新時(shí)代“智能交通系統(tǒng)”課程改革研究

陳信強(qiáng)，鄭金彪，陳偉平，王美琳

（上海海事大學(xué)物流科學(xué)與工程研究院 上海 201306）

隨著我國(guó)社會(huì)和科技的發(fā)展，推動(dòng)著高校教育的不斷進(jìn)步，同時(shí)對(duì)研究生的培養(yǎng)質(zhì)量要求也在不斷提高，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以滿足現(xiàn)階段對(duì)研究生的培養(yǎng)要求，研究生課程改革勢(shì)在必行[1]。自黨的十九大以來(lái)，國(guó)家對(duì)交通強(qiáng)國(guó)、海洋強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)越發(fā)重視[2]，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)，建設(shè)現(xiàn)代化交通強(qiáng)國(guó)是實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”的一部分[3]，中共中央、國(guó)務(wù)院在2021年10月印發(fā)《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰、碳中和工作的意見(jiàn)》中指出要確保如期實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)[4]。

智能交通的發(fā)展能夠緩解交通擁擠、降低交通事故發(fā)生概率、減少能源消耗、降低空氣污染，與國(guó)家的發(fā)展戰(zhàn)略相契合，在國(guó)家碳達(dá)峰、碳中和、交通強(qiáng)國(guó)、海洋強(qiáng)國(guó)等戰(zhàn)略目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，高校與智能交通相關(guān)的課程教學(xué)培養(yǎng)方案已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)下國(guó)家與社會(huì)的人才需求，在“工業(yè)4.0”背景下智能交通課程教學(xué)工作亟須調(diào)整，進(jìn)而與新時(shí)代交通運(yùn)輸行業(yè)體系相匹配[5]。為全面培養(yǎng)新時(shí)代港口及航運(yùn)環(huán)境下所需智能交通方向高質(zhì)量人才，基于港口及航運(yùn)場(chǎng)景下“智能交通系統(tǒng)”課程改革勢(shì)在必行，相關(guān)學(xué)者在“智能交通系統(tǒng)”課程改革探索中提出多種改革建議與改革模式[6-9]。

本文面向智能交通方向的研究生，基于港口及航運(yùn)場(chǎng)景，全面分析課程的特點(diǎn)及課程教學(xué)現(xiàn)狀，并從課程教學(xué)模式、教材撰寫、教學(xué)實(shí)踐、課程考核四個(gè)方面提出具體的課程改革方法，以有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)港口及航運(yùn)場(chǎng)景下智能交通系統(tǒng)的深刻認(rèn)識(shí)，加快推動(dòng)“智能交通系統(tǒng)”課程改革進(jìn)程與高校課程改革建設(shè)。

1 港航環(huán)境下“智能交通系統(tǒng)”課程特點(diǎn)

智能交通系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的綜合性系統(tǒng)，具有信息化、整體性、開(kāi)放性、動(dòng)態(tài)性、復(fù)雜性等特點(diǎn)，因此“智能交通系統(tǒng)”課程的授課內(nèi)容涉及多門學(xué)科的知識(shí)，包含多技術(shù)、多場(chǎng)景、多系統(tǒng)的介紹。對(duì)于以航運(yùn)、物流、海洋為特色專業(yè)的高校，在港口及航運(yùn)環(huán)境下的交通運(yùn)輸研究較為豐富。面向研究生開(kāi)設(shè)的“智能交通系統(tǒng)”課程在教授智能交通系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，需結(jié)合學(xué)校的特色領(lǐng)域，其中港口和航運(yùn)中的智能交通場(chǎng)景應(yīng)該融入授課內(nèi)容。此課程具體包括以下幾個(gè)特點(diǎn)：

一是涉及多門課程知識(shí)，學(xué)習(xí)難度較大。課程涉及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、交通工程學(xué)、智能交通概述、交通信息技術(shù)、智慧港口概論等多門學(xué)科，需要學(xué)生提前學(xué)習(xí)過(guò)相關(guān)學(xué)科知識(shí)，并且能夠?qū)⒏鲗W(xué)科知識(shí)融合在一起，從而奠定扎實(shí)的專業(yè)基礎(chǔ)。

二是課程內(nèi)容量大，概念知識(shí)多且抽象。課程教學(xué)內(nèi)容包括電子自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、信息技術(shù)等多方面系統(tǒng)內(nèi)容，部分概念較為抽象，較難理解。基于港航環(huán)境下的課程教學(xué)內(nèi)容在此基礎(chǔ)上，需要學(xué)習(xí)港口及航運(yùn)相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容。

