己的知識儲備。
3.提高教師育人水平。高校教師應當堅持“教書和育人相統一”,堅持遵循教育規律、思想政治工作規律、學生成長規律,把握師生思想特點和發展需求[7]。通過精心的教學設計和方法創新,在為學生把道理講深、講透、講活的同時,促進學生的價值觀塑造和全面發展,完成價值塑造、能力培養、知識傳授“三位一體”的育人任務。
(二)優化人才培養方案
為了加強道路與交通課程體系與智能化、數字化、信息化的緊密聯系,突顯新時代背景下“道路工程缺陷智能檢測技術”的巨大優勢,同時在保證交通工程總學分不變的情況下,應優化交通工程專業培養方案,具體方法與措施如下。
1.明確專業核心課程。新培養方案應綜合考慮學校人才培養總體目標、社會需要、學科專業發展特點等因素,明確交通工程專業培養人才的核心能力,進而確定專業核心課程,加強專業核心能力培養,為學生今后的可持續發展提供知識與能力基礎。因此,可將“道路交通工程智能化技術”增設為必修課程,并適當地提高該課程的學時量。
2.增設人工智能課程。新時代背景下,高等教育與經濟社會發展的結合度越來越高,因此,需要根據當前經濟發展的大環境,深入市場開展調研,掌握社會基本需求,從而調整與優化專業方向和課程設置。根據市場需求培養學生具備比較完善的知識結構和較高的綜合能力,增強學生的就業與職場競爭力,不斷提高服務經濟與社會發展的能力和水平。可在交通工程本科專業開設與人工智能相關的基礎理論課程與實踐課程,如“機器學習”“深度學習”及“道路交通大數據分析”等。
3.鼓勵學科學業創新。二級單位可以根據交通工程的教育教學特點增設創新創業學分,鼓勵學生通過科學研究等方式獲得該學分。同時,二級單位根據本科生專業特點和職業規劃的需要,擬定長短期工作計劃[8],同時要給予教師指導本科生科研探索適當的工作量,充分調動指導教師的積極性,做好師生科研成果的宣傳工作與獎勵機制,營造一種積極向上的科研氛圍。
4.強化課程思政。教師在授課過程中引導學生將所學知識、理念與技能轉化為內在能力,使學生自覺意識到個人發展依賴于社會發展與國家發展而存在,并與其緊密結合,牢不可分,以此作為高校“三全育人”的突破口與教師立德樹人的新抓手。此外,教師在授課時還應積極宣傳與弘揚大國工匠精神,講好中國故事,激發學生的愛國主義情懷,增強學生的民族自豪感。教師在教育教學過程中積極主動幫助學生解答思想困惑、價值困惑、情感困惑,激發其為國家發展、為民族復興而奮斗的熱情與動力,幫助其在創造社會價值的過程中實現自身價值。
(三)強化教材體系建設
打造新時代背景下交通工程專業教材體系是實現交通工程專業人才培養模式改革的關鍵,是實現新時代背景下人工智能技術、課程思政與道路交通大數據智能監檢測緊密結合的有利實踐。強化教材體系建設不能急功近利,應當分步、分批進行。
1.道路交通數字圖像處理。《數字圖像處理》教材是電子信息類、計算機類等相關專業的重要教材之一,如由阮秋琦等翻譯的《數字圖像處理(第四版)》(電子工業出版社)。雖然該教材被其他相關工科專業認可與采用,并且對交通工程專業具備較大的理論價值與實踐價值,但是書中內容理論知識的專業性較強,也沒有突出我國道路交通行業的大國工匠精神,這對交通工程專業本科生的學習與認知產生了一定障礙。此外,道路交通圖像的復雜性使得學生運用相關理論知識處理道路交通圖像時并沒有得到理想的效果。因此,在新時代背景下,需要打造《道路交通數字圖像處理》教材,將道路交通圖像數據、數字圖像處理與課程思政等緊密結合。
2.道路交通智能監測。“機器學習”與“深度學習”是自動化專業與計算機科學技術專業非常重要的人工智能課程,其中具有較大影響力的教材有周志華編著的《機器學習》(清華大學出版社)以及趙申劍翻譯的《深度學習》(人民郵電出版社)。然而,這些教材沒有從交通工程專業的角度介紹能夠有效解決道路交通工程實踐問題的案例,因此無法為學生提供應用智能化技術手段進行道路交通工程實踐及科研的理論體系。例如,道路路表與內部缺陷的巡檢、橋梁健康實時監測、道路交通視頻識別與分析等相關應用。在新時代背景下新工科發展時期,要想實現人工智能時代道路交通視頻監控數據分析以及車輛全程跟蹤等實際運用,需要打造《道路交通智能監檢測》教材,完善人工智能時代交通工程專業人才培養模式。
結語
新時代背景下,交通工程人才培養注重學科交叉融合、融會貫通與協同創新,培養的人才應當是適應于未來新產業、新業態以及新經濟要求的新型人才,應當具備面對復雜問題時能運用恰當思維應變與解決的能力。因此,交通工程專業人才培養模式應著眼于國家交通強國重大戰略需求,探索新時代背景下交通工程專業人才培養模式。本文從教師隊伍建設、人才培養方案以及教材體系建設等三個方面闡述了交通工程專業人才培養模式的探索,為新時代背景下交通工程專業復合型人才培養提供參考。
