交通信息工程及控制專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制

陳鵬

[摘 要] 在創(chuàng)新型國家發(fā)展戰(zhàn)略背景下，建立與完善創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系是新時代賦予高校的基本使命與任務(wù)。以北京航空航天大學(xué)交通信息工程及控制專業(yè)為例，剖析學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中存在的課程體系不健全、教學(xué)模式單一化、理論實踐結(jié)合不緊密等問題，結(jié)合學(xué)科專業(yè)特點明確創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)，提出包括教師隊伍創(chuàng)新能力提升、傳統(tǒng)課程體系改革、實踐性教學(xué)模式探索、多樣化考核方式設(shè)計四項改革建議與措施，初步實施后取得良好的授課效果，學(xué)生創(chuàng)新能力有所提升，有效實現(xiàn)了交通信息工程及控制專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞] 交通信息工程及控制;創(chuàng)新型人才;培養(yǎng)目標(biāo);體系機(jī)制

[資助項目] 2021年度北京航空航天大學(xué)研究生教育與發(fā)展研究專項基金“交通信息工程與控制專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系和機(jī)制研究”（JG20211324）

[作者簡介] 陳 鵬（1982—），男，河南濮陽人，博士，北京航空航天大學(xué)交通科學(xué)與工程學(xué)院副教授，主要從事智能交通運行與控制研究。

[中圖分類號] G643.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）18-0009-04 [收稿日期] 2021-08-13

引言

加快創(chuàng)新型國家建設(shè)是新時代國家發(fā)展戰(zhàn)略之一，要始終明確“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐”[1]。培養(yǎng)符合國家需求、順應(yīng)時代發(fā)展的創(chuàng)新型人才則是創(chuàng)新型國家建設(shè)和創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略實施的強勁根基。教育部在2017年對全國高校提出要求，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育貫穿人才培養(yǎng)全過程，把增強學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識，提高創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力擺在首要位置。研究生教育作為培養(yǎng)高級人才的主要途徑，需要注重錘煉學(xué)生的創(chuàng)新思維意識、創(chuàng)新實踐能力，源源不斷為國家和社會輸送具有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的人才。

在綜合國力增強、城市現(xiàn)代化進(jìn)程加快的今天，社會對交通運輸領(lǐng)域的人才需求也大幅提升。交通信息工程及控制作為隸屬于交通運輸工程的二級學(xué)科，面向國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主戰(zhàn)場，為提升交通運營效率、改善交通運輸管理、布局智能運輸系統(tǒng)建設(shè)而服務(wù)[2]。無論從當(dāng)前還是長遠(yuǎn)發(fā)展角度來看，加強本學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)，順應(yīng)現(xiàn)代交通發(fā)展趨勢，是新時代、新使命、新征程賦予的新任務(wù)。

在交通信息工程及控制專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系和機(jī)制研究中，重點關(guān)注學(xué)生創(chuàng)新思維與意識的培養(yǎng)，強化提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐技能，并將實踐教學(xué)與創(chuàng)新能力培養(yǎng)緊密結(jié)合。本文立足于交通信息工程及控制專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)，通過改進(jìn)實踐教學(xué)模式、提升教學(xué)水平等方式，探索合適的教學(xué)方法，注重理論與實際相結(jié)合的培養(yǎng)模式，有意識地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，從而建立一套完善的學(xué)科創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系和機(jī)制。

一、交通信息工程及控制學(xué)科基本情況

北京航空航天大學(xué)于2007年10月成立交通科學(xué)與工程學(xué)院，負(fù)責(zé)交通運輸工程一級學(xué)科建設(shè)，并覆蓋交通信息工程及控制、交通運輸規(guī)劃與管理、載運工具運用工程等二級學(xué)科。以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，以培養(yǎng)適應(yīng)交通現(xiàn)代化發(fā)展需要的創(chuàng)新型人才為目標(biāo)，立足我國交通運輸領(lǐng)域的重大需求，瞄準(zhǔn)國際交通科技前沿，重點圍繞綜合交通系統(tǒng)協(xié)同運行與安全控制，建設(shè)具有空地協(xié)同和車路協(xié)同特色，能夠引領(lǐng)未來交通發(fā)展的科技創(chuàng)新平臺，逐步發(fā)展形成智能車路協(xié)同與安全控制、空地信一體化機(jī)場場面交通控制、綜合交通系統(tǒng)需求管理、航空器適航技術(shù)、車輛智能化與系統(tǒng)優(yōu)化、機(jī)場道面結(jié)構(gòu)與安全狀態(tài)監(jiān)測等6個穩(wěn)定的研究方向。

