王艷麗 王忠宇 吳兵

摘要：“三個面向”為我國科技創(chuàng)新指明了主攻方向，也是專業(yè)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。交通工程是面向?qū)嵺`的專業(yè)，基于“三個面向”對實驗教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)，對提升學(xué)生的創(chuàng)新和實踐能力極為重要。面向前沿科技、面向一流學(xué)科建設(shè)、面向交通強國等國家重大需求，文章對交通工程專業(yè)實驗教學(xué)課程體系、實驗項目設(shè)計、實驗教學(xué)隊伍等進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：交通工程;實驗教學(xué)改革;課程體系;三個面向

中圖分類號：G642.0;G424.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9324（2020）21-0202-03

“面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求”是我國新時代科技創(chuàng)新的主攻方向。高校是科技創(chuàng)新人才的培養(yǎng)基地，在人才培養(yǎng)過程中也應(yīng)以培養(yǎng)“三個面向”的人才為目標(biāo)。交通作為“一帶一路”“交通強國”“長三角一體化”“京津冀協(xié)同發(fā)展”等的聚焦點，需要大量高質(zhì)量的交通專業(yè)人才來滿足國際重大需求。而實驗課程作為專業(yè)實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是培養(yǎng)學(xué)生實踐和創(chuàng)新能力的主要途徑[1-4]。

交通工程是交通理論創(chuàng)新和科技實踐的重要基礎(chǔ)專業(yè)，對實驗教學(xué)越來越重視，對實驗課程的改革也正在逐步推進(jìn)中。胡明偉等[1]設(shè)計了與專業(yè)課程相結(jié)合的實驗教學(xué)體系，分成專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)技能、綜合設(shè)計和創(chuàng)新研究四類實驗并給出了設(shè)計案例。孫海浩等[2]指出了當(dāng)前實驗教學(xué)的不足，重點討論了實驗教學(xué)的軟件體系包括課程體系、師資隊伍、教材三個重點建設(shè)內(nèi)容。呂希奎等[3]從教學(xué)方法、教學(xué)系統(tǒng)研制、信息化的資源與管理平臺和“本科研究機會計劃”四個方面對交通工程實驗教學(xué)體系進(jìn)行了改革探討。臧曉冬[4]從完善實驗環(huán)節(jié)、重構(gòu)實驗內(nèi)容體系入手，對實驗教學(xué)手段和方法、評價體系進(jìn)行了改革。他們均從不同角度提出了交通工程實驗教學(xué)改革內(nèi)容。但對于在交通工程專業(yè)實驗教學(xué)中如何面向前沿科技、面向一流學(xué)科建設(shè)、面向國家重大需求，在已有研究的基礎(chǔ)上還須進(jìn)一步深化、精細(xì)化實驗教學(xué)體系改革。針對當(dāng)前實驗教學(xué)仍存在的不足[5]，本文從實驗課程體系、實驗教學(xué)隊伍、實驗室管理三個方面進(jìn)行探討。

一、實驗課程體系

當(dāng)前對于實驗課的普遍認(rèn)識是鞏固對專業(yè)理論的已有認(rèn)知，同步實施技能訓(xùn)練，進(jìn)而提高綜合運用專業(yè)知識的能力，所以實驗課主要是在專業(yè)課中開設(shè)實驗課時。但由于每門專業(yè)課學(xué)時有限，導(dǎo)致實驗課時通常只有2—4學(xué)時，只能開設(shè)1—2個實驗項目。這就導(dǎo)致實驗教學(xué)體系缺乏系統(tǒng)性，且多數(shù)是驗證或演示型實驗，不利于學(xué)生的實踐和創(chuàng)新能力的提升[6，7]。也有高校開始將實驗作為一門單獨的課程來設(shè)置，但一門課程很難與多門專業(yè)課同步銜接。

實驗課程既需要與專業(yè)課程緊密相連，又要在一定程度上相對獨立成體系;既要有課程理論的應(yīng)用實驗，也需要有新技術(shù)的認(rèn)知學(xué)習(xí)。基于“三個面向”，設(shè)計了實驗課程教學(xué)體系（見圖1）。在大一、大二以專業(yè)課程內(nèi)的認(rèn)知和演示實驗為主;到大三上學(xué)期需要設(shè)置先進(jìn)的實驗技術(shù)類課程;而到大三下學(xué)期則與專業(yè)課程同步，以運用理論知識和先進(jìn)的實驗技術(shù)進(jìn)行綜合設(shè)計實驗為主;到大四則可以根據(jù)實踐課需要，由學(xué)生進(jìn)行自主設(shè)計創(chuàng)新研究的開放實驗。

二、實驗項目設(shè)計

實驗課程架構(gòu)的關(guān)鍵還是需要科學(xué)的實驗項目和內(nèi)容進(jìn)行支撐。在實驗項目中不僅需要結(jié)合課程內(nèi)容，特別是課內(nèi)實驗，對課程進(jìn)行支撐，不同課程的實驗間應(yīng)該相互聯(lián)系和支撐，具有整體的系統(tǒng)性，此外還要融入前沿科技和國家重點需求，具備先進(jìn)性。