參考文獻
[1]教育部,工業和信息化部,中國工程院.關于加快建設發展新工科實施卓越工程師教育培養計劃2.0的意見:教高〔2018〕3號[A/OL].(2018-10-08)[2022-10-23].http://www.moe.gov.cn/srcsite/A08/moe_742/s3860/201810/t20181017_351890.html.
[2]姚佼,戴亞軒,韓印,等.新工科背景下多學科交叉融合的交通工程人才培養模式研究[J].物流科技,2019,42(10):159-163.
[3]黃敏,蔡銘,傅晨琳.新工科背景下交通工程專業人才培養方案的優化與實踐研究[J].教育現代化,2019,6(51):25-28.
[4]郭淑清.新工科理念下交通運輸專業人才培養創新模式探索[J].科技視界,2017(24):25-25.
[5]習近平:在北京大學師生座談會上的講話[EB/OL].(2018-05-03)[2022-10-23].https://www.gov.cn/xinwen/2018-05/03/content_5287561.htm.
[6]張秋艷.新時代高校教師思想政治工作:歷史邏輯、現實內涵和實踐路徑[J].武漢理工大學學報(社會科學版),2022,35(1):123-129.
[7]中共中央,國務院.印發《關于加強和改進新形勢下高校思想政治工作的意見》[A/OL].(2017-02-27)[2022-10-23].http://www.gov.cn/xinwen/2017-02/27/content_5182502.htm.
[8]徐秀榮.地方高校本科生科研能力培養探究[J].赤峰學院學報(自然科學版),2019,35(11):166-168.
Exploration on the Personnel Training Mode of Traffic Engineering in the New Era
LIANG Jia, YAO Ming, GENG Guo-qing
(School of Automotive and Traffic Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China)
Abstract: To improve the training of traffic engineering in the new era, this paper explores the training mode of traffic engineering professionals based on artificial intelligence and curriculum ideology and politics. From the perspective of teachers and courses, this paper expounds the main problems existing in the training of traffic engineering, and puts forward the reform methods and measures for the training of traffic engineering in the new era. Furthermore, the training mode of traffic engineering in the new era is constructed from three aspects: the construction of teachers, the training scheme and the construction of teaching materials system. Under the background of the new era, the reform of the training mode of traffic engineering meets the needs of the major development strategy of a powerful traffic country, and it is of great significance to cultivate new innovative talents.
Key words: traffic engineering; curriculum ideology and politics; personnel cultivation