基于“三個面向”的交通工程專業實驗教學改革探討

王艷麗 王忠宇 吳兵

摘要：“三個面向”為我國科技創新指明了主攻方向，也是專業人才培養的目標。交通工程是面向實踐的專業，基于“三個面向”對實驗教學進行改進，對提升學生的創新和實踐能力極為重要。面向前沿科技、面向一流學科建設、面向交通強國等國家重大需求，文章對交通工程專業實驗教學課程體系、實驗項目設計、實驗教學隊伍等進行了探討。

關鍵詞：交通工程;實驗教學改革;課程體系;三個面向

中圖分類號：G642.0;G424.31 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2020）21-0202-03

“面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求”是我國新時代科技創新的主攻方向。高校是科技創新人才的培養基地，在人才培養過程中也應以培養“三個面向”的人才為目標。交通作為“一帶一路”“交通強國”“長三角一體化”“京津冀協同發展”等的聚焦點，需要大量高質量的交通專業人才來滿足國際重大需求。而實驗課程作為專業實踐教學的重要環節，也是培養學生實踐和創新能力的主要途徑[1-4]。

交通工程是交通理論創新和科技實踐的重要基礎專業，對實驗教學越來越重視，對實驗課程的改革也正在逐步推進中。胡明偉等[1]設計了與專業課程相結合的實驗教學體系，分成專業基礎、專業技能、綜合設計和創新研究四類實驗并給出了設計案例。孫海浩等[2]指出了當前實驗教學的不足，重點討論了實驗教學的軟件體系包括課程體系、師資隊伍、教材三個重點建設內容。呂希奎等[3]從教學方法、教學系統研制、信息化的資源與管理平臺和“本科研究機會計劃”四個方面對交通工程實驗教學體系進行了改革探討。臧曉冬[4]從完善實驗環節、重構實驗內容體系入手，對實驗教學手段和方法、評價體系進行了改革。他們均從不同角度提出了交通工程實驗教學改革內容。但對于在交通工程專業實驗教學中如何面向前沿科技、面向一流學科建設、面向國家重大需求，在已有研究的基礎上還須進一步深化、精細化實驗教學體系改革。針對當前實驗教學仍存在的不足[5]，本文從實驗課程體系、實驗教學隊伍、實驗室管理三個方面進行探討。

一、實驗課程體系

當前對于實驗課的普遍認識是鞏固對專業理論的已有認知，同步實施技能訓練，進而提高綜合運用專業知識的能力，所以實驗課主要是在專業課中開設實驗課時。但由于每門專業課學時有限，導致實驗課時通常只有2—4學時，只能開設1—2個實驗項目。這就導致實驗教學體系缺乏系統性，且多數是驗證或演示型實驗，不利于學生的實踐和創新能力的提升[6，7]。也有高校開始將實驗作為一門單獨的課程來設置，但一門課程很難與多門專業課同步銜接。

實驗課程既需要與專業課程緊密相連，又要在一定程度上相對獨立成體系;既要有課程理論的應用實驗，也需要有新技術的認知學習。基于“三個面向”，設計了實驗課程教學體系（見圖1）。在大一、大二以專業課程內的認知和演示實驗為主;到大三上學期需要設置先進的實驗技術類課程;而到大三下學期則與專業課程同步，以運用理論知識和先進的實驗技術進行綜合設計實驗為主;到大四則可以根據實踐課需要，由學生進行自主設計創新研究的開放實驗。

二、實驗項目設計

實驗課程架構的關鍵還是需要科學的實驗項目和內容進行支撐。在實驗項目中不僅需要結合課程內容，特別是課內實驗，對課程進行支撐，不同課程的實驗間應該相互聯系和支撐，具有整體的系統性，此外還要融入前沿科技和國家重點需求，具備先進性。