三是場(chǎng)景獨(dú)特性。智能交通系統(tǒng)所涉及的運(yùn)輸場(chǎng)景包含公路、水路、鐵路、航空等多種運(yùn)輸形式。課程主要面向港航環(huán)境下的智能交通系統(tǒng)，在港航環(huán)境下該課程主要涉及水上交通及港口作業(yè)場(chǎng)景的多系統(tǒng)知識(shí)，在學(xué)習(xí)智能交通系統(tǒng)其他場(chǎng)景基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，需結(jié)合港口及航運(yùn)獨(dú)特的場(chǎng)景進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。

四是課程實(shí)踐內(nèi)容少。由于課時(shí)及教學(xué)條件限制，課程的實(shí)驗(yàn)部分僅限于對(duì)現(xiàn)有的交通數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊，沒(méi)有在特定場(chǎng)景下自主采集視頻等數(shù)據(jù)，進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，缺乏在現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景下進(jìn)行多種交通環(huán)境下的教學(xué)實(shí)踐模擬實(shí)驗(yàn)。學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力難以很好地培養(yǎng)。

2 “智能交通系統(tǒng)”課程教學(xué)現(xiàn)狀

目前此課程的教學(xué)方式多為課堂講述PPT授課、布置作業(yè)、分組匯報(bào)三種方式結(jié)合進(jìn)行培養(yǎng)，在研究生“智能交通系統(tǒng)”課程教學(xué)中存在的突出問(wèn)題如下：

第一，教學(xué)方法落后。多數(shù)高校此課程的授課方式為課上講解PPT，且PPT內(nèi)容陳舊，老師在課堂上講解一些固定的概念知識(shí)，授課過(guò)程枯燥乏味，教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有吸引力，學(xué)生對(duì)于一些概念知識(shí)的聽(tīng)講較為反感，對(duì)老師布置的作業(yè)及分組匯報(bào)也是敷衍了事，教學(xué)質(zhì)量較低，教學(xué)方法死板，學(xué)生學(xué)到的知識(shí)寥寥無(wú)幾，難以培養(yǎng)同學(xué)們獨(dú)立思考的能力。

第二，教學(xué)內(nèi)容陳舊。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)等領(lǐng)域的飛速發(fā)展，為智能交通領(lǐng)域帶來(lái)了很多新的產(chǎn)品與知識(shí)，而多數(shù)高校未能及時(shí)對(duì)教學(xué)教材及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新，課上的教學(xué)內(nèi)容多為陳舊的知識(shí)，沒(méi)有結(jié)合前沿的學(xué)科知識(shí)進(jìn)行授課。教學(xué)案例陳舊，無(wú)法調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，難以培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力。

第三，教學(xué)形式單一。目前多數(shù)高校對(duì)于研究生開(kāi)設(shè)的“智能交通系統(tǒng)”課程，老師的教學(xué)形式只有課上面對(duì)面授課的形式，缺少實(shí)驗(yàn)室動(dòng)手操作設(shè)備、在合作的教學(xué)基地進(jìn)行系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)、參觀學(xué)習(xí)多種交通場(chǎng)景下智能交通系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的交通控制室等多元化教學(xué)形式，單一的教學(xué)形式使得學(xué)生對(duì)“智能交通系統(tǒng)”課程的學(xué)習(xí)與認(rèn)識(shí)不夠全面，從而對(duì)研究生的培養(yǎng)難以達(dá)到培養(yǎng)計(jì)劃中所提的要求。

第四，課程考核方式不夠全面。多數(shù)高校研究生期末考核時(shí)，對(duì)“智能交通系統(tǒng)”這門課程的考核方式主要以課程論文作為主要評(píng)分指標(biāo)，多數(shù)學(xué)生對(duì)于課程論文的撰寫較為敷衍，對(duì)學(xué)生科研能力的提升作用甚微。課程考核內(nèi)容缺少實(shí)驗(yàn)課程等評(píng)分指標(biāo)，從而對(duì)學(xué)生的考核較為單一，無(wú)法全面考核學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、動(dòng)手能力、綜合學(xué)術(shù)能力。

與本科生的“智能交通系統(tǒng)”課程相比，研究生的課程應(yīng)更加注重培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新能力和信息感知處理能力。多數(shù)高校研究生開(kāi)設(shè)的“智能交通系統(tǒng)”課程的培養(yǎng)計(jì)劃和本科生沒(méi)有較大的區(qū)別，對(duì)研究生的培養(yǎng)效果尚未達(dá)到，研究生課程“智能交通系統(tǒng)”教學(xué)改革勢(shì)在必行。

