人工智能背景下交通工程專業教學改革探索

文/胡雪春（湖北交通職業技術學院）

伴隨人工智能技術的快速發展，將人工智能的研究成果與交通工程專業教學融合起來，是未來主要研究方向。目前人工智能已經被國家定位成重大戰略方針，很多院校開設了人工智能專業。因此，在人工智能背景下，根據交通工程專業的教學實際，探索交通工程專業教學改革顯得非常必要。

一、當前交通工程專業教學中存在的問題

交通工程專業開設有專業基礎課和專業課，包含交通工程學、交通規劃原理、智能交通系統等課程，課程內容繁多，知識比較抽象，具有很強的實踐性，知識和技術的更新周期較短，當前教學體系已經難以滿足新時代對人才培養的要求。當前，交通工程專業教學中存在的主要問題有：

（一）專業課程體系比較陳舊，與智能化聯系不夠緊密

交通工程專業課程主要包括道路工程、運籌學、城市交通規劃原理等課程，大多數高校針對交通工程專業所開設的課程仍然是停留于傳統交通工程課程體系上，與智能化的聯系不夠緊密。

隨著人工智能的飛速發展，其在交通工程應用方面的潛力逐漸顯現出來，比如阿里的“城市大腦”系統，充分展現了人工智能在解決城市交通擁堵等問題上的作用。但是從目前交通工程專業課程體系上并不能看出交通工程借助人工智能發展的作用，導致當前課程內容難以滿足國家對于創新型、實用型人才的培養要求。目前的課程體系雖然能夠為學生奠定良好的專業知識基礎，但是缺乏從理論向前沿應用發展的實踐。

（二）教學方式比較單一，缺乏自主性

當前交通工程專業的教學理念仍然是以教師為主導，教師在課堂上教授課程知識，學生被動接受知識，忽視了對學生自主學習能力和創新意識的培養，使得學生思維固化，只能死記硬背相關知識點，雖然掌握了扎實的專業理論知識，但是實踐能力和創新能力比較差，無法滿足新時代人才需求。此外，在教學方式上，忽視了學生的主體地位，教師仍然是以課程主導的形式開展教學活動，在課堂教學中，教師對于知識點的講授過多過細，留給學生思考和探討的時間較少，長此以往，造成學生缺乏學習的自主性，難以養成良好的學習習慣。而且一些教師在課堂教學時，過于依賴多媒體課件，教學進度太快，很多學生還沒有消化之前的知識，就要被動接受新知識，教師與學生之間的互動交流比較少，導致實際教學效果不佳。

（三）教學實踐少，沒有得到應有的重視

當前各大高校的交通工程專業課程實踐教學環節沒有得到應有的重視，實踐課程比較少，相關設備不全，而且實踐教學與理論教學的進度不一致。此外交通工程實踐教學內容單一，通常只是重視課堂理論知識，學生自己動手操作的機會較少，學生的創新能力和實踐操作能力難以得到有效提升。正是由于這些問題的存在，導致當前交通工程專業的實踐教學作用沒有充分發揮出來，無法幫助學生鞏固課程所學理論知識，學生的能力和素質也難以得到有效培養。

二、人工智能背景下交通工程專業教學改革策略

交通工程專業與其他相關學科有著密切關聯，該專業是一個綜合性的學科體系，而且交通系統與交通問題與我們的生活息息相關，表明該專業的大行業背景特征。人工智能是一門新興技術科學，近年來取得了飛速發展，已經被國家定位成重大戰略方針，各大高校紛紛開設與人工智能相關的專業。由于交通工程專業具有綜合性學科特征與大行業背景特征，應當根據國家戰略發展需求，在人工智能背景下，積極探索交通工程+人工智能的教學改革策略，構建科學完善的教學改革體系，推動我國交通工程事業的健康發展。

