“人工智能+智慧交通”微專業建設研究

夏小云 陳澤豐 莊鶴林 陳濱

摘? 要：隨著人工智能技術快速發展以及建設交通強國的國家戰略需求，智慧交通領域復合型人才需求愈加迫切。結合市場需求和專業特點，探討“人工智能+智慧交通”微專業建設，闡述微專業培養目標的制定和課程設置。結合微專業特點，分析師資隊伍建設和教學模式，確保微專業的教學質量。研究成果對微專業的建設和教學改革具有一定的借鑒意義，為地方院校“人工智能+X”微專業建設提供思路。

關鍵詞：微專業；人工智能；智慧交通；課程設置；師資建設；教學模式

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）20-0107-04

Abstract： With the rapid development of artificial intelligence technology and the national strategic needs of building a strong transportation country， the demand for compound talents in the field of smart transportation is becoming more and more urgent. Combining with market demands and professional characteristics， the construction of micro specialty in artificial intelligence + smart transportation is discussed， and the formulation of training objectives and curriculum setting are elaborated. Combined with the characteristics of micro specialty， the construction of the teaching staff and the teaching mode are analyzed to ensure the teaching quality of micro specialty. The research results have certain reference significance for the construction and teaching reform of micro specialty， and provide ideas for the construction of micro specialty of artificial intelligence + X in local colleges and universities.

Keywords： the micro-specialty; artificial intelligence; smart transportation; courses setup; teacher construction; teaching mode

隨著交通行業的數字化、智能化和可持續發展，交通行業對人才培養提出了更高的要求。培養具備專業知識、跨學科背景和綜合能力的復合型人才，是推動交通行業發展和應對未來挑戰的關鍵。微專業作為高校設置的一種靈活的人才培養模式，是學生擴充跨學科知識和提升工程實踐能力的有效途徑，通過參與微專業，學生可以獲得更廣泛的學科視野，提升綜合素質，增加職業競爭力，并能夠在實踐中更靈活地運用所學的知識和技能[1]。因此，在高校引入“人工智能+智慧交通”微專業課程體系是一種促進交通行業人才培養的有效方式。

一? 微專業概述

微專業是指學生在學習主修專業以外，圍繞某個特定學術領域、研究方向或核心素養，提煉開設的一組特色課程。微專業具有“小學分、精課程、高聚焦、跨學科”鮮明特點，可以幫助學生快速提升核心競爭力。微專業突出跨學科、跨專業、跨教學班等特點[2]，融入行業發展、融入企業實踐、融入職業培養。微專業兼顧知識傳授與能力培養，探究新型教學組織方式，傳授跨學科基礎知識，構建項目式課程群，為學生提供適應學科交叉融合、滿足國家戰略和社會需求的多種學習機會，為培養跨學科復合型人才提供新路徑[3]。微專業是傳統主修專業的拓展和延伸，也是學生彌補某一特定領域知識的有效手段。微專業與傳統專業的主要區別見表1。

二? “人工智能+智慧交通”微專業培養目標

微專業的培養目標是在特定時間內，通過學習和參加特定領域的一系列課程或活動，實現特定的學習目標和能力要求。微專業培養目標應當符合學校定位，與國家整體戰略保持一致，符合地方經濟發展的要求。

（一）? 微專業培養目標制定原則

微專業的培養目標通常要綜合考量學習者的需求、專業領域以及行業趨勢等因素[4]，并與學習者的學習過程和評估方式相適配，從而為學習者提供具有針對性的學習和發展契機。確定微專業培養目標時，通常需要考慮以下幾個方面。

1）市場需求：了解當前和未來的職業需求與市場趨勢是確定微專業培養目標的重要依據。通過分析特定領域的就業前景、技能需求和行業發展趨勢，可以確定培養目標，確保微專業的內容和技能培養符合實際職業需求。

2）受眾需求：明確微專業的目標受眾是誰，以及他們的學習需求和目標是什么。這可能包括從業人員尋求職業提升、學生拓寬技能領域、創業者獲取特定知識等。了解目標受眾的需求可以幫助確定微專業的培養目標，使其能夠滿足學生的學習期望和職業需求。

3）行業企業專家意見：與領域專家、行業從業者和相關教育機構進行研討和咨詢，聽取他們對該領域所需專業知識和技能的見解和建議。他們的經驗和專業知識可以提供有價值的指導，幫助確定微專業的培養目標，并確保內容的準確性和實際應用性。

4）可衡量性：確定微專業的培養目標時，需要將課程設置與學習目標相互關聯。確定學生需要掌握的核心知識、技能和能力，并根據這些目標設計相關的課程和學習任務。確保微專業的課程設置能夠全面覆蓋重要的學習目標，并提供具體的評估方式來衡量學生的學習成果。

