交通信息工程及控制專業創新人才培養機制

陳鵬

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

[關鍵詞] 交通信息工程及控制;創新型人才;培養目標;體系機制

[資助項目] 2021年度北京航空航天大學研究生教育與發展研究專項基金“交通信息工程與控制專業創新人才培養體系和機制研究”（JG20211324）

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

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

引言

加快創新型國家建設是新時代國家發展戰略之一，要始終明確“創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐”[1]。培養符合國家需求、順應時代發展的創新型人才則是創新型國家建設和創新驅動發展戰略實施的強勁根基。教育部在2017年對全國高校提出要求，將創新創業教育貫穿人才培養全過程，把增強學生創新創業意識，提高創新創業能力擺在首要位置。研究生教育作為培養高級人才的主要途徑，需要注重錘煉學生的創新思維意識、創新實踐能力，源源不斷為國家和社會輸送具有創造性貢獻的人才。

在綜合國力增強、城市現代化進程加快的今天，社會對交通運輸領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科，面向國民經濟發展的主戰場，為提升交通運營效率、改善交通運輸管理、布局智能運輸系統建設而服務[2]。無論從當前還是長遠發展角度來看，加強本學科創新人才培養，順應現代交通發展趨勢，是新時代、新使命、新征程賦予的新任務。

在交通信息工程及控制專業創新人才培養體系和機制研究中，重點關注學生創新思維與意識的培養，強化提升學生的創新實踐技能，并將實踐教學與創新能力培養緊密結合。本文立足于交通信息工程及控制專業創新人才培養目標，通過改進實踐教學模式、提升教學水平等方式，探索合適的教學方法，注重理論與實際相結合的培養模式，有意識地引導學生進行創新性學習，從而建立一套完善的學科創新人才培養體系和機制。

一、交通信息工程及控制學科基本情況

北京航空航天大學于2007年10月成立交通科學與工程學院，負責交通運輸工程一級學科建設，并覆蓋交通信息工程及控制、交通運輸規劃與管理、載運工具運用工程等二級學科。以科學發展觀為指導，以培養適應交通現代化發展需要的創新型人才為目標，立足我國交通運輸領域的重大需求，瞄準國際交通科技前沿，重點圍繞綜合交通系統協同運行與安全控制，建設具有空地協同和車路協同特色，能夠引領未來交通發展的科技創新平臺，逐步發展形成智能車路協同與安全控制、空地信一體化機場場面交通控制、綜合交通系統需求管理、航空器適航技術、車輛智能化與系統優化、機場道面結構與安全狀態監測等6個穩定的研究方向。

二、交通信息工程及控制專業創新型人才培養存在的問題

我國現代化城市基礎設施建設逐步完善，生活物質條件迅速發展的同時，造成交通需求的急劇膨脹，引發包括交通擁堵、交通安全及環境污染等一系列問題，國家逐步加強對交通科技領域的關注與投入，特別是交通科學技術領域創新型人才的培養力度。當前交通信息工程及控制學科方興未艾，智能化、信息化、一體化已然成為交通科學領域研究前沿和工程應用重點[3]。然而，課程體系不健全、教學模式單一化、理論實踐結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科的創新型人才培養。我國在交通信息工程及控制專業的碩士培養上存在以下幾方面問題。

（一）課程體系設置不合理

當前交通信息工程及控制專業的課程體系較為單一，未實現交通類課程與學科前沿領域、計算機科學技術的有機融合。簡單堆砌的專業課程不利于學生系統性、結構性的學科知識體系構建，創新思維與創新意識在此束縛下不能得到有效地鍛煉與強化。主要體現在以下幾個方面：（1）課程體系構建的指導性不足。指導性思想著重突出傳統交通領域的建設，未能突出體現現代化、前沿化的學科特色，在培養學生創新思維、創新能力和工程實踐能力方面需要完善。（2）部分課程設置不合理。目前缺少對課程開設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象，或是課程間的關聯性不足等問題使得所學專業知識過于碎片化。（3）課程選擇范圍有限。由于教學資源等問題的限制，多數學生所學課程往往相同，不能根據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）授課內容陳舊

