交通工程專業學科特點分析與實踐教學體系建設

梁化民

（天津城建大學 土木工程學院，天津 300384）

交通工程專業學科特點分析與實踐教學體系建設

梁化民

（天津城建大學 土木工程學院，天津 300384）

在論證交通工程專業學科特點并分析其實踐教學需求的基礎上，提出了包括目標體系、內容體系、保障體系、管理和評價激勵體系在內的交通工程專業實踐教學體系框架，可用于規范交通工程專業實踐教學過程，指導實踐教學平臺建設.

交通工程專業；學科特點；實踐教學體系

實踐教學的意義，對于理科專業而言，重在培養和強化探索新理論、獲取新知識的能力，對于工科專業而言，則重在強化理論知識的應用能力［1］.任何學科專業都需要與其相適應的實踐環節，交通工程專業亦不例外，但作為一個學科跨度較大的專業，其實踐教學環節有其自身的特點，實踐教學組織有其特殊的困難性.作為一個歷史較短的高等工科專業，其專業建設滯后于工程實踐，實踐教學體系亦不夠完善，學生嚴謹求實作風欠缺和動手能力不強，成為制約該專業學生培養質量的瓶頸之一.

隨著我國城市化進程的加快，交通擁堵、交通污染和交通安全等問題日益突出，交通系統的建設與優化逐漸成為城市建設領域的重大課題，交通工程專業學生面臨較為寬廣的就業前景.準確把握交通工程專業學科特點，構建完善的實踐教學體系，加強和改善交通工程專業的實踐教學組織，是交通工程專業學科建設的重要內容.

1 交通工程專業的學科特點

交通工程學的研究目的是探討如何使道路交通安全、高效、舒適、經濟；研究對象是人、車、路和環境在道路交通系統中形成的各種現象；研究內容主要是交通特性分析、交通規劃、交通設施、交通設計和交通運營管理［2］.交通工程作為一門學科，初創于20世紀30年代的美國，并受到汽車工業和道路交通建設實踐的推動而發展起來［3-5］.1979年以后，我國一些大學開始逐步建立交通工程專業.交通工程學科的主要特點體現在以下幾個方面.

（1）典型的交叉學科性質.交通工程專業是一個游走于自然科學、工程技術和社會科學之間的專業.交通工程的研究客體是客觀的交通現象，如交通流運行機制，交通工具與道路的相互作用規律等，這些都屬于自然科學的范疇；交通工程需要用到力學計算、系統工程、計算機技術、控制技術等，需要解決具體的技術問題，因此具有工程技術的特征；交通系統作為社會經濟大系統之子系統，“人”是有機的組成部分，交通的參與和管理皆離不開“人”的因素，因此需要研究人的行為和心理，因此交通工程具有社會科學的特征.

（2）較強的應用性.交通工程專業由解決實際交通問題的需要而催生，如交通安全、交通擁堵、交通污染等問題.交通工程專業針對解決這些問題的實際需要，圍繞交通系統的規劃、設計、管理與控制等，研究數據調查采集與分析方法、系統規劃與優化模型、系統設計方法與規范等；同時不斷從交通工程實踐中發現問題，通過歸納提煉升華為教學內容，構建有針對性的專業教學體系.

（3）學科體系尚處于發展之中，交通工程理論研究與交通工程實踐的同步性較差.交通工程專業的產生滯后于交通工程實踐，致使后者對于前者的依賴天然不足，剛性需求不夠；反過來說，理論研究有時又脫離實際（從某種程度上來說是由于交通系統太過復雜），建立的模型缺乏說服力.因此，雖然從事交通工程專業研究的學者進行了許多前沿的理論探索，但諸多研究成果難以及時進入到交通工程實踐之中去.因此導致交通工程專業理論和實踐在一定程度上存在“兩張皮”的現象，削弱了學科發展的動力.

2 交通工程專業實踐教學需求分析

2.1 明確實踐教學體系，加強實踐教學環節

交通工程專業作為一個介于自然科學、工程技術和社會科學之間的工科專業，跨學科跨專業特征明顯，實踐教學體系尚不夠清晰，實踐教學平臺尚不夠完善，致使實踐訓練環節不夠系統和深入.學生在專業課程學習中大多只滿足于理論知識的理解記憶，缺乏動手能力和動手熱情.專業的交叉學科性質導致實習組織程序復雜，校外實習基地建立較為困難.因此，應在明確交通工程專業實踐教學體系的基礎上，加強實踐教學組織，立足校內專業實驗室和平臺，以校外實習基地為補充，建立校內外相結合的實踐教學平臺.

