基于“三個(gè)面向”的交通工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探討

王艷麗 王忠宇 吳兵

摘要：“三個(gè)面向”為我國(guó)科技創(chuàng)新指明了主攻方向，也是專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。交通工程是面向?qū)嵺`的專(zhuān)業(yè)，基于“三個(gè)面向”對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)，對(duì)提升學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力極為重要。面向前沿科技、面向一流學(xué)科建設(shè)、面向交通強(qiáng)國(guó)等國(guó)家重大需求，文章對(duì)交通工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍等進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：交通工程;實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革;課程體系;三個(gè)面向

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0;G424.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2020）21-0202-03

“面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求”是我國(guó)新時(shí)代科技創(chuàng)新的主攻方向。高校是科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)基地，在人才培養(yǎng)過(guò)程中也應(yīng)以培養(yǎng)“三個(gè)面向”的人才為目標(biāo)。交通作為“一帶一路”“交通強(qiáng)國(guó)”“長(zhǎng)三角一體化”“京津冀協(xié)同發(fā)展”等的聚焦點(diǎn)，需要大量高質(zhì)量的交通專(zhuān)業(yè)人才來(lái)滿(mǎn)足國(guó)際重大需求。而實(shí)驗(yàn)課程作為專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的主要途徑[1-4]。

交通工程是交通理論創(chuàng)新和科技實(shí)踐的重要基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來(lái)越重視，對(duì)實(shí)驗(yàn)課程的改革也正在逐步推進(jìn)中。胡明偉等[1]設(shè)計(jì)了與專(zhuān)業(yè)課程相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，分成專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)技能、綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新研究四類(lèi)實(shí)驗(yàn)并給出了設(shè)計(jì)案例。孫海浩等[2]指出了當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)的不足，重點(diǎn)討論了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的軟件體系包括課程體系、師資隊(duì)伍、教材三個(gè)重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容。呂希奎等[3]從教學(xué)方法、教學(xué)系統(tǒng)研制、信息化的資源與管理平臺(tái)和“本科研究機(jī)會(huì)計(jì)劃”四個(gè)方面對(duì)交通工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了改革探討。臧曉冬[4]從完善實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、重構(gòu)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容體系入手，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段和方法、評(píng)價(jià)體系進(jìn)行了改革。他們均從不同角度提出了交通工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革內(nèi)容。但對(duì)于在交通工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中如何面向前沿科技、面向一流學(xué)科建設(shè)、面向國(guó)家重大需求，在已有研究的基礎(chǔ)上還須進(jìn)一步深化、精細(xì)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革。針對(duì)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍存在的不足[5]，本文從實(shí)驗(yàn)課程體系、實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍、實(shí)驗(yàn)室管理三個(gè)方面進(jìn)行探討。

一、實(shí)驗(yàn)課程體系

當(dāng)前對(duì)于實(shí)驗(yàn)課的普遍認(rèn)識(shí)是鞏固對(duì)專(zhuān)業(yè)理論的已有認(rèn)知，同步實(shí)施技能訓(xùn)練，進(jìn)而提高綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力，所以實(shí)驗(yàn)課主要是在專(zhuān)業(yè)課中開(kāi)設(shè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)。但由于每門(mén)專(zhuān)業(yè)課學(xué)時(shí)有限，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課時(shí)通常只有2—4學(xué)時(shí)，只能開(kāi)設(shè)1—2個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這就導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系缺乏系統(tǒng)性，且多數(shù)是驗(yàn)證或演示型實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力的提升[6，7]。也有高校開(kāi)始將實(shí)驗(yàn)作為一門(mén)單獨(dú)的課程來(lái)設(shè)置，但一門(mén)課程很難與多門(mén)專(zhuān)業(yè)課同步銜接。

實(shí)驗(yàn)課程既需要與專(zhuān)業(yè)課程緊密相連，又要在一定程度上相對(duì)獨(dú)立成體系;既要有課程理論的應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，也需要有新技術(shù)的認(rèn)知學(xué)習(xí)。基于“三個(gè)面向”，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)體系（見(jiàn)圖1）。在大一、大二以專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)的認(rèn)知和演示實(shí)驗(yàn)為主;到大三上學(xué)期需要設(shè)置先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)類(lèi)課程;而到大三下學(xué)期則與專(zhuān)業(yè)課程同步，以運(yùn)用理論知識(shí)和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為主;到大四則可以根據(jù)實(shí)踐課需要，由學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新研究的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)。

