基于“三个面向”的交通工程专业实验教学改革探讨

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　　摘要：“三个面向”为我国科技创新指明了主攻方向，也是专业人才培养的目标。交通工程是面向实践的专业，基于“三个面向”对实验教学进行改进，对提升学生的创新和实践能力极为重要。面向前沿科技、面向一流学科建设、面向交通强国等国家重大需求，文章对交通工程专业实验教学课程体系、实验项目设计、实验教学队伍等进行了探讨。
　　关键词：交通工程;实验教学改革;课程体系;三个面向
　　中图分类号：G642.0;G424.31 文献标识码：A 文章编号：1674-9324（2020）21-0202-03
　　“面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求”是我国新时代科技创新的主攻方向。高校是科技创新人才的培养基地，在人才培养过程中也应以培养“三个面向”的人才为目标。交通作为“一带一路”“交通强国”“长三角一体化”“京津冀协同发展”等的聚焦点，需要大量高质量的交通专业人才来满足国际重大需求。而实验课程作为专业实践教学的重要环节，也是培养学生实践和创新能力的主要途径[1-4]。
　　交通工程是交通理论创新和科技实践的重要基础专业，对实验教学越来越重视，对实验课程的改革也正在逐步推进中。胡明伟等[1]设计了与专业课程相结合的实验教学体系，分成专业基础、专业技能、综合设计和创新研究四类实验并给出了设计案例。孙海浩等[2]指出了当前实验教学的不足，重点讨论了实验教学的软件体系包括课程体系、师资队伍、教材三个重点建设内容。吕希奎等[3]从教学方法、教学系统研制、信息化的资源与管理平台和“本科研究机会计划”四个方面对交通工程实验教学体系进行了改革探讨。臧晓冬[4]从完善实验环节、重构实验内容体系入手，对实验教学手段和方法、评价体系进行了改革。他们均从不同角度提出了交通工程实验教学改革内容。但对于在交通工程专业实验教学中如何面向前沿科技、面向一流学科建设、面向国家重大需求，在已有研究的基础上还须进一步深化、精细化实验教学体系改革。针对当前实验教学仍存在的不足[5]，本文从实验课程体系、实验教学队伍、实验室管理三个方面进行探讨。
　　一、实验课程体系
　　当前对于实验课的普遍认识是巩固对专业理论的已有认知，同步实施技能训练，进而提高综合运用专业知识的能力，所以实验课主要是在专业课中开设实验课时。但由于每门专业课学时有限，导致实验课时通常只有2—4学时，只能开设1—2个实验项目。这就导致实验教学体系缺乏系统性，且多数是验证或演示型实验，不利于学生的实践和创新能力的提升[6，7]。也有高校开始将实验作为一门单独的课程来设置，但一门课程很难与多门专业课同步衔接。
　　实验课程既需要与专业课程紧密相连，又要在一定程度上相对独立成体系;既要有课程理论的应用实验，也需要有新技术的认知学习。基于“三个面向”，设计了实验课程教学体系（见图1）。在大一、大二以专业课程内的认知和演示实验为主;到大三上学期需要设置先进的实验技术类课程;而到大三下学期则与专业课程同步，以运用理论知识和先进的实验技术进行综合设计实验为主;到大四则可以根据实践课需要，由学生进行自主设计创新研究的开放实验。
　　二、实验项目设计
　　实验课程架构的关键还是需要科学的实验项目和内容进行支撑。在实验项目中不仅需要结合课程内容，特别是课内实验，对课程进行支撑，不同课程的实验间应该相互联系和支撑，具有整体的系统性，此外还要融入前沿科技和国家重点需求，具备先进性。
　　实验课程架构需要结合课程内容和先进科技对专业的实验项目进行合理设计。建议对专业课程了解的资深教授和对实验技术、设备熟悉的实验专业人员共同讨论，进行项目的设计和确定。这里以同济大学交通工程专业为例，对实验项目设计进行分析。（1）对于专业基础类实验，虽然是以演示和验证实验为主，但是这类实验中可以增加对交通前沿科技的认知实验。例如对驾驶模拟技术，《交通工程》中可以加入对同济大学8自由度高仿真驾驶器和驾驶模拟技术的认知实验。（2）对于专业技能实验，除了常用仪器设备和软件的使用，还可以加入对先进技术或软件的学习，如《交通调查与统计》分析中可以增加对大数据，如交通检测设备所获取数据的分析实验。