2.2 實踐空間應從實驗室向外延伸

與其他工程學科研究較為微觀的物理世界和工程對象有所不同，交通工程的研究對象是“系統”，即交通系統.交通系統是由人、車、路、環境組成的復雜大系統，難以在實驗室中重現，因此應將交通“現場”作為傳統實驗室的補充，充分發揮其作用.交通工程專業實踐應到實際道路上去觀測交通流及其現象，觀測道路設施的參數及其適應性，觀測交通控制裝置的工作過程及其適應性等，在現場發現問題，采集數據，然后回到實驗室中，利用數據分析工具去分析研究.

2.3 實踐教學應重視綜合性

交通工程要解決的問題包括交通系統的規劃、設計、管理與控制等.由于其跨學科的性質，許多問題的解決需要綜合應用相關自然科學的理論、工程學科的技術，以及社會科學的方法和手段.因此實踐教學科目應根據擬解決問題的實際情況，引導學生以問題為導向，綜合運用各種不同的理論、知識、技術和方法去解決問題.

2.4 實踐教學應重視數學和計算機等工具和技術的應用

交通工程面向的交通系統屬于復雜大系統，其合理的規劃、設計和優化，以及運行管理控制，都需要建立在對系統充分了解的基礎上.實際中通常需要采集大量的數據，進行深入的數據分析和挖掘，建立符合實際的大系統模型和各類面向隨機交通現象的宏觀或微觀模型.模型復雜，數據龐大，分析環節多，計算工作量大，需借助數學、運籌學和計算機等工具.

2.5 實踐教學應重視模擬仿真手段的應用

交通系統作為由人、車、路、環境組成的復雜大系統，其特征有時難以通過理論計算獲知，但可利用模擬仿真的方法，在實驗室中再現交通系統，去發現交通系統的復雜涌現特性.其次，交通系統具有天然的隨機性，需要借助蒙特卡洛仿真方法去分析研究［6］.另外，有些交通現象如交通事故，有時難以用實物進行實驗，需要借助模擬再現的方法去研究這些交通現象發生的機理.

3 交通工程專業實踐教學體系的總體思路

交通工程專業培養目標是：培養具備交通運輸系統分析與規劃、交通設計、交通工程設施設計、施工與管理、交通系統智能化控制與管理和交通安全等方面的專業知識及能力，能夠從事本領域的規劃、設計、施工、管理與運營的高級工程技術及管理的復合型人才.應該說，交通工程專業的就業面還是比較廣的，但學生的實際能力與培養目標尚有一定的差距，崗位適應能力有待于進一步提高.具體來說，一是實際動手能力不夠，二是理論研究能力不足.這些問題在畢業生的畢業設計（論文）這一綜合性教學環節中體現得尤為明顯.多數學生達不到“設計”要求，只能停留在“論文”層次，而且論文主要體現為對所學專業知識的概括，系統運用定量分析工具解決實際問題的成分偏少.其原因是多方面的，但其中一個很重要的原因是，由于學科專業特點，交通工程專業本科生在校學習期間，難以接觸到實際的交通工程項目，得不到實踐環節的系統訓練.為此，應以崗位就業需要為導向，在深入把握交通工程專業學科特點的基礎上，構建完善的實踐教學體系，系統化改善和加強交通工程專業的實踐教學環節.交通工程專業實踐教學體系的總體架構如圖1所示.

圖1 交通工程專業實踐教學體系總體架構

4 交通工程專業實踐教學目標與內容體系

4.1 實踐教學目標體系

實踐教學目標體系應以專業崗位就業需要為導向，以基本職業素質、崗位就業能力和職業發展能力培養為模塊進行構建，在基本職業素質涵養、嚴謹求實作風養成、基本技能形成、專業能力生成和科學創新意識培育五個層面上螺旋式發展學生的實踐能力.

一是基本職業素質.重點是學生嚴謹求實作風的養成.相對于其他一些以理論研究成果和實驗結果為基礎才能進行實踐的工科學科，交通工程實踐對于定量研究的剛性需求相對不足.但交通工程實踐與其他的工程實踐一樣，必須遵循工程實踐的基本規律，在客觀、科學的定量研究的基礎上展開.因此，該專業必須克服其固有惰性，重視嚴謹、求實作風養成，重視定量研究，以適應未來交通工程實踐的需要.