工科類研究生的教學內容不應局限于基礎的理論知識，應重點關注學術前沿領域的相關方法與技術，通過案例講授等形式，將理論與實踐相關聯，深入了解學科知識在實際生活中的應用。對于交通信息工程及控制專業而言，交通科技發展重點逐漸轉向以車路協同、車聯網、交通資源融合共享等方面為代表的智能交通領域，傳統的交通理論知識難以滿足現代交通運輸工程領域專業人才的需求。這要求教師能夠結合學科前沿技術和發展趨勢，及時地將近期相關優秀論文、課程資料及工程實踐案例等內容介紹給學生，極大地提高學生的學習興趣，并拓寬學生學術視野。但是現階段大多數交通信息工程及控制專業的授課內容過于陳舊，重復性、滯后性等問題使其脫離學科發展現狀，學生的知識結構難以跟上新時代的步伐，創造思維、創新意識的提升過于緩慢。

（三）教學方式單一

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

（四）理論學習與工程實踐相脫節

交通信息工程及控制專業具有理論指導與實踐應用相結合的特點，課程教學與工程實踐的融合應貫穿于研究生培養的全過程，有必要根據教學內容變換教學場地，有效提高教師教學質量，利于學生直觀地了解交通現象、分析交通行為，進而發現交通運行背后的規律。然而，現階段學生的學習仍停留在理論層面，較少接觸到交通工程中的實踐應用，致使學生不能靈活地將所學知識應用到實際的交通場景中。傳統的教學模式沒有將交通實踐知識系統化、結構化和理論化，教學內容與工程實踐的融合出現脫節現象，同時也削弱了學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教學改革的關鍵，也是學科創新型人才培養的重要突破口。

因此，有必要結合交通信息工程及控制專業的特點及當前學科發展存在的問題，明確創新人才培養目標，構建并優化創新型人才培養體系，更好地發揮高校創新型人才培養及社會服務的功能。

三、交通信息工程及控制專業創新型人才培養目標

根據國家建設與社會發展的需要，明確本專業創新型人才的培養目標是研究生培養工作中的首要任務。為此，結合交通信息工程及控制學科性質與本專業學生特點，有針對性地制訂創新型人才培養目標與要求。

（一）夯實理論基礎、提高實踐能力

系統掌握本學科專業理論知識是對新時代創新型人才的必然要求。學生通過回溯學科發展史，更好地把握學科發展現狀與未來發展方向，將先進理論、技術與實驗研究方法融會貫通，以端正嚴謹的態度投入科學研究。同時，實踐能力的提升應跟上理論知識學習的步伐，通過參加科研競賽、工程實踐等活動切實激發學生的學習熱情、調動活動參與積極性。將理論知識應用于實踐不僅可以檢驗自身學習成果，還能夠提升學生的動手能力與創新實踐意識。

（二）強化科研素質與能力

科研訓練是培養學生創新能力的主要途徑，應貫穿于整個研究生階段。研究生教學過程中所開展的一系列科研活動是對研究生理論基礎的強化和發散思維的鍛煉，通過構建以問題為導向的學習模式和啟發式教學手段引導學生對科研問題進行討論與探索，發現本學科與其他科研領域的關聯性，進一步培養學生的科研思維與思辨能力。

（三）適應現代化交通發展趨勢

交通信息工程及控制學科的創新型人才培養要適應現代交通發展潮流與趨勢。在課程教學中融入學術發展前沿和實踐案例分析，使學生充分了解本學科的最新發展動態，以及在相關生產生活中的應用。突破課本內容的局限性，廣泛關注國內外學科發展動向，構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、科學研究奠定良好基礎。

四、交通信息工程及控制專業創新人才培養改革

為培養交通信息工程及控制專業學生的創新思維、創新能力和實踐能力，結合前文指出的創新型人才培養存在的問題，以及人才培養目標和要求，從教師隊伍、課程體系、教學模式和考核方式四個維度進行探討，提出如下具體改革方案與措施。