二、交通信息工程及控制專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)存在的問題

我國現(xiàn)代化城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步完善，生活物質(zhì)條件迅速發(fā)展的同時，造成交通需求的急劇膨脹，引發(fā)包括交通擁堵、交通安全及環(huán)境污染等一系列問題，國家逐步加強對交通科技領(lǐng)域的關(guān)注與投入，特別是交通科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)力度。當(dāng)前交通信息工程及控制學(xué)科方興未艾，智能化、信息化、一體化已然成為交通科學(xué)領(lǐng)域研究前沿和工程應(yīng)用重點[3]。然而，課程體系不健全、教學(xué)模式單一化、理論實踐結(jié)合不緊密等問題也在一定程度上制約了交通信息工程及控制學(xué)科的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。我國在交通信息工程及控制專業(yè)的碩士培養(yǎng)上存在以下幾方面問題。

（一）課程體系設(shè)置不合理

當(dāng)前交通信息工程及控制專業(yè)的課程體系較為單一，未實現(xiàn)交通類課程與學(xué)科前沿領(lǐng)域、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的有機(jī)融合。簡單堆砌的專業(yè)課程不利于學(xué)生系統(tǒng)性、結(jié)構(gòu)性的學(xué)科知識體系構(gòu)建，創(chuàng)新思維與創(chuàng)新意識在此束縛下不能得到有效地鍛煉與強化。主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）課程體系構(gòu)建的指導(dǎo)性不足。指導(dǎo)性思想著重突出傳統(tǒng)交通領(lǐng)域的建設(shè)，未能突出體現(xiàn)現(xiàn)代化、前沿化的學(xué)科特色，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和工程實踐能力方面需要完善。（2）部分課程設(shè)置不合理。目前缺少對課程開設(shè)的必要性與充分性的探討，致使不同的課程可能存在知識重疊現(xiàn)象，或是課程間的關(guān)聯(lián)性不足等問題使得所學(xué)專業(yè)知識過于碎片化。（3）課程選擇范圍有限。由于教學(xué)資源等問題的限制，多數(shù)學(xué)生所學(xué)課程往往相同，不能根據(jù)自身需求有針對性地選擇感興趣或符合自身研究方向的課程。

（二）授課內(nèi)容陳舊

工科類研究生的教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)局限于基礎(chǔ)的理論知識，應(yīng)重點關(guān)注學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域的相關(guān)方法與技術(shù)，通過案例講授等形式，將理論與實踐相關(guān)聯(lián)，深入了解學(xué)科知識在實際生活中的應(yīng)用。對于交通信息工程及控制專業(yè)而言，交通科技發(fā)展重點逐漸轉(zhuǎn)向以車路協(xié)同、車聯(lián)網(wǎng)、交通資源融合共享等方面為代表的智能交通領(lǐng)域，傳統(tǒng)的交通理論知識難以滿足現(xiàn)代交通運輸工程領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的需求。這要求教師能夠結(jié)合學(xué)科前沿技術(shù)和發(fā)展趨勢，及時地將近期相關(guān)優(yōu)秀論文、課程資料及工程實踐案例等內(nèi)容介紹給學(xué)生，極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并拓寬學(xué)生學(xué)術(shù)視野。但是現(xiàn)階段大多數(shù)交通信息工程及控制專業(yè)的授課內(nèi)容過于陳舊，重復(fù)性、滯后性等問題使其脫離學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)難以跟上新時代的步伐，創(chuàng)造思維、創(chuàng)新意識的提升過于緩慢。