5）持續反饋和評估：在微專業的實施過程中，收集學生的反饋和評估數據，并根據反饋結果進行調整和改進。持續的反饋和評估可以幫助確定微專業的培養目標是否達到預期效果，并在必要時進行適當的調整和改進。

（二）? “人工智能+智慧交通”微專業培養目標

“人工智能+智慧交通”微專業涵蓋了計算機科學、交通工程、電子工程等多個學科領域。通過建設這一微專業，有助于促進不同學科的融合，培養具備綜合能力的專業人才。

“人工智能+智慧交通”微專業培養目標如下。

1）能夠綜合運用人工智能與交通工程的基本理論和方法獨立或協作對交通領域的復雜工程問題進行分析和設計，并具備智能交通信號燈、車輛自動駕駛技術、交通流量預測模型等模塊的設計和開發能力。

2）具備交通數據的收集、分析和處理能力，能夠運用數據驅動的方法來優化交通系統的運行和管理。具有團隊協作精神，通過小組項目和團隊作業，鼓勵學生提出創新性的解決方案，培養與不同背景的人合作的能力，學會有效溝通和協作。

3）能跟蹤智慧交通領域的最新發展動態及前沿技術，具備可持續發展理念，培養對社會和環境的責任感，保持自己的職業競爭力。

“人工智能+智慧交通”微專業培養目標可以視學校的具體情況和專業特點進行調整和細化，以適應不同的教育環境和市場需求。培養目標旨在培養具有人工智能和智慧交通專業知識、創新能力和實踐技能的人才，以推動智慧交通領域的持續發展和創新。

三? 課程設置

課程設置在實現微專業培養目標中扮演著重要的角色。通過合理的課程設置，可以確保學生在微專業學習過程中獲取到必要的知識和技能，以達到預期的培養目標[5]。為了實現“人工智能+智慧交通”微專業的培養目標，結合微專業的特點和企業行業專家的建議，需要梳理人才培養所需的核心素養和知識，并確定適合“人工智能+智慧交通”微專業的課程體系。微專業的課程設置見表2。

圍繞人工智能與智慧交通相關工程知識與發展前沿，該微專業設置了專業基礎課、專業核心課以及專業實踐課等內容。專業基礎課包括智慧交通系統概述、交通管理與控制、人工智能導論、機器學習，專業核心課程包括智能交通系統、車聯網系統、交通視頻圖像分析及交通數據分析，專業實踐課開設了智慧交通綜合課程設計。課程總共19學分，其中實踐教學占到三分之一。課程設置從基礎到專業，從易到難，理論與實踐結合，循序漸進，學生能夠有針對性地掌握所有課程內容。

四? 師資與教學模式

（一）? “人工智能+智慧交通”微專業師資建設

微專業師資建設是確保微專業教學質量和學生培養效果的關鍵因素之一。為了提供優質的教學和指導，需要重視師資隊伍的培養和建設。師資的建設應遵從以下原則。

1）內部選拔和外部引進相結合。制定明確的微專業師資選拔標準，通過內部的選拔和外部行業企業的引入相結合，優先選擇具備相關學科背景和專業知識的教師。師資隊伍應包括人工智能、交通工程、數據科學等領域的專家和從業者，以確保教學內容的全面性和專業性。

2）培訓與研修相結合。學校應為微專業師資提供持續的培訓和研修機會，包括參加學術研討會、培訓課程、教學研討會等，使其能夠不斷更新知識和教學技能。培訓內容應涵蓋人工智能在智慧交通中的應用、智能交通系統設計與優化、數據分析等領域的最新發展技術等。

3）理論和實踐相結合。師資隊伍應具備豐富的實踐經驗，能夠將理論知識與實際應用相結合。可以組織實踐項目，讓學生參與到真實的“人工智能+智慧交通”項目中，引導學生進行數據分析、模型設計、系統開發等實踐任務，培養學生的實際操作能力和解決實際問題的能力。

4）教學與科研相結合。教師可以將自己的科研成果融入到教學內容中，通過引用最新的研究論文、案例研究和實際項目，使教學內容更加貼近實際應用和學科前沿。鼓勵教師通過參與行業項目、實習指導，并將其融入到教學中，使學生能夠更好地理解和應用所學知識。

通過打造一支高水平微專業師資隊伍，為學生提供全面的教學和指導，確保學生能夠獲得與培養目標相一致的知識和技能。有助于培養出具備專業知識、實踐能力和創新思維的畢業生，為“人工智能+智慧交通”領域的需求提供優秀的人才支持。

（二）? “人工智能+智慧交通”微專業教學模式與考核

微專業課程教學更加的靈活，結合學生的不同需求和學習風格，不斷滿足學生個性化和自主式學習要求，激發學生的學習興趣，提升實踐動手能力和創新思維。同時教師需要不斷學習和研究最新的領域發展，以保持教學內容和方法的更新和先進性[6]。

