民航智慧交通專業課程體系建設探索

王飛

［摘 要］民航業的快速發展和新一代信息技術的應用促進了民航智慧交通專業的誕生。文章分析了智慧交通專業建設的現狀，并從需求調研、建設標準和培養模式方面入手，介紹了民航智慧交通專業建設狀況。課程體系建設是專業建設的基石，文章同時對民航智慧交通專業課程體系建設的重要意義、人才培養目標、課程體系建設方案等進行了詳細闡述，并對課程體系建設愿景進行了說明。

［關鍵詞］民航運輸；智慧交通專業；課程體系；STEAM人才培養模式

［中圖分類號］G641［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2024）03-0009-05

大數據、互聯網、人工智能、5G通信等新一代信息技術的應用改變了人類的交通需求及出行模式。黨的十九大報告提出智慧社會、交通強國目標，明確要求大力發展智慧交通。2019年，中共中央、國務院印發的《交通強國建設綱要》提出，要大力發展智慧交通，推動大數據、互聯網、人工智能、區塊鏈、超級計算等新技術與交通行業深度融合。教育部印發的《高等學校人工智能創新行動計劃》進一步指出，要推進以互聯網和工業智能為核心的“新工科”建設，對交通運輸、大數據、機械、自動化、計算機和軟件工程等大類專業進行綜合改革，培養新興領域的工程科技人才。智慧交通將交通運輸與計算機、電氣自動化、電子信息與通信、機械設備與自動化等學科進行交叉融合[1]，延伸出了智慧水運、智慧公路、智慧民航等新方向。

2019年，中國民航局首次提出智慧民航理念。2022年，民航局制定了《智慧民航建設路線圖》，明確要求增強智慧民航領域人才供給能力，完善人才培養培訓體系。依托5G、AI、飛聯網、數字孿生等技術，實現空管、簽派人員、航空器、機場、氣象、空域、特種車輛與場面運行之間的信息交互，這將給民航行業帶來極為深刻的變革，實現由人工決策向數據決策的轉變。智慧民航產業的轉型升級，直接驅動了民航對于跨學科、復合型人才的巨大需求，而傳統民航交通運輸類專業側重技能的培養目標和模式已無法適應其建設與發展需求。

總而言之，民航高質量發展和新型技術賦能的雙重驅動，對民航人才培養提出了新需求和新要求。毫無疑問，民航智慧交通專業建設為培養跨學科、復合型人才提供了有效的實施路徑。如何科學合理地構建課程體系，從而保障培養目標順利達成，是當前相關高校迫切需要解決的重要問題。

一、智慧交通專業建設現狀

教育部于2020年增設智慧交通專業，2021年批準合肥學院開設智慧交通專業，使其成為全國首家，也是第一批唯一一家開設此專業的學校；2022年，批準東南大學等9家院校開設此專業；2023年，又批準14家院校開設該專業。截至目前，我國有24家院校開設了智慧交通專業，中國民航大學（以下簡稱我校）位列其中，具體如表1所示。同時，我校也是首批開設民航智慧交通專業的高校之一。

我校主動適應新一輪科技革命和行業變革發展，以滿足國家民航發展新形勢下的人才培養新特點和新要求，民航智慧交通專業應需而設。這既是對我校“一流”交通學科的強有力支撐，也是深化專業供給側結構性改革、優化本科專業布局的一項重要舉措。

二、民航智慧交通專業建設基礎

（一）需求調研

培養行業所需人才是一個專業的立足之本，因此，必須全面梳理民航新業態、新崗位的能力需求，明確行業發展對人才的素質要求，針對性地開發課程，構建科學合理的課程體系，才能做到有的放矢。我校專業教師走訪了近30家民航單位，包括政府機構、企事業單位、科研機構等，各單位對人才能力需求雖然各有側重，例如要求具備英語水平、創新能力、實踐水平、綜合素養等，但基本的能力要求是一致的，可概括為“民航知識+數理基礎+智慧思維+編程能力”。民航知識，就是熟悉空管、簽派、氣象、飛行等業務流程；數理基礎，就是能夠應用工具進行數據統計分析、建模優化；智慧思維，就是掌握人工智能、機器學習等先進方法；編程能力，就是具備應用計算機進行編程解算和系統開發的能力。

可見，在智慧民航建設過程中形成的新業態和新崗位，對人才的能力需求與傳統的管制、簽派、現場指揮等技能型崗位需求具有顯著差異。此外，民航智慧交通專業是典型的多學科交叉融合的專業，以交通運輸工程、計算機科學與技術為主干學科，以系統科學、控制科學與工程、管理科學與工程為輔助學科，注重多學科交叉融合。