二是崗位就業能力.重點是基本技能形成和專業能力生成.基本技能的形成是專業能力生成的基礎.交通工程專業的基本技能包括交通調查（數據采集）能力、數據分析能力、數據處理能力、系統建模能力、算法設計與實現能力、計算機軟硬件應用能力、繪圖能力、力學計算能力等.專業能力包括交通系統分析、交通系統規劃、交通系統設計、交通工程設施設計、施工與管理、交通管控系統設計、交通組織管理、交通安全分析與規劃設計等.崗位就業能力的培養是交通工程專業實踐教學目標體系的重點內容［7］.

三是職業發展能力培養.應著力培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力.引導學生在關注國內外交通工程建設實踐的過程中，敏銳地發現有價值的科學和技術問題，充分利用交通工程專業跨學科的特點，綜合運用各種不同的理論、知識、技術和方法去解決問題.交通工程專業的學生欲謀求其較好的職業發展，必須重視以上職業發展能力的培養.

4.2 實踐教學內容體系

交通工程專業的實踐教學應以目標體系為指導，面向就業實際需要，構建綜合化、立體化的實踐教學內容體系，在交通系統分析、規劃、設計、交通組織管理、交通安全分析與規劃設計、交通工程設施設計、施工與管理等多個方向上鍛煉學生的專業實踐能力，逐步生成就業需要的基本職業素質、崗位就業能力和職業發展能力.

在具體操作層面上，專業實踐教學內容體系應覆蓋三大類“實踐課堂”.第一實踐課堂包括實驗、實習、課程設計、畢業設計等計劃內的實踐教學環節；第二實踐課堂包括學科競賽、科技活動、科技類學生社團、大學生創新創業訓練計劃、各類培訓、考證考級等自主實踐活動；第三實踐課堂指社會實踐、崗位實習、產學合作等面向工作崗位的實踐活動.應理順各實踐環節的關系，實現各“課堂”資源優化配置，形成合力.實踐教學內容體系的架構應注意以下幾個方面的問題：一是建立“三課堂”聯動機制，將第一課堂和第二課堂聯系起來，以計劃內的實踐教學內容啟發、引導和推動學生自發的專業實踐活動，合力創造第三課堂的開展條件；二是按照專業實踐能力生成的內在規律，合理安排實踐教學內容的進度，在保證學生學習各類技能，逐步掌握實踐工具和方法的同時，適時鍛煉和生成專業能力；三是應同時調動教師和學生參與專業實踐教學活動的積極性，形成良好的實踐教學互動機制.以實際或虛擬的專業實踐研究課題為紐帶，將教師和學生聯系起來.研究課題可以是以教師為主導，將其進行分解，學生按興趣參與研究的課題；也可以是以學生為主導，教師提供適時性幫助的實踐性探索課題，前者有利于啟發思路、訓練技能，后者有利于培養學生的自主實踐能力和創新實踐能力［8］.

5 交通工程專業實踐教學保障與管理評價體系

5.1 實踐教學保障體系

保障體系是交通工程專業實踐教學開展的硬、軟件物質基礎，包括交通工程專業實驗室、實訓基地、實踐教學指導教材、實踐教學經費籌措機制等.

交通工程專業實驗室從基本功能上來說，可以概括為交通調查、建模、數據分析處理和交通系統仿真等；從專業功能上來說，可分為交通調查實驗室、交通規劃與設計實驗室、交通管理與控制實驗室、交通安全與事故分析實驗室等.實驗室的開放可采取兩種形式，一是直接開放，二是通過網絡開放.直接開放可向有關師生提供軟硬件資源，支持相關的研究項目；通過網絡的開放可向外界提供計算、分析資源和數據資源，同時反向收集相關的資源.

實訓基地建設可按照交通工程專業具體就業方向，與相關單位協作建立.相關單位包括城市交通管理部門、城市建設規劃部門、公路管理部門、道路（公路）規劃設計機構、各級政府交通管理部門、公安交管部門、環保部門以及物流公司等.與上述各類單位探索切實可行的產學研合作模式，以取得相關單位的支持.

實踐教學指導教材建設是推動實踐教學活動有序開展的保證.應按照專業就業方向和主干課程設置來建設實踐教學指導教材.應體現理論和實際的結合，提高實踐教學的可操作性，具體內容應包括實踐教學（實驗）目的和要求、基礎理論與基本方法指導、專業軟硬件工具的操作應用方法介紹、實踐課題實施方案等.