二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)課程架構(gòu)的關(guān)鍵還是需要科學(xué)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容進(jìn)行支撐。在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中不僅需要結(jié)合課程內(nèi)容，特別是課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，對(duì)課程進(jìn)行支撐，不同課程的實(shí)驗(yàn)間應(yīng)該相互聯(lián)系和支撐，具有整體的系統(tǒng)性，此外還要融入前沿科技和國(guó)家重點(diǎn)需求，具備先進(jìn)性。

實(shí)驗(yàn)課程架構(gòu)需要結(jié)合課程內(nèi)容和先進(jìn)科技對(duì)專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。建議對(duì)專(zhuān)業(yè)課程了解的資深教授和對(duì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)、設(shè)備熟悉的實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)人員共同討論，進(jìn)行項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和確定。這里以同濟(jì)大學(xué)交通工程專(zhuān)業(yè)為例，對(duì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。（1）對(duì)于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)類(lèi)實(shí)驗(yàn)，雖然是以演示和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主，但是這類(lèi)實(shí)驗(yàn)中可以增加對(duì)交通前沿科技的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)。例如對(duì)駕駛模擬技術(shù)，《交通工程》中可以加入對(duì)同濟(jì)大學(xué)8自由度高仿真駕駛器和駕駛模擬技術(shù)的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)。（2）對(duì)于專(zhuān)業(yè)技能實(shí)驗(yàn)，除了常用儀器設(shè)備和軟件的使用，還可以加入對(duì)先進(jìn)技術(shù)或軟件的學(xué)習(xí)，如《交通調(diào)查與統(tǒng)計(jì)》分析中可以增加對(duì)大數(shù)據(jù)，如交通檢測(cè)設(shè)備所獲取數(shù)據(jù)的分析實(shí)驗(yàn)。在《交通仿真技術(shù)》中，除了常用的VISSIM交通仿真軟件學(xué)習(xí)，還要增加駕駛模擬軟件SCAner Studio的學(xué)習(xí)。還可以將科研項(xiàng)目涉及的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)化，給學(xué)生進(jìn)行演示，例如《交通規(guī)劃》中增加對(duì)利用trancad軟件進(jìn)行交通需求預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)等。（3）對(duì)于綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，則在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)和技能學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，在專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)中進(jìn)行綜合運(yùn)用，如在《道路安全與環(huán)境》中，增加基于駕駛模擬器的雨天環(huán)境對(duì)駕駛行為的影響實(shí)驗(yàn);《交通設(shè)計(jì)》中則可以加入車(chē)道寬度或者其他設(shè)計(jì)要素對(duì)車(chē)速的影響分析綜合實(shí)驗(yàn);《交通管理與控制課程》中，則可以加入對(duì)大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)，基于交通檢測(cè)數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行干線交叉口信號(hào)配時(shí)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、運(yùn)用駕駛模擬器進(jìn)行地點(diǎn)限速計(jì)算的綜合實(shí)驗(yàn)等。（4）對(duì)于創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)，這類(lèi)實(shí)驗(yàn)比較容易和先進(jìn)科技及科研項(xiàng)目結(jié)合，比如基于駕駛模擬器進(jìn)行駕駛分心研究或者低能見(jiàn)度的安全車(chē)速研究實(shí)驗(yàn)等。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍

實(shí)驗(yàn)課程體系的改革需要有專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍進(jìn)行支撐。實(shí)驗(yàn)課程和項(xiàng)目的設(shè)計(jì)需要由專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)老師與課程老師共同進(jìn)行設(shè)計(jì)和講授。傳統(tǒng)的由課程老師或?qū)嶒?yàn)室教師獨(dú)自上課的教學(xué)效果并不好，教師要么無(wú)法對(duì)先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備熟練操作，要么對(duì)先進(jìn)技術(shù)不夠了解，或者與專(zhuān)業(yè)課內(nèi)容無(wú)法很好結(jié)合，所以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課程往往以演示和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為主。為了保證所有專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的系統(tǒng)性，以及各類(lèi)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的合理比例，將先進(jìn)技術(shù)融入實(shí)驗(yàn)，這就需要專(zhuān)業(yè)課和實(shí)驗(yàn)教師保持一對(duì)一，即一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，需要配備一名實(shí)驗(yàn)教師;而實(shí)驗(yàn)教師對(duì)專(zhuān)業(yè)老師應(yīng)該是一對(duì)多，即一名實(shí)驗(yàn)教師，應(yīng)該同時(shí)對(duì)應(yīng)一個(gè)專(zhuān)業(yè)的多門(mén)專(zhuān)業(yè)教師。