（一）打造專業教材體系，促使人工智能與交通工程專業的深度融合

交通工程專業基于人工智能的教學改革，應當按照循序漸進的原則，打造專業教材體系。首先，打造數據挖掘教材。《數據挖掘》教材作為人工智能領域的重要教材，其中主要是與數據挖掘相關的理論知識，一些知識對交通工程專業理論教學有一定的支撐價值，但是一些知識并不適用于交通工程專業。但是學生在學習這些理論知識時，并不能進行精確地劃分，在實際應用中難以用數據挖掘相關知識和技術解決交通工程中遇到的問題。另外，隨著智能交通系統的出現，交通數據采集更加智能，相應的數據量越來越大，形成了交通大數據。所以，在人工智能背景下，交通工程專業應當積極打造《數據挖掘》教材，促使人工智能數據挖掘技術與交通工程專業教學深度融合起來。其次，打造圖像處理與模式識別技術教材。在人工智能領域中，圖像處理與模式識別技術是重要課程之一，同時也是自動化專業的主要課程之一，比如《數字圖像處理》《模式識別》教材的影響力較大。與上述提到的《數據挖掘》教材問題一樣，需要根據交通工程專業的實際情況，打造適合解決交通工程問題的交通圖像模式識別教材，為學生提供專業理論體系，便于學生運用圖像處理與模式識別技術開展交通工程專業相關的實踐與研究。比如，應用于人工智能時代的車輛全程跟蹤識別等。最后，打造《交通仿真系統開發》教材。交通虛擬仿真系統在交通系統問題分析和處理過程中起著關鍵作用，當前我國大部分交通仿真平臺使用的是VISSIM微觀仿真軟件等國外交通仿真軟件。隨著我國科學技術的不斷進步和發展，開發具有自身特色的交通虛擬仿真平臺成為主要研究方向。但是，從當前我國面臨的交通問題來說，在建設仿真平臺方面還需要繼續探索，雖然目前已經有很多系統軟件開發了相關教材，但是并不能適用于交通工程專業，我們應當積極尋求適合我國交通系統運行的仿真平臺。因此，在交通工程專業教材體系改革中，需要打造《交通仿真系統開發》教材，充分利用軟件開發技術，開發出適合我國交通工程運營的系統，為交通工程專業教學與科研提供更好的服務。

（二）開展科學合理的課堂教學改革，激發學生的學習興趣

以往的課程教學大多運用PPT與板書結合的方式，學生的學習興趣不高。但是伴隨人工智能的飛速發展，這種課程教學方式已經難以滿足交通工程專業的教學要求。所以，在人工智能背景下，需要積極探索合理的課堂教學改革，將學生的學習興趣激發出來。一方面，創新教學模式，提高學生學習的自主性和交互性。根據以往教學模式，教師是課堂的主導，將專業理論知識灌輸式地講述給學生，學生是被動式地接受知識，導致課程教學比較枯燥，學生難以全身心地融入課堂教學中。根據交通工程專業與人工智能課程體系，需要將課堂被動式灌輸轉變為自主式學習。在開展課堂教學時，教師可以將班級上學生分成若干個學習小組，根據人工智能技術與交通工程實踐的融合，提出相關問題，讓小組之間進行探討和交流，針對學生們提出的共性問題，可以在課堂上進行辯論，為學生營造良好的教學氛圍，讓學生切實融入課堂教學中，進而提升教學質量。通過這種方式，讓學生在課堂學習中更加輕松地吸取和理解所學知識，加深對所學知識的認知和記憶，從而提升課堂教學的交互性。同時，為了提高學生在課堂學習中的自主性，教師可以組織全班學生以探討和交流的方式學習，激發學生的學習興趣，真正實現啟迪式教學。另一方面，要打破地點的局限，由教師教學向企業教學轉變。以往的教學都是在教室進行的，在人工智能背景下，教學工作已經不僅限于教室，隨著產學研一體化教學的發展，高校應當將交通工程專業教學地點轉移到與人工智能相關的大型企業。在進行產學研教學的過程中，把交通工程專業與人工智能課堂轉到企業內部，充分利用企業在人工智能方面的優勢和功能，將一個個真實的案例引入課堂教學，讓學生了解到人工智能在處理交通工程問題時的功能和潛力，促使學生從思想上認識到交通工程專業基于人工智能進行教學改革的重要意義，從而培養學生的學習興趣，推動教學目標的盡快實現。

（三）創新課程考核評價方式，促使理論教學與實踐教學有機結合

以往的課程教學考核方式，通常是通過試卷測試或者論文的方式，檢驗學生的學習效果，但是這種考核方式無法體現學生對交通工程與人工智能的實踐操作情況。在人工智能背景下，進行交通工程專業的教學改革，需要改革和創新課程考核方式，增加案例實踐相關的考核。在開展交通工程專業的案例實踐考核時，除了需要學生提供課程論文之外，還應當融入實踐考核，讓學生以探索的方式解決交通工程實際問題，而且課程論文內容應當圍繞交通工程問題中遇到的困難及這些困難的解決方式等。通過這種方式，解決理論知識與實踐教學相脫離的問題，促使二者的有機結合，讓學生靈活運用所學知識解決實際問題，促進學生全面發展。

（四）打造教研性的師資團隊

師資隊伍建設是高校實現人才培養目標的保障，有助于提升人才培養質量。當前一些院校的交通工程專業教師隊伍結構存在不太合理的地方，部分教師缺乏工程鍛煉，交通工程實踐經驗和能力不足。所以，在人工智能背景下，高校應當建立科學的教師培養體系，制定完善的師資隊伍建設方案，培養教師的多元能力，打造一支高素質的教研團隊，為交通工程專業教學改革提供支撐。

三、結束語

綜上所述，人工智能的發展，有效促進了交通工程專業建設，拓寬了該專業學生的就業面。各大高校應當順應國家發展戰略，基于人工智能積極探索交通工程專業教學改革策略，從打造專業教材體系、開展科學合理的課堂教學改革、創新課程考核評價方式、打造教研性的師資團隊等方面，為人工智能背景下的交通工程專業建設提供一定參考。