實驗課程架構(gòu)需要結(jié)合課程內(nèi)容和先進(jìn)科技對專業(yè)的實驗項目進(jìn)行合理設(shè)計。建議對專業(yè)課程了解的資深教授和對實驗技術(shù)、設(shè)備熟悉的實驗專業(yè)人員共同討論，進(jìn)行項目的設(shè)計和確定。這里以同濟大學(xué)交通工程專業(yè)為例，對實驗項目設(shè)計進(jìn)行分析。（1）對于專業(yè)基礎(chǔ)類實驗，雖然是以演示和驗證實驗為主，但是這類實驗中可以增加對交通前沿科技的認(rèn)知實驗。例如對駕駛模擬技術(shù)，《交通工程》中可以加入對同濟大學(xué)8自由度高仿真駕駛器和駕駛模擬技術(shù)的認(rèn)知實驗。（2）對于專業(yè)技能實驗，除了常用儀器設(shè)備和軟件的使用，還可以加入對先進(jìn)技術(shù)或軟件的學(xué)習(xí)，如《交通調(diào)查與統(tǒng)計》分析中可以增加對大數(shù)據(jù)，如交通檢測設(shè)備所獲取數(shù)據(jù)的分析實驗。在《交通仿真技術(shù)》中，除了常用的VISSIM交通仿真軟件學(xué)習(xí)，還要增加駕駛模擬軟件SCAner Studio的學(xué)習(xí)。還可以將科研項目涉及的實驗進(jìn)行簡化，給學(xué)生進(jìn)行演示，例如《交通規(guī)劃》中增加對利用trancad軟件進(jìn)行交通需求預(yù)測的實驗等。（3）對于綜合設(shè)計實驗，則在專業(yè)基礎(chǔ)和技能學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，在專業(yè)學(xué)習(xí)中進(jìn)行綜合運用，如在《道路安全與環(huán)境》中，增加基于駕駛模擬器的雨天環(huán)境對駕駛行為的影響實驗;《交通設(shè)計》中則可以加入車道寬度或者其他設(shè)計要素對車速的影響分析綜合實驗;《交通管理與控制課程》中，則可以加入對大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的實驗，基于交通檢測數(shù)據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行干線交叉口信號配時方案設(shè)計實驗、運用駕駛模擬器進(jìn)行地點限速計算的綜合實驗等。（4）對于創(chuàng)新研究實驗，這類實驗比較容易和先進(jìn)科技及科研項目結(jié)合，比如基于駕駛模擬器進(jìn)行駕駛分心研究或者低能見度的安全車速研究實驗等。

三、實驗教學(xué)隊伍

實驗課程體系的改革需要有專業(yè)的實驗教學(xué)隊伍進(jìn)行支撐。實驗課程和項目的設(shè)計需要由專業(yè)的實驗老師與課程老師共同進(jìn)行設(shè)計和講授。傳統(tǒng)的由課程老師或?qū)嶒炇医處煪氉陨险n的教學(xué)效果并不好，教師要么無法對先進(jìn)實驗設(shè)備熟練操作，要么對先進(jìn)技術(shù)不夠了解，或者與專業(yè)課內(nèi)容無法很好結(jié)合，所以導(dǎo)致實驗課程往往以演示和驗證實驗為主。為了保證所有專業(yè)實驗項目的系統(tǒng)性，以及各類實驗項目的合理比例，將先進(jìn)技術(shù)融入實驗，這就需要專業(yè)課和實驗教師保持一對一，即一門專業(yè)課，需要配備一名實驗教師;而實驗教師對專業(yè)老師應(yīng)該是一對多，即一名實驗教師，應(yīng)該同時對應(yīng)一個專業(yè)的多門專業(yè)教師。

建議每個專業(yè)配備1—2名專業(yè)實驗教師，其中至少1名專業(yè)實驗教師應(yīng)當(dāng)是本專業(yè)的研究生以上學(xué)歷畢業(yè)，熟知該專業(yè)的專業(yè)課程，學(xué)習(xí)過以往的實驗項目，而且熟悉實驗室設(shè)備，這樣才能更好地和專業(yè)課教師配合設(shè)計新的實驗項目。

四、實驗室管理

實驗室為實驗教學(xué)提供場地以及硬件設(shè)備支撐，在實驗教學(xué)中發(fā)揮著重要作用。要實現(xiàn)基于“三個面向”的實驗教學(xué)的改革，實驗室的管理也需要進(jìn)行完善。首先，要引進(jìn)先進(jìn)的實驗設(shè)備，在用于科研的同時對實驗教學(xué)開放，對于小型設(shè)備要保證一定的臺（套）數(shù)確保教學(xué)需求，而對于昂貴設(shè)備則需要安排好學(xué)生分組實驗的時間。其次，引進(jìn)高層次實驗技術(shù)人才，配合專業(yè)課教師進(jìn)行實驗教學(xué)，為師生提供實驗指導(dǎo)，做好開放實驗指導(dǎo)工作。在此，搭建實驗綜合管理信息系統(tǒng)，包括實驗軟件共享的云平臺，方便學(xué)生隨時進(jìn)行軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用實驗;也包括進(jìn)行實驗設(shè)備和實驗室開放預(yù)約平臺的搭建，一方面方便學(xué)生了解實驗設(shè)備，進(jìn)行創(chuàng)新研究實驗，同時實驗教師可以隨時了解學(xué)生實驗情況，做好指導(dǎo)準(zhǔn)備。

五、結(jié)語

讓學(xué)生能夠面向交通實際是交通人才培養(yǎng)的一個重要任務(wù)?；凇叭齻€面向”的專業(yè)實驗教學(xué)課程體系和項目設(shè)計，使學(xué)生在掌握和運用所學(xué)理論知識的基礎(chǔ)上，加強理論聯(lián)系實際、解決實際問題的能力，并對先進(jìn)技術(shù)加深了理解，拓展了學(xué)生的專業(yè)視野，激發(fā)了學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣與探索熱情，這對加強學(xué)生交通工程實踐能力和創(chuàng)新能力非常重要。合理的實驗教學(xué)隊伍和先進(jìn)的實驗室管理，也為基于“三個面向”的專業(yè)實驗教學(xué)提供了硬件和軟件的保障支撐。

參考文獻(xiàn)：

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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"