交通工程专业学科特点分析与实践教学体系建设

梁化民

（天津城建大学 土木工程学院，天津 300384）

交通工程专业学科特点分析与实践教学体系建设

梁化民

（天津城建大学 土木工程学院，天津 300384）

在论证交通工程专业学科特点并分析其实践教学需求的基础上，提出了包括目标体系、内容体系、保障体系、管理和评价激励体系在内的交通工程专业实践教学体系框架，可用于规范交通工程专业实践教学过程，指导实践教学平台建设.

交通工程专业；学科特点；实践教学体系

实践教学的意义，对于理科专业而言，重在培养和强化探索新理论、获取新知识的能力，对于工科专业而言，则重在强化理论知识的应用能力［1］.任何学科专业都需要与其相适应的实践环节，交通工程专业亦不例外，但作为一个学科跨度较大的专业，其实践教学环节有其自身的特点，实践教学组织有其特殊的困难性.作为一个历史较短的高等工科专业，其专业建设滞后于工程实践，实践教学体系亦不够完善，学生严谨求实作风欠缺和动手能力不强，成为制约该专业学生培养质量的瓶颈之一.

随着我国城市化进程的加快，交通拥堵、交通污染和交通安全等问题日益突出，交通系统的建设与优化逐渐成为城市建设领域的重大课题，交通工程专业学生面临较为宽广的就业前景.准确把握交通工程专业学科特点，构建完善的实践教学体系，加强和改善交通工程专业的实践教学组织，是交通工程专业学科建设的重要内容.

1 交通工程专业的学科特点

交通工程学的研究目的是探讨如何使道路交通安全、高效、舒适、经济；研究对象是人、车、路和环境在道路交通系统中形成的各种现象；研究内容主要是交通特性分析、交通规划、交通设施、交通设计和交通运营管理［2］.交通工程作为一门学科，初创于20世纪30年代的美国，并受到汽车工业和道路交通建设实践的推动而发展起来［3-5］.1979年以后，我国一些大学开始逐步建立交通工程专业.交通工程学科的主要特点体现在以下几个方面.

（1）典型的交叉学科性质.交通工程专业是一个游走于自然科学、工程技术和社会科学之间的专业.交通工程的研究客体是客观的交通现象，如交通流运行机制，交通工具与道路的相互作用规律等，这些都属于自然科学的范畴；交通工程需要用到力学计算、系统工程、计算机技术、控制技术等，需要解决具体的技术问题，因此具有工程技术的特征；交通系统作为社会经济大系统之子系统，“人”是有机的组成部分，交通的参与和管理皆离不开“人”的因素，因此需要研究人的行为和心理，因此交通工程具有社会科学的特征.

（2）较强的应用性.交通工程专业由解决实际交通问题的需要而催生，如交通安全、交通拥堵、交通污染等问题.交通工程专业针对解决这些问题的实际需要，围绕交通系统的规划、设计、管理与控制等，研究数据调查采集与分析方法、系统规划与优化模型、系统设计方法与规范等；同时不断从交通工程实践中发现问题，通过归纳提炼升华为教学内容，构建有针对性的专业教学体系.

（3）学科体系尚处于发展之中，交通工程理论研究与交通工程实践的同步性较差.交通工程专业的产生滞后于交通工程实践，致使后者对于前者的依赖天然不足，刚性需求不够；反过来说，理论研究有时又脱离实际（从某种程度上来说是由于交通系统太过复杂），建立的模型缺乏说服力.因此，虽然从事交通工程专业研究的学者进行了许多前沿的理论探索，但诸多研究成果难以及时进入到交通工程实践之中去.因此导致交通工程专业理论和实践在一定程度上存在“两张皮”的现象，削弱了学科发展的动力.

2 交通工程专业实践教学需求分析

2.1 明确实践教学体系，加强实践教学环节

交通工程专业作为一个介于自然科学、工程技术和社会科学之间的工科专业，跨学科跨专业特征明显，实践教学体系尚不够清晰，实践教学平台尚不够完善，致使实践训练环节不够系统和深入.学生在专业课程学习中大多只满足于理论知识的理解记忆，缺乏动手能力和动手热情.专业的交叉学科性质导致实习组织程序复杂，校外实习基地建立较为困难.因此，应在明确交通工程专业实践教学体系的基础上，加强实践教学组织，立足校内专业实验室和平台，以校外实习基地为补充，建立校内外相结合的实践教学平台.

2.2 实践空间应从实验室向外延伸

与其他工程学科研究较为微观的物理世界和工程对象有所不同，交通工程的研究对象是“系统”，即交通系统.交通系统是由人、车、路、环境组成的复杂大系统，难以在实验室中重现，因此应将交通“现场”作为传统实验室的补充，充分发挥其作用.交通工程专业实践应到实际道路上去观测交通流及其现象，观测道路设施的参数及其适应性，观测交通控制装置的工作过程及其适应性等，在现场发现问题，采集数据，然后回到实验室中，利用数据分析工具去分析研究.

2.3 实践教学应重视综合性

交通工程要解决的问题包括交通系统的规划、设计、管理与控制等.由于其跨学科的性质，许多问题的解决需要综合应用相关自然科学的理论、工程学科的技术，以及社会科学的方法和手段.因此实践教学科目应根据拟解决问题的实际情况，引导学生以问题为导向，综合运用各种不同的理论、知识、技术和方法去解决问题.