（一）教師隊伍創新能力提升

教師在學生創新能力培養過程中扮演關鍵角色。交通信息工程及控制專業由于涵蓋課程面廣，研究方向多，授課教師數量也多。雖然每名教師的授課風格不盡相同，但要求教師應具備創新性思維、創新性意識及創新性能力。授課教師要能夠及時更新教學內容、轉變傳統教學方式、豐富教學手段。在授課過程中，重視學生的實際操作與動手能力，結合學科發展前沿與社會需求等現實問題，有意識地引導學生進行發散性思考與提問，從而鍛煉其形成良好的創新思維與意識。

（二）傳統課程體系改革

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

（三）實踐性教學模式探索

實踐性教學既可以幫助學生夯實理論基礎，又可以提高其發現問題、分析問題和解決問題的能力，理論與實踐的有機結合使得實踐性教學十分有利于學生創新能力的培養，并為日后從事科學研究奠定基礎。為此，提出以下四點實踐性教學探索方向：（1）研究生專業導師往往都具備豐富的實踐經驗，充分將此類優勢發揮到研究生素質能力提升中，根據學生能力與特點進行針對性的培養與指導，幫助學生建立科學的思維方式與創新意識，激發其主觀能動性。（2）鼓勵學生之間、導師與學生之間，特別是不同專業背景的學生之間進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學生更大的潛力，實現綜合素質與能力的全面提升。（3）組織學生參加各級創新創業大賽、交通科技競賽等，以提升學生的創新實踐能力，使得學生能夠更系統地增強專業知識的應用能力、工程實踐能力和創新能力。

（四）多樣化考核方式設計

以往單一的閉卷考試形式對研究生階段學生的知識掌握程度考查效果一般，不利于學生創新思維與意識的培養，亟須探索科學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學科的課程成績需要綜合課堂討論、小組合作、課下作業完成質量等多方面進行評判，終考可以結合相應課程特點，設置課題論文、實驗設計、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，專業實驗課程的考核要格外注重考查學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學生形成多角度、多層次、全方位的思考方式，尋求具有邏輯性、新穎性和創新性的問題解決方案，實踐指導教師負責考核并記錄成績。

五、實踐效果

筆者將本研究中的創新型人才培養方案及措施在我校交通信息工程及控制專業研究生培養過程中初步實施，取得良好效果。一是體現在授課效果方面。通過教師有意識地培養學生的創新思維，在教學過程中逐漸轉換教師講授為主的角色，引導學生參與工程實踐，變被動接受知識為主動學習并掌握相關知識，學生更積極地參與課堂，獨立思考問題的能力顯著提升。學生通過自主觀察交通現象，分析交通現象背后的深層機理，有效提高了對交通工程學科的基本認知。課程體系、教學模式的改革效果證明，交通仿真實驗設計、交通行為模擬等實踐環節的設置提高了學生的動手能力，加深了對交通運行規律的深刻理解。二是體現在學生創新能力提高方面。開闊的學術視野使得學生能夠更深入地思考與解決交通科學技術問題，將理論與實踐進行有機結合。學生在深刻掌握學科基本理論方法的同時，創造性思維與能力日益提高。多數學生建立起完善的交通理論體系和知識結構，深入領會學科發展前沿與最新成果，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有所用、學以致用，實現交通信息工程及控制專業創新型人才培養的目標。

參考文獻

[1]決勝全面建成小康社會，奪取新時代中國特色社會主義偉大勝利[N].人民日報，2017-10-28（1）.

[2]路小波.交通信息工程及控制專業研究生培養的探索與實踐[J].理工高教研究，2005（5）：59-61.

[3]柴干.交通信息工程及控制專業碩士生課程的研究性教學實踐[J].東南大學學報（哲學社會科學版），2013，15（S1）：146-148.

[4]柴干.創新型交通信息工程及控制專業研究生培養的課程教學[J].高教論壇，2012（12）：108-111.

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