（三）教學(xué)方式單一

教學(xué)手段與教學(xué)方法的單一性是傳統(tǒng)教學(xué)方式的弊端。當(dāng)前研究生階段的授課手段較為有限，紙質(zhì)教材和PPT課件演示的效果一般，而數(shù)字化軟件或教學(xué)器材尚未能靈活地應(yīng)用于課程教學(xué)當(dāng)中，學(xué)生不能直觀地接納與吸收授課內(nèi)容，難以充分將所學(xué)知識延伸至工程實踐。在教學(xué)方法上更著重體現(xiàn)教師講授為主，學(xué)生自主討論和交通仿真場景設(shè)計及實驗為輔的傳統(tǒng)模式，此類教學(xué)方法注重教師對知識的講授，學(xué)生更多處于被動接受的狀態(tài)，限制了學(xué)生對問題的發(fā)散性思考。教師與學(xué)生的互動往往能夠在活躍課堂氣氛的同時，提高學(xué)生的思維敏捷性，從而使學(xué)生積極參與課程學(xué)習(xí)。此外，學(xué)生上課聽講，課后完成作業(yè)的傳統(tǒng)模式也導(dǎo)致了學(xué)生的學(xué)習(xí)倦怠性，從而降低學(xué)習(xí)效率，束縛了學(xué)生的創(chuàng)造力，不利于專業(yè)創(chuàng)新型研究生人才的培養(yǎng)。

（四）理論學(xué)習(xí)與工程實踐相脫節(jié)

交通信息工程及控制專業(yè)具有理論指導(dǎo)與實踐應(yīng)用相結(jié)合的特點，課程教學(xué)與工程實踐的融合應(yīng)貫穿于研究生培養(yǎng)的全過程，有必要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容變換教學(xué)場地，有效提高教師教學(xué)質(zhì)量，利于學(xué)生直觀地了解交通現(xiàn)象、分析交通行為，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)交通運行背后的規(guī)律。然而，現(xiàn)階段學(xué)生的學(xué)習(xí)仍停留在理論層面，較少接觸到交通工程中的實踐應(yīng)用，致使學(xué)生不能靈活地將所學(xué)知識應(yīng)用到實際的交通場景中。傳統(tǒng)的教學(xué)模式?jīng)]有將交通實踐知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化和理論化，教學(xué)內(nèi)容與工程實踐的融合出現(xiàn)脫節(jié)現(xiàn)象，同時也削弱了學(xué)生參與工程實踐的積極性。如何將理論知識與工程實踐深度融合，減少兩者之間的差異是交通信息工程及控制專業(yè)教學(xué)改革的關(guān)鍵，也是學(xué)科創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的重要突破口。

因此，有必要結(jié)合交通信息工程及控制專業(yè)的特點及當(dāng)前學(xué)科發(fā)展存在的問題，明確創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)，構(gòu)建并優(yōu)化創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系，更好地發(fā)揮高校創(chuàng)新型人才培養(yǎng)及社會服務(wù)的功能。

三、交通信息工程及控制專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)

根據(jù)國家建設(shè)與社會發(fā)展的需要，明確本專業(yè)創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)目標(biāo)是研究生培養(yǎng)工作中的首要任務(wù)。為此，結(jié)合交通信息工程及控制學(xué)科性質(zhì)與本專業(yè)學(xué)生特點，有針對性地制訂創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)與要求。

（一）夯實理論基礎(chǔ)、提高實踐能力

系統(tǒng)掌握本學(xué)科專業(yè)理論知識是對新時代創(chuàng)新型人才的必然要求。學(xué)生通過回溯學(xué)科發(fā)展史，更好地把握學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀與未來發(fā)展方向，將先進(jìn)理論、技術(shù)與實驗研究方法融會貫通，以端正嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度投入科學(xué)研究。同時，實踐能力的提升應(yīng)跟上理論知識學(xué)習(xí)的步伐，通過參加科研競賽、工程實踐等活動切實激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、調(diào)動活動參與積極性。將理論知識應(yīng)用于實踐不僅可以檢驗自身學(xué)習(xí)成果，還能夠提升學(xué)生的動手能力與創(chuàng)新實踐意識。