（二）建設標準

一是要符合我國的《普通高等學校交通運輸類教學質量國家標準》。本標準對培養目標和培養規格、師資隊伍、教學條件、質量保障體系等提出了相應要求，并在附錄中提出了知識體系和課程體系建設的建議。

二是要符合工程教育專業認證標準。工程教育專業認證是國際通行的工程教育質量保證制度，也是實現工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎。我國于2016年正式成為國際本科工程學位互認協議《華盛頓協議》的成員。工程教育認證以學生中心、產出導向、持續改進為基本理念，以培養學生解決復雜工程問題的能力為根本定位，對人才培養目標、畢業要求、課程體系、教學落實、評價與反饋等各個環節進行系統設計與實施。

民航智慧交通專業屬于交通運輸類專業，必須將國家的相關標準作為“上位法”貫徹實施。另外，該專業授予工學學位勢必要進行工程教育專業認證，應符合認證標準。

（三）STEAM教育模式

STEAM即科學（Science）、技術（Technology）、工程（Engineering）、藝術（Art）、數學（Mathematics）[2]。STEAM教育就是將科學、技術、工程、藝術、數學融合于一體的綜合教育，目的是打破原有的學科劃分界線，通過綜合學科素養的培養達到使學習者能解決實際問題的目的[3]。STEAM教育模式如圖1所示。STEAM教育模式包括教育目標、學科綜合、學科分類及專業課程四個層次，四個層次依次形成寶塔結構。寶塔第一層是人才培養的終極目標；第二層是不同學科知識內容的交叉與融合，強調多學科的綜合；第三層是學科分類，包括科學、技術、工程、藝術、數學等核心學科知識模塊，強調各個學科的相對獨立性；第四層是具體專業課程，強調各專業課程相關基礎和專業知識的學習。民航智慧交通專業具有典型的跨學科特點，因此非常適用STEAM教育模式。[教育目標][學科綜合][學科分類課程體系是專業建設的關鍵環節，也是實現人才培養目標和培養規格的重要載體，更是實施STEAM教育模式的堅實基礎和重要保障。因此，本文將對民航智慧交通專業課程體系構建進行闡述。

三、民航智慧交通專業課程體系構建

（一）重要意義

我校傳統的交通運輸、交通管理等專業經過十余年的發展已取得了顯著成效，為我國民航業培養了大量的管理和運行人才，雖然經歷多次提質升級，但本質上仍以應用型人才培養為主。然而，在當前智慧民航深入建設階段，其學科單一性、知識片面性、思維固化性等問題也越發凸顯。民航智慧交通專業瞄準行業發展的人才需求，制定了培養跨學科、復合型人才的培養目標，這一培養目標具有如下意義。

一是有利于人才培養目標的順利達成。實現培養目標要以翔實的培養計劃、完整的課程體系建設作為支撐，課程設置合理與否直接決定著高校人才培養質量的高低[4]。課程體系是實現培養目標的重要載體與手段，決定了所培養人才的規格、質量與水平。課程體系的廣度與深度將直接影響人才培養目標定位的層次及規格，反映出某一具體專業對人才培養規格的要求[5]。培養目標只有以課程體系為載體，才能在受教育者那里得以實現。面向民航智慧交通專業的跨學科、復合型人才培養目標，是在系統性梳理智慧民航建設對人才能力要求的基礎上，科學合理地構建課程體系，為實現人才培養目標奠定堅實的基礎。

二是有利于傳統交通類專業提質改造。智慧交通專業并不能為智慧民航建設的所有領域和崗位提供契合的人才，因此開設智慧交通專業，并不意味著放棄傳統交通運輸類專業，而應當是精準定位、各司其職。傳統交通運輸類專業在智慧民航建設中需不斷進行自我改革和完善，而智慧交通專業的成果可以為這些專業的提質改造提供借鑒。

（二）人才培養目標

民航智慧交通專業的人才培養目標為：面向兩業融合和交通強國、智慧民航建設，立足本碩博貫通式人才培養設計，堅持立德樹人，培養學生德智體美勞全面發展，使學生具有高度的社會責任感和良好的科學、文化素養，既掌握民航系統規劃、設計、運行與管理等業務知識，又精通大數據處理技術、資源優化配置問題的建模和求解、計算機技術等應用技能，畢業后能夠在民航相關技術部門從事科學研究、規劃設計、運行管理和數據服務軟件開發等方面的工作，具備較強的自學能力和創新精神的高素質科技創新人才。