3 新時(shí)代“智能交通系統(tǒng)”課程改革建議

3.1 改善教學(xué)模式

構(gòu)建教師與教師之間、教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間協(xié)同學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，如圖1（p132）所示。課下教師之間協(xié)同學(xué)習(xí)、同學(xué)之間協(xié)同學(xué)習(xí)，從而達(dá)到課上教師與學(xué)生之間協(xié)同教學(xué)的目的。課下教師之間協(xié)同進(jìn)行課程的教學(xué)設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)有的智能交通系統(tǒng)相關(guān)資源進(jìn)行歸納總結(jié)，對(duì)基本知識(shí)、重點(diǎn)知識(shí)、前沿知識(shí)等教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的歸類，對(duì)港口及航運(yùn)環(huán)境下的智能交通系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行分塊梳理，從而使得課程的教學(xué)內(nèi)容完整化、規(guī)范化、重點(diǎn)化，課下同學(xué)之間協(xié)同交流討論課程知識(shí)難點(diǎn)、與自己研究方向相關(guān)點(diǎn)等內(nèi)容。課下的協(xié)同學(xué)習(xí)準(zhǔn)備為課上的協(xié)同教學(xué)奠定了扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，使得課堂教學(xué)內(nèi)容充實(shí)且互動(dòng)性強(qiáng)，從而在課程的教與學(xué)之間起到正向反饋的促進(jìn)效果。

圖1 協(xié)同學(xué)習(xí)教學(xué)模型

3.2 撰寫合適教材

多數(shù)高校對(duì)研究生開(kāi)設(shè)的此課程沒(méi)有固定的教材，學(xué)生在上課期間沒(méi)有合適的參考教材。應(yīng)根據(jù)學(xué)校對(duì)應(yīng)專業(yè)研究生培養(yǎng)目標(biāo)編寫個(gè)性化教材，教材內(nèi)容應(yīng)包含國(guó)內(nèi)外經(jīng)典智能交通系統(tǒng)案例、最前沿的交通技術(shù)知識(shí)、港口及航運(yùn)領(lǐng)域智能交通案例等內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上編寫具有專業(yè)性、創(chuàng)新性、前沿性、趣味性的教材，并定期對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行修訂。

3.3 豐富教學(xué)實(shí)踐

教學(xué)過(guò)程應(yīng)該將理論與實(shí)踐相結(jié)合，增加教學(xué)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，同時(shí)學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)與相關(guān)試驗(yàn)基地合作及校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。一方面學(xué)生可以在老師指導(dǎo)下，在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)使用智能交通控制設(shè)備。另一方面老師可以帶領(lǐng)學(xué)生到具體交通場(chǎng)景下進(jìn)行參觀，并針對(duì)不同場(chǎng)景完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，例如：參觀港口及航運(yùn)控制中心的智能監(jiān)控室等，學(xué)習(xí)在智能交通領(lǐng)域已經(jīng)使用的前沿技術(shù)。在增強(qiáng)學(xué)生對(duì)此課程認(rèn)識(shí)的同時(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、專業(yè)技能。

3.3 標(biāo)準(zhǔn)化課程考核

合理的課程考核標(biāo)準(zhǔn)可以促進(jìn)同學(xué)們對(duì)“智能交通系統(tǒng)”課程學(xué)習(xí)的積極性，從而使得教學(xué)工作的效率事半功倍。應(yīng)該將課程考核設(shè)置到課程的全方面和全時(shí)間段，各個(gè)環(huán)節(jié)考核所占比重應(yīng)均勻分布，適度增加論文方面的比重。考核內(nèi)容應(yīng)包括平時(shí)成績(jī)、實(shí)踐成績(jī)、課程論文成績(jī)，其中平時(shí)成績(jī)應(yīng)包括上課考勤、課上回答問(wèn)題積極性、課堂測(cè)驗(yàn)等部分。實(shí)踐成績(jī)應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)考勤、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、分組匯報(bào)等部分。課程論文評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)注重論文的規(guī)范性、結(jié)構(gòu)性、整體性等方面。對(duì)課程考核標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的設(shè)置，有利于督促學(xué)生對(duì)課程進(jìn)行全面的學(xué)習(xí)，同時(shí)完善了“智能交通系統(tǒng)”課程培養(yǎng)的整體結(jié)構(gòu)。

4 結(jié)語(yǔ)

新時(shí)代“智能交通系統(tǒng)”研究生課程的改革積極響應(yīng)國(guó)家海洋強(qiáng)國(guó)、交通強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略目標(biāo)，探索高校此課程教學(xué)的新模式。本文剖析了新時(shí)代“智能交通系統(tǒng)”課程的特點(diǎn)，全面分析了當(dāng)前課程教學(xué)現(xiàn)狀及課程改革的迫切性，從教學(xué)模式、使用教材、教學(xué)實(shí)踐、課程考核四個(gè)方面結(jié)合港口及航運(yùn)場(chǎng)景提出了具體的建議。科技在不停地發(fā)展，課程改革也永無(wú)止境，每一次課程改革都是與社會(huì)發(fā)展的契合，是為更好地培養(yǎng)出國(guó)家所需人才的一次探索。