實踐教學經費籌措是交通工程專業實踐教學保障中的一個難題.對于按照實踐教學三課堂體系推動實踐教學活動來說，經費保障還有較大缺口，需多方籌集.對于實踐教學指導教材，可由學校撥出專門建設經費，鼓勵相關教師進行編寫；對于實踐教學活動所要求的軟硬件工具，可按照實踐教學體系的集成要求多渠道收集或自主研發，并由學校給予補貼；同時，了解校外有關部門實際研究需求，結合學校自身現有的軟硬件條件和人力資源，吸收校外資金建立研究條件，滾雪球式逐步增強和擴展專業實驗室的實踐研究能力和規模，改善實踐教學軟硬件環境.

5.2 實踐教學管理與評價激勵體系

管理體系是交通工程專業實踐教學活動保持長效開展的組織保證，評價激勵體系則是實踐教學活動可持續發展的動力來源.二者相輔相成，缺一不可.

（1）管理體系.管理體系包括組織管理、運行管理和制度管理.組織管理應規范實踐教學環節的組織方式，建立有效的組織體系，明確管理人員構成及其職責，確定經費來源和經費使用規范.運行管理包括實踐教學活動中具體的項目審批，經費劃撥和審核，以及課堂教學時間和實踐教學時間的協調和約束等.制度管理包括實踐教學經費管理制度、實踐教學活動項目審批制度、實踐教學條件建設審批制度、教師參與實踐教學活動工作量量化方法、學生參與實踐教學活動學分計算細則等.

（2）評價激勵體系.建立科學的評價激勵體系有利于正確引導實踐教學活動的開展方向，為實踐教學的有序建設注入持久動力.評價激勵體系包括學生實踐活動評價激勵體系和教師實踐教學評價激勵體系.前者應注重評價學生實踐活動的創新性、與就業方向的關聯性和對職業發展的有效性，建立和完善實踐課題學分制度和優秀成果獎勵制度，鼓勵學生開展豐富多彩的自主性研究課題；后者應將教師參與指導學生實踐活動的工作量折算為標準授課學時，納入業績綜合考評范圍.

6 結 論

（1）交通工程專業具有明顯的跨學科性質，專業建設相對滯后于工程實踐，實踐教學體系尚不夠清晰，在一定程度上制約了專業實踐教學活動的開展.

（2）由于跨學科特點，交通工程專業實踐教學存在特殊的復雜性和困難性.建立完善的實踐教學體系，包括目標體系、內容體系、保障體系、管理與評價激勵體系等，可為交通工程專業實踐教學活動注入持久動力，推動其有序開展.

（3）交通工程專業的實踐空間應從傳統實驗室向外延伸，同時注重計算機和數學工具的應用；應綜合應用自然科學、技術科學和社會科學的研究方法去解決具體問題.

［1］方 明.陶行知名篇精選（教師版）［M］.北京：教育科學出版社，2006.

［2］任福田.新編交通工程學導論［M］.北京：中國建筑工業出版社，2011.

［3］GREENBERG H.An analysis of traffic flow［J］.Operations Research，1959（7）：78-85.

［4］VANILLIN F.Traffic engineering：theory and practice［J］.Transportation Science，1974，8（2）：193-194.

［5］PANDA A，GRIMES J.Traffic engineering in a hybrid format ［J］.Transportation Research Record，2011（1）：18-26.

［6］曹 靜，楊孝寬，趙曉華.交通仿真技術在交通工程實踐教學中的應用［J］.中國校外教育，2009（8）：582-582.

［7］蔡 銘，梁春儀.交通工程專業創新實踐教學課程體系的探索［J］.交通職業教育，2013（2）：10-12.

［8］梁化民，李學明.試論大學生科學研究能力的生成環境［J］.高教論壇，2013，170（12）：54-56.

Construction of Practice Teaching System in Traffic Engineering Based on Specialty Characteristics Analysis

LIANG Huamin
（School of Civil Engineering，TCU，Tianjin 300384，China）

Based on the discussion of the characteristics of traffic engineering specialty and the analysis of the practice teaching needs，this paper proposes a practice teaching system framework for traffic engineering specialty，which includes the systems of objective，content，guarantee，management，evaluation and incentive.It can serve as a norm for the practice teaching process of this specialty，and as a guidance for the construction of the practice teaching platform.

traffic engineering specialty；specialty characteristics；practice teaching system

G642：U491

A

2095-719X（2016）04-0307-05

2015-07-21；

2015-10-08

天津城建大學教育教學改革研究項目（JG-1308）

梁化民（1970—），男，甘肅定西人，天津城建大學副教授，碩士.