在《交通仿真技术》中，除了常用的VISSIM交通仿真软件学习，还要增加驾驶模拟软件SCAner Studio的学习。还可以将科研项目涉及的实验进行简化，给学生进行演示，例如《交通规划》中增加对利用trancad软件进行交通需求预测的实验等。（3）对于综合设计实验，则在专业基础和技能学习的基础上，在专业学习中进行综合运用，如在《道路安全与环境》中，增加基于驾驶模拟器的雨天环境对驾驶行为的影响实验;《交通设计》中则可以加入车道宽度或者其他设计要素对车速的影响分析综合实验;《交通管理与控制课程》中，则可以加入对大数据技术应用的实验，基于交通检测数据分析结果进行干线交叉口信号配时方案设计实验、运用驾驶模拟器进行地点限速计算的综合实验等。（4）对于创新研究实验，这类实验比较容易和先进科技及科研项目结合，比如基于驾驶模拟器进行驾驶分心研究或者低能见度的安全车速研究实验等。
　　三、实验教学队伍
　　实验课程体系的改革需要有专业的实验教学队伍进行支撐。实验课程和项目的设计需要由专业的实验老师与课程老师共同进行设计和讲授。传统的由课程老师或实验室教师独自上课的教学效果并不好，教师要么无法对先进实验设备熟练操作，要么对先进技术不够了解，或者与专业课内容无法很好结合，所以导致实验课程往往以演示和验证实验为主。为了保证所有专业实验项目的系统性，以及各类实验项目的合理比例，将先进技术融入实验，这就需要专业课和实验教师保持一对一，即一门专业课，需要配备一名实验教师;而实验教师对专业老师应该是一对多，即一名实验教师，应该同时对应一个专业的多门专业教师。
　　建议每个专业配备1—2名专业实验教师，其中至少1名专业实验教师应当是本专业的研究生以上学历毕业，熟知该专业的专业课程，学习过以往的实验项目，而且熟悉实验室设备，这样才能更好地和专业课教师配合设计新的实验项目。 　　四、实验室管理
　　实验室为实验教学提供场地以及硬件设备支撑，在实验教学中发挥着重要作用。要实现基于“三个面向”的实验教学的改革，实验室的管理也需要进行完善。首先，要引进先进的实验设备，在用于科研的同时对实验教学开放，对于小型设备要保证一定的台（套）数确保教学需求，而对于昂贵设备则需要安排好学生分组实验的时间。其次，引进高层次实验技术人才，配合专业课教师进行实验教学，为师生提供实验指导，做好开放实验指导工作。在此，搭建实验综合管理信息系统，包括实验软件共享的云平台，方便学生随时进行软件的学习和应用实验;也包括进行实验设备和实验室开放预约平台的搭建，一方面方便学生了解实验设备，进行创新研究实验，同时实验教师可以随时了解学生实验情况，做好指导准备。
　　五、结语
　　让学生能够面向交通实际是交通人才培养的一个重要任务。基于“三个面向”的专业实验教学课程体系和项目设计，使学生在掌握和运用所学理论知识的基础上，加强理论联系实际、解决实际问题的能力，并对先进技术加深了理解，拓展了学生的专业视野，激发了学生对专业的学习兴趣与探索热情，这对加强学生交通工程实践能力和创新能力非常重要。合理的实验教学队伍和先进的实验室管理，也为基于“三个面向”的专业实验教学提供了硬件和软件的保障支撑。
　　参考文献：
　　[1]胡明伟，崔海鹏.交通工程专业实验教学体系的设计[J].实验技术与管理，2011，28（07）：28-31.
　　[2]孙海浩，吴娇蓉，毋妙丽.交通工程学科实验教学体系研究[J].实验室研究与探索，2012，31（02）：151-153+157.
　　[3]吕希奎，周小平，黄守刚.交通工程专业课程实验教学体系改革探讨[J].教育教学论坛，2015，（42）：227-228.
　　[4]臧晓冬.交通工程专业课程实验体系设计与改革[J].教育教学论坛，2015，（52）：246-247.
　　[5]葛镜，余泽太，严建桥，李娜，黄先莉.高校实验教学和管理新模式探索[J].实验室研究与探索，2019，38（03）：234-236.
　　[6]華菊翠.创新创业视角下地方高校工科专业实践教学体系构建与实践[J].现代教育管理，2017，（04）：92-96.
　　[7]李秀娟，张志辉，邹猛，韩志武，任露泉.实验课适应教学改革的必然性分析[J].大学教育，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"
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