將人才培養目標進行分解，可以確定主干課程，再根據課程間的邏輯確定課程的銜接關系，進而形成主干課程體系。

（三）課程體系建設方案

民航智慧交通專業面向跨學科、復合型人才培養目標，聚焦未來航空器運行過程的動態自主間隔保持、基于航跡運行、地空數字化指令、空域靈活管理等規劃、管理和運行的新形態，梳理民航智慧交通專業所涉及的支撐學科，并進行知識重構和歸類，分別以通識類、交通類、計算機與大數據類為脈絡來科學設置課程，然后將這些課程融合，創新形成跨學科的民航智慧交通類課程，從而構建基于這四類課程的課程體系，具體如圖2所示。將“理論+實踐”“專業+思政”的理念貫穿于這四類課程建設中。

通識類課程主要包括思想政治、軍事理論、體育教育、數學物理等，主要培養學生正確的政治方向、良好的人文素養和科學的邏輯思維。

交通類課程遵循“交通分析、交通規劃、交通優化管理、交通仿真評估”的脈絡，結合空中交通的特點，開設交通系統分析、空域機場系統規劃與設計、空中交通仿真與評估技術等課程。

計算機與大數據類課程遵循“數據采集、傳輸、處理與分析、存儲”的脈絡，結合空中交通管理應用場景，開設Python語言程序設計、空管設備與系統、計算機網絡與通信、交通數據統計與分析、數據庫技術與應用等課程。

民航智慧交通類課程主要培養學生運用智慧思維針對智慧民航應用場景進行系統開發的能力，開設航空地理信息系統、智能調度理論與方法、民航信息系統、智慧民航綜合實踐等課程。

通過這四類課程的交叉融合來構建跨學科的課程體系，并不是對傳統民航交通運輸類專業培養方案的簡單完善，而是面向新時代交通強國戰略目標和智慧民航建設任務的背景，對傳統民航交通運輸類專業課程在高度、廣度和深度上進行根本性的提質改造和體系重構，從而適應新業態對人才能力的新需求。尤其是創新性地提出民航智慧交通類課程，國內外并沒有可以借鑒的先例，是一項極具創新價值的開創性工作。民航智慧交通專業所構建的主干課程體系如圖3所示。

四、民航智慧交通專業課程體系建設愿景

（一）瞄準行業需求，深度融合產學研用

符合行業發展需求，是專業課程存在的根本前提和重要基礎，脫離了行業需求，專業課程將成為無源之水。因此，在構建民航智慧交通專業課程體系時，要瞄準智慧民航建設對人才多樣化、復合型、高層次的需求，逐步完善主干課程體系，實現產學研用的深度融合。

（二）打破學科界限，構建交叉課程體系

民航智慧交通專業涉及交通運輸工程、計算機科學與技術、控制科學與工程、管理科學與工程等學科，跨學科特征十分明顯。其以知識點為基本單元，以應用場景為載體，重構知識體系，進而建立課程。梳理每一門課程的邏輯關系，進一步形成課程體系。民航智慧交通專業課程體系不能僅是各學科形式上的簡單堆砌疊加，而應當是知識內容的深度融合。

（三）利用智慧平臺，打造線上線下一體化

為促使學生充分利用課堂外的時間進行自主學習和過程性考核，我校研發了智能學習平臺——郁金香平臺。該平臺采用任務式教學法，引導學生完成每一項學習任務，并能對學生進行階段性考核，有效實現了線上線下混合式教學。

五、總結

民航業的快速發展呼喚智慧交通專業。作為新興專業，其課程體系建設沒有成熟的案例可以借鑒，目前還處于探索階段。本文從行業實際需求出發，結合民航智慧交通專業的跨學科特點，經知識重構后形成四類課程，進而構建本專業的課程體系。本文成果可應用于我校其他傳統交通類專業的升級改造，從培養應用型人才逐步過渡到培養創新型人才，也可為其他民航院校建設智慧交通專業提供借鑒。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 彭濤，許淼，關志偉.智能交通專業建設及發展模式探析[J].教育現代化，2019， 6（9）： 83-85.

[2] 董宏建，胡賢鈺.我國STEAM教育的研究分析及未來展望[J].現代教育技術，2017（9）：114-120.

[3] 范文翔，趙瑞斌，張一春.美國STEAM教育的發展脈絡、特點與主要經驗[J].比較教育研究，2018（6）：17-26.

[4] 楊有振，王書華，衛博.高校人才培養目標與課程體系設置改革研究[J].山西財經大學學報（高等教育版），2010，13（4）：10-15.

[5] 陳立乾，高亮.培養目標與課程體系在人才培養中的作用及關系[J].赤峰學院學報（自然科學版），2014，30（3）：270-272.

［責任編輯：劉鳳華］