1）教學方法。講授與討論相結合。教師可以通過講授基礎理論知識、案例分析和最新研究成果，引導學生了解人工智能和智慧交通的概念、原理和應用。在講授的過程中，鼓勵學生提問和參與討論，促進思維碰撞和知識分享。線上和線下相結合。結合線上和線下的教學活動，可以提供更大的靈活性[7]。可以將課堂教學與在線學習相結合，例如，通過面對面的研討會、實踐項目或實踐活動來加強學生的實際操作和團隊合作能力。利用在線學習平臺查閱課程材料、觀看視頻講座、在線討論和作業提交等功能。學生可以根據自己的時間和地點自由地訪問課程內容，實現學習的靈活性。自主彈性學習和個性化輔導相結合。為學生提供一系列的學習資源和活動，讓他們可以根據自己的興趣和需求自主選擇學習內容和學習時間。例如，提供多個選修課程或模塊，學生可以根據自己的學習目標選擇感興趣的內容。為學生提供個性化的輔導，滿足他們的學習需求[8-9]。可以通過在線討論、個人指導或小組輔導等方式，與學生進行一對一或小組交流，解答問題，提供反饋和指導。

2）教學資源。更新課程內容。微專業課程內容注重更新，定期評估和更新課程內容，以保持與行業發展和最新趨勢的一致性。通過及時更新課程內容和案例研究，確保學生接觸到最新的知識和實踐。豐富實踐項目。將實際智慧交通中的項目分解成教學中的學習模塊，學生通過實際項目的實踐，將所學的理論知識應用到智慧交通場景中，例如設計智能交通算法、開發交通流量預測模型、構建智能交通監控系統等。

3）持續學習。強調學生的自主學習和持續學習能力[10]，鼓勵學生關注行業動態，積極參與技術社區和學術交流活動。鼓勵學生進行學術研究，并指導他們進行論文寫作。學生可以選擇一個感興趣的課題，在教師的指導下進行深入研究，并撰寫學術論文。培養學生的研究能力、學術寫作能力和批判性思維。

微專業的學習是非學歷教育，不授予學位，一般是學生在完成所有學習并考核合格者，由學校頒發微專業證書。鑒于微專業學習的靈活性，微專業課程考核可以采取集中考核和分散考核相結合的方式進行，以適應不同類型學生的要求。理論課程可以在統一授課結束之后，采取集中式的考核方式，以評價其對理論知識掌握的程度。課程的實驗報告、個人項目的展示、團隊小組的答辯匯報等，可以采取分散考核的形式進行，先完成的先考核，學生在自己的學習節奏下進行考核，不必等待其他同學完成。學生能夠獲得及時的評估和反饋，及時調整學習策略，改進學習方式。這種方式更加符合學生個體差異性需求。最后在所有內容考核完成后，根據不同內容的權重進行整體評估。

嘉興大學在前期“人工智能+X”微專業建設探索過程中，依托嘉興市智慧交通研究中心、嘉興市智慧交通重點實驗室等平臺，為本科生、研究生提供實習、項目實踐的機會，研究團隊成功研發“點智能”交通信號全感應實時控制系統，在道路口成功部署并實現 7×24小時全天候測試與優化（圖1、圖2）。學生解決實際問題的能力、知識應用能力得到極大提升。

五? 結束語

新技術的快速發展對交通行業人才的培養提出了更高的要求，推動了交通行業與其他領域的融合。微專業由于其學習方式靈活、學習周期短、知識內容新穎等特點，受到越來越多學生的歡迎，成為培養交叉復合型人才的必然選擇。

微專業教育方式的優勢在于，能夠適應現代社會對人才的需求變化，提供更全面、更實用的知識和技能。通過微專業課程的學習，學生可以更好地適應未來的職業環境，提高自己的競爭力，為自己的未來發展打下堅實的基礎。

參考文獻：

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[10] 黃霞，鄭樂.以專業結構優化調整為導向的微專業建設方案研究[J].創新創業理論研究與實踐，2023，6（18）：89-92.

基金項目：國家一流線上與線下混合式課程“數據結構”（教高函〔2020〕8號）；浙江省普通本科高校“十四五”教學改革項目“地方高校AI+X人工智能微專業學科交叉融合人才培養路徑研究”（jg20220434）；浙江省第一批課程思政示范課程（浙教函〔2021〕47號）；2022年浙江省課程思政示范基層教學組織（浙教函〔2022〕51號）；嘉興大學課程思政示范基層教學組織項目（851521077）；嘉興大學“勤慎青年學者”培養計劃資助（無編號）

第一作者簡介：夏小云（1982-），男，漢族，江西南昌人，博士，教授，碩士研究生導師。研究方向為計算智能、計算機教育。