（二）強化科研素質(zhì)與能力

科研訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的主要途徑，應(yīng)貫穿于整個研究生階段。研究生教學(xué)過程中所開展的一系列科研活動是對研究生理論基礎(chǔ)的強化和發(fā)散思維的鍛煉，通過構(gòu)建以問題為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)模式和啟發(fā)式教學(xué)手段引導(dǎo)學(xué)生對科研問題進(jìn)行討論與探索，發(fā)現(xiàn)本學(xué)科與其他科研領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科研思維與思辨能力。

（三）適應(yīng)現(xiàn)代化交通發(fā)展趨勢

交通信息工程及控制學(xué)科的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要適應(yīng)現(xiàn)代交通發(fā)展潮流與趨勢。在課程教學(xué)中融入學(xué)術(shù)發(fā)展前沿和實踐案例分析，使學(xué)生充分了解本學(xué)科的最新發(fā)展動態(tài)，以及在相關(guān)生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。突破課本內(nèi)容的局限性，廣泛關(guān)注國內(nèi)外學(xué)科發(fā)展動向，構(gòu)建全面而完整的知識框架以拓寬自身研究視野，為日后從事交通事業(yè)、科學(xué)研究奠定良好基礎(chǔ)。

四、交通信息工程及控制專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)改革

為培養(yǎng)交通信息工程及控制專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力和實踐能力，結(jié)合前文指出的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)存在的問題，以及人才培養(yǎng)目標(biāo)和要求，從教師隊伍、課程體系、教學(xué)模式和考核方式四個維度進(jìn)行探討，提出如下具體改革方案與措施。

（一）教師隊伍創(chuàng)新能力提升

教師在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中扮演關(guān)鍵角色。交通信息工程及控制專業(yè)由于涵蓋課程面廣，研究方向多，授課教師數(shù)量也多。雖然每名教師的授課風(fēng)格不盡相同，但要求教師應(yīng)具備創(chuàng)新性思維、創(chuàng)新性意識及創(chuàng)新性能力。授課教師要能夠及時更新教學(xué)內(nèi)容、轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)方式、豐富教學(xué)手段。在授課過程中，重視學(xué)生的實際操作與動手能力，結(jié)合學(xué)科發(fā)展前沿與社會需求等現(xiàn)實問題，有意識地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行發(fā)散性思考與提問，從而鍛煉其形成良好的創(chuàng)新思維與意識。

（二）傳統(tǒng)課程體系改革

課程教學(xué)是學(xué)生提高理論素養(yǎng)的主要途徑，研究生所進(jìn)行的一系列科研活動的實質(zhì)是對其所掌握知識的拓展與延伸。國外一流大學(xué)在交通信息工程及控制專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)過程中，不僅要求研究生能夠掌握基礎(chǔ)的理論、技術(shù)、案例研究，還要求具有透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力，強調(diào)獨立思考的重要性，引發(fā)學(xué)生對交通基礎(chǔ)理論、現(xiàn)象背后蘊含的信息采集、融合、挖掘等方法學(xué)的思考與探討[4]。學(xué)生可以從自身實際情況出發(fā)，結(jié)合能力與需求有針對性地從包含公共基礎(chǔ)課、專業(yè)技術(shù)課的課程體系中進(jìn)行課程選擇。鑒于此，可以在課程中融入前沿技術(shù)理論和應(yīng)用成果，豐富的課程體系使得學(xué)生在滿足專業(yè)需求的同時拓寬視野，現(xiàn)代化的教學(xué)內(nèi)容將打破傳統(tǒng)課程設(shè)置的局限性。

（三）實踐性教學(xué)模式探索

實踐性教學(xué)既可以幫助學(xué)生夯實理論基礎(chǔ)，又可以提高其發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，理論與實踐的有機(jī)結(jié)合使得實踐性教學(xué)十分有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并為日后從事科學(xué)研究奠定基礎(chǔ)。為此，提出以下四點實踐性教學(xué)探索方向：（1）研究生專業(yè)導(dǎo)師往往都具備豐富的實踐經(jīng)驗，充分將此類優(yōu)勢發(fā)揮到研究生素質(zhì)能力提升中，根據(jù)學(xué)生能力與特點進(jìn)行針對性的培養(yǎng)與指導(dǎo)，幫助學(xué)生建立科學(xué)的思維方式與創(chuàng)新意識，激發(fā)其主觀能動性。（2）鼓勵學(xué)生之間、導(dǎo)師與學(xué)生之間，特別是不同專業(yè)背景的學(xué)生之間進(jìn)行問題的探討與研究，不同的知識沉淀、思維方式的碰撞將激發(fā)學(xué)生更大的潛力，實現(xiàn)綜合素質(zhì)與能力的全面提升。（3）組織學(xué)生參加各級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、交通科技競賽等，以提升學(xué)生的創(chuàng)新實踐能力，使得學(xué)生能夠更系統(tǒng)地增強專業(yè)知識的應(yīng)用能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