建議每個(gè)專(zhuān)業(yè)配備1—2名專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教師，其中至少1名專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教師應(yīng)當(dāng)是本專(zhuān)業(yè)的研究生以上學(xué)歷畢業(yè)，熟知該專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程，學(xué)習(xí)過(guò)以往的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，而且熟悉實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，這樣才能更好地和專(zhuān)業(yè)課教師配合設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

四、實(shí)驗(yàn)室管理

實(shí)驗(yàn)室為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供場(chǎng)地以及硬件設(shè)備支撐，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮著重要作用。要實(shí)現(xiàn)基于“三個(gè)面向”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，實(shí)驗(yàn)室的管理也需要進(jìn)行完善。首先，要引進(jìn)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，在用于科研的同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)放，對(duì)于小型設(shè)備要保證一定的臺(tái)（套）數(shù)確保教學(xué)需求，而對(duì)于昂貴設(shè)備則需要安排好學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。其次，引進(jìn)高層次實(shí)驗(yàn)技術(shù)人才，配合專(zhuān)業(yè)課教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為師生提供實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，做好開(kāi)放實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)工作。在此，搭建實(shí)驗(yàn)綜合管理信息系統(tǒng)，包括實(shí)驗(yàn)軟件共享的云平臺(tái)，方便學(xué)生隨時(shí)進(jìn)行軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn);也包括進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放預(yù)約平臺(tái)的搭建，一方面方便學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)，同時(shí)實(shí)驗(yàn)教師可以隨時(shí)了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)情況，做好指導(dǎo)準(zhǔn)備。

五、結(jié)語(yǔ)

讓學(xué)生能夠面向交通實(shí)際是交通人才培養(yǎng)的一個(gè)重要任務(wù)?；凇叭齻€(gè)面向”的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系和項(xiàng)目設(shè)計(jì)，使學(xué)生在掌握和運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際、解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并對(duì)先進(jìn)技術(shù)加深了理解，拓展了學(xué)生的專(zhuān)業(yè)視野，激發(fā)了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)興趣與探索熱情，這對(duì)加強(qiáng)學(xué)生交通工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力非常重要。合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室管理，也為基于“三個(gè)面向”的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了硬件和軟件的保障支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡明偉，崔海鵬.交通工程專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的設(shè)計(jì)[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011，28（07）：28-31.

[2]孫海浩，吳嬌蓉，毋妙麗.交通工程學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系研究[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2012，31（02）：151-153+157.

[3]呂希奎，周小平，黃守剛.交通工程專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革探討[J].教育教學(xué)論壇，2015，（42）：227-228.

[4]臧曉冬.交通工程專(zhuān)業(yè)課程實(shí)驗(yàn)體系設(shè)計(jì)與改革[J].教育教學(xué)論壇，2015，（52）：246-247.

[5]葛鏡，余澤太，嚴(yán)建橋，李娜，黃先莉.高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)和管理新模式探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2019，38（03）：234-236.

[6]華菊翠.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)視角下地方高校工科專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建與實(shí)踐[J].現(xiàn)代教育管理，2017，（04）：92-96.

[7]李秀娟，張志輝，鄒猛，韓志武，任露泉.實(shí)驗(yàn)課適應(yīng)教學(xué)改革的必然性分析[J].大學(xué)教育，2019，（11）：51-53.

Abstract： "Three orientations" indicates the main direction of our country's scientific and technological innovation， and is also the goal of professional talent training. Traffic engineering is a practice-oriented major， and the improvement of experimental teaching based on the "three orientations" is extremely important for enhancing students' innovation and practice ability. Based on the major national needs， such as the cutting-edge technology， the construction of first-class disciplines， as well as the transportation power， this article discusses the experimental teaching of traffic engineering in terms of course system， project design， and teaching team

Key words： transportation engineering; experimental teaching reform; course system; "three orientations"