實驗課程架構需要結合課程內容和先進科技對專業的實驗項目進行合理設計。建議對專業課程了解的資深教授和對實驗技術、設備熟悉的實驗專業人員共同討論，進行項目的設計和確定。這里以同濟大學交通工程專業為例，對實驗項目設計進行分析。（1）對于專業基礎類實驗，雖然是以演示和驗證實驗為主，但是這類實驗中可以增加對交通前沿科技的認知實驗。例如對駕駛模擬技術，《交通工程》中可以加入對同濟大學8自由度高仿真駕駛器和駕駛模擬技術的認知實驗。（2）對于專業技能實驗，除了常用儀器設備和軟件的使用，還可以加入對先進技術或軟件的學習，如《交通調查與統計》分析中可以增加對大數據，如交通檢測設備所獲取數據的分析實驗。在《交通仿真技術》中，除了常用的VISSIM交通仿真軟件學習，還要增加駕駛模擬軟件SCAner Studio的學習。還可以將科研項目涉及的實驗進行簡化，給學生進行演示，例如《交通規劃》中增加對利用trancad軟件進行交通需求預測的實驗等。（3）對于綜合設計實驗，則在專業基礎和技能學習的基礎上，在專業學習中進行綜合運用，如在《道路安全與環境》中，增加基于駕駛模擬器的雨天環境對駕駛行為的影響實驗;《交通設計》中則可以加入車道寬度或者其他設計要素對車速的影響分析綜合實驗;《交通管理與控制課程》中，則可以加入對大數據技術應用的實驗，基于交通檢測數據分析結果進行干線交叉口信號配時方案設計實驗、運用駕駛模擬器進行地點限速計算的綜合實驗等。（4）對于創新研究實驗，這類實驗比較容易和先進科技及科研項目結合，比如基于駕駛模擬器進行駕駛分心研究或者低能見度的安全車速研究實驗等。

三、實驗教學隊伍

實驗課程體系的改革需要有專業的實驗教學隊伍進行支撐。實驗課程和項目的設計需要由專業的實驗老師與課程老師共同進行設計和講授。傳統的由課程老師或實驗室教師獨自上課的教學效果并不好，教師要么無法對先進實驗設備熟練操作，要么對先進技術不夠了解，或者與專業課內容無法很好結合，所以導致實驗課程往往以演示和驗證實驗為主。為了保證所有專業實驗項目的系統性，以及各類實驗項目的合理比例，將先進技術融入實驗，這就需要專業課和實驗教師保持一對一，即一門專業課，需要配備一名實驗教師;而實驗教師對專業老師應該是一對多，即一名實驗教師，應該同時對應一個專業的多門專業教師。

建議每個專業配備1—2名專業實驗教師，其中至少1名專業實驗教師應當是本專業的研究生以上學歷畢業，熟知該專業的專業課程，學習過以往的實驗項目，而且熟悉實驗室設備，這樣才能更好地和專業課教師配合設計新的實驗項目。

四、實驗室管理

實驗室為實驗教學提供場地以及硬件設備支撐，在實驗教學中發揮著重要作用。要實現基于“三個面向”的實驗教學的改革，實驗室的管理也需要進行完善。首先，要引進先進的實驗設備，在用于科研的同時對實驗教學開放，對于小型設備要保證一定的臺（套）數確保教學需求，而對于昂貴設備則需要安排好學生分組實驗的時間。其次，引進高層次實驗技術人才，配合專業課教師進行實驗教學，為師生提供實驗指導，做好開放實驗指導工作。在此，搭建實驗綜合管理信息系統，包括實驗軟件共享的云平臺，方便學生隨時進行軟件的學習和應用實驗;也包括進行實驗設備和實驗室開放預約平臺的搭建，一方面方便學生了解實驗設備，進行創新研究實驗，同時實驗教師可以隨時了解學生實驗情況，做好指導準備。

五、結語

讓學生能夠面向交通實際是交通人才培養的一個重要任務。基于“三個面向”的專業實驗教學課程體系和項目設計，使學生在掌握和運用所學理論知識的基礎上，加強理論聯系實際、解決實際問題的能力，并對先進技術加深了理解，拓展了學生的專業視野，激發了學生對專業的學習興趣與探索熱情，這對加強學生交通工程實踐能力和創新能力非常重要。合理的實驗教學隊伍和先進的實驗室管理，也為基于“三個面向”的專業實驗教學提供了硬件和軟件的保障支撐。

參考文獻：

[1]胡明偉，崔海鵬.交通工程專業實驗教學體系的設計[J].實驗技術與管理，2011，28（07）：28-31.

[2]孫海浩，吳嬌蓉，毋妙麗.交通工程學科實驗教學體系研究[J].實驗室研究與探索，2012，31（02）：151-153+157.

[3]呂希奎，周小平，黃守剛.交通工程專業課程實驗教學體系改革探討[J].教育教學論壇，2015，（42）：227-228.

[4]臧曉冬.交通工程專業課程實驗體系設計與改革[J].教育教學論壇，2015，（52）：246-247.

[5]葛鏡，余澤太，嚴建橋，李娜，黃先莉.高校實驗教學和管理新模式探索[J].實驗室研究與探索，2019，38（03）：234-236.

[6]華菊翠.創新創業視角下地方高校工科專業實踐教學體系構建與實踐[J].現代教育管理，2017，（04）：92-96.

[7]李秀娟，張志輝，鄒猛，韓志武，任露泉.實驗課適應教學改革的必然性分析[J].大學教育，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"