（四）多樣化考核方式設(shè)計

以往單一的閉卷考試形式對研究生階段學(xué)生的知識掌握程度考查效果一般，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維與意識的培養(yǎng)，亟須探索科學(xué)合理的多樣化考核體系與考核方式。交通信息工程及控制專業(yè)學(xué)科的課程成績需要綜合課堂討論、小組合作、課下作業(yè)完成質(zhì)量等多方面進(jìn)行評判，終考可以結(jié)合相應(yīng)課程特點，設(shè)置課題論文、實驗設(shè)計、開放討論等多樣化考核方式。此外，以拓展研究生的動手實踐能力為目的，專業(yè)實驗課程的考核要格外注重考查學(xué)生運用理論知識解決實際問題的能力，開放性的實驗題目激發(fā)學(xué)生形成多角度、多層次、全方位的思考方式，尋求具有邏輯性、新穎性和創(chuàng)新性的問題解決方案，實踐指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)考核并記錄成績。

五、實踐效果

筆者將本研究中的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方案及措施在我校交通信息工程及控制專業(yè)研究生培養(yǎng)過程中初步實施，取得良好效果。一是體現(xiàn)在授課效果方面。通過教師有意識地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，在教學(xué)過程中逐漸轉(zhuǎn)換教師講授為主的角色，引導(dǎo)學(xué)生參與工程實踐，變被動接受知識為主動學(xué)習(xí)并掌握相關(guān)知識，學(xué)生更積極地參與課堂，獨立思考問題的能力顯著提升。學(xué)生通過自主觀察交通現(xiàn)象，分析交通現(xiàn)象背后的深層機(jī)理，有效提高了對交通工程學(xué)科的基本認(rèn)知。課程體系、教學(xué)模式的改革效果證明，交通仿真實驗設(shè)計、交通行為模擬等實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置提高了學(xué)生的動手能力，加深了對交通運行規(guī)律的深刻理解。二是體現(xiàn)在學(xué)生創(chuàng)新能力提高方面。開闊的學(xué)術(shù)視野使得學(xué)生能夠更深入地思考與解決交通科學(xué)技術(shù)問題，將理論與實踐進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。學(xué)生在深刻掌握學(xué)科基本理論方法的同時，創(chuàng)造性思維與能力日益提高。多數(shù)學(xué)生建立起完善的交通理論體系和知識結(jié)構(gòu)，深入領(lǐng)會學(xué)科發(fā)展前沿與最新成果，在交通科技大賽、交通科研項目與科研論文寫作等過程中能夠做到學(xué)有所用、學(xué)以致用，實現(xiàn)交通信息工程及控制專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

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Innovative Talents Training Mechanism in Major of Traffic Information Engineering and Control

CHEN Peng

（School of Transportation Science and Engineering， Beihang University， Beijing 100191， China）

Abstract： Under the background of the innovation-oriented national development strategy， the establishment and improvement of the innovative talents training system are the basic mission and task entrusted to colleges and universities in the new era. Taking the major of traffic information engineering and control at Beihang University as an example， this study analyzes the shortcomings existing in the process of cultivating innovative talents， including incomplete curriculum system， unified teaching mode， uncombined theory and practice， etc.， and makes clear the objective of talents training in this field. Furthermore， four reform proposals and measures are put forward， including the improvement of teachers’ innovative ability， the reform of current curriculum system， the exploration of practical teaching mode and the diversified design of assessment. The results of initial implementation show desirable teaching effect and innovative ability improvement， which can help realize the training of professional and innovative talents in the field of traffic information engineering and control

Key words： traffic information engineering and control; innovative talents; training objective; system and mechanism