2.4 实践教学应重视数学和计算机等工具和技术的应用

交通工程面向的交通系统属于复杂大系统，其合理的规划、设计和优化，以及运行管理控制，都需要建立在对系统充分了解的基础上.实际中通常需要采集大量的数据，进行深入的数据分析和挖掘，建立符合实际的大系统模型和各类面向随机交通现象的宏观或微观模型.模型复杂，数据庞大，分析环节多，计算工作量大，需借助数学、运筹学和计算机等工具.

2.5 实践教学应重视模拟仿真手段的应用

交通系统作为由人、车、路、环境组成的复杂大系统，其特征有时难以通过理论计算获知，但可利用模拟仿真的方法，在实验室中再现交通系统，去发现交通系统的复杂涌现特性.其次，交通系统具有天然的随机性，需要借助蒙特卡洛仿真方法去分析研究［6］.另外，有些交通现象如交通事故，有时难以用实物进行实验，需要借助模拟再现的方法去研究这些交通现象发生的机理.

3 交通工程专业实践教学体系的总体思路

交通工程专业培养目标是：培养具备交通运输系统分析与规划、交通设计、交通工程设施设计、施工与管理、交通系统智能化控制与管理和交通安全等方面的专业知识及能力，能够从事本领域的规划、设计、施工、管理与运营的高级工程技术及管理的复合型人才.应该说，交通工程专业的就业面还是比较广的，但学生的实际能力与培养目标尚有一定的差距，岗位适应能力有待于进一步提高.具体来说，一是实际动手能力不够，二是理论研究能力不足.这些问题在毕业生的毕业设计（论文）这一综合性教学环节中体现得尤为明显.多数学生达不到“设计”要求，只能停留在“论文”层次，而且论文主要体现为对所学专业知识的概括，系统运用定量分析工具解决实际问题的成分偏少.其原因是多方面的，但其中一个很重要的原因是，由于学科专业特点，交通工程专业本科生在校学习期间，难以接触到实际的交通工程项目，得不到实践环节的系统训练.为此，应以岗位就业需要为导向，在深入把握交通工程专业学科特点的基础上，构建完善的实践教学体系，系统化改善和加强交通工程专业的实践教学环节.交通工程专业实践教学体系的总体架构如图1所示.

图1 交通工程专业实践教学体系总体架构

4 交通工程专业实践教学目标与内容体系

4.1 实践教学目标体系

实践教学目标体系应以专业岗位就业需要为导向，以基本职业素质、岗位就业能力和职业发展能力培养为模块进行构建，在基本职业素质涵养、严谨求实作风养成、基本技能形成、专业能力生成和科学创新意识培育五个层面上螺旋式发展学生的实践能力.

一是基本职业素质.重点是学生严谨求实作风的养成.相对于其他一些以理论研究成果和实验结果为基础才能进行实践的工科学科，交通工程实践对于定量研究的刚性需求相对不足.但交通工程实践与其他的工程实践一样，必须遵循工程实践的基本规律，在客观、科学的定量研究的基础上展开.因此，该专业必须克服其固有惰性，重视严谨、求实作风养成，重视定量研究，以适应未来交通工程实践的需要.

二是岗位就业能力.重点是基本技能形成和专业能力生成.基本技能的形成是专业能力生成的基础.交通工程专业的基本技能包括交通调查（数据采集）能力、数据分析能力、数据处理能力、系统建模能力、算法设计与实现能力、计算机软硬件应用能力、绘图能力、力学计算能力等.专业能力包括交通系统分析、交通系统规划、交通系统设计、交通工程设施设计、施工与管理、交通管控系统设计、交通组织管理、交通安全分析与规划设计等.岗位就业能力的培养是交通工程专业实践教学目标体系的重点内容［7］.

三是职业发展能力培养.应着力培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力.引导学生在关注国内外交通工程建设实践的过程中，敏锐地发现有价值的科学和技术问题，充分利用交通工程专业跨学科的特点，综合运用各种不同的理论、知识、技术和方法去解决问题.交通工程专业的学生欲谋求其较好的职业发展，必须重视以上职业发展能力的培养.

4.2 实践教学内容体系

交通工程专业的实践教学应以目标体系为指导，面向就业实际需要，构建综合化、立体化的实践教学内容体系，在交通系统分析、规划、设计、交通组织管理、交通安全分析与规划设计、交通工程设施设计、施工与管理等多个方向上锻炼学生的专业实践能力，逐步生成就业需要的基本职业素质、岗位就业能力和职业发展能力.

在具体操作层面上，专业实践教学内容体系应覆盖三大类“实践课堂”.第一实践课堂包括实验、实习、课程设计、毕业设计等计划内的实践教学环节；第二实践课堂包括学科竞赛、科技活动、科技类学生社团、大学生创新创业训练计划、各类培训、考证考级等自主实践活动；第三实践课堂指社会实践、岗位实习、产学合作等面向工作岗位的实践活动.应理顺各实践环节的关系，实现各“课堂”资源优化配置，形成合力.实践教学内容体系的架构应注意以下几个方面的问题：一是建立“三课堂”联动机制，将第一课堂和第二课堂联系起来，以计划内的实践教学内容启发、引导和推动学生自发的专业实践活动，合力创造第三课堂的开展条件；二是按照专业实践能力生成的内在规律，合理安排实践教学内容的进度，在保证学生学习各类技能，逐步掌握实践工具和方法的同时，适时锻炼和生成专业能力；三是应同时调动教师和学生参与专业实践教学活动的积极性，形成良好的实践教学互动机制.以实际或虚拟的专业实践研究课题为纽带，将教师和学生联系起来.研究课题可以是以教师为主导，将其进行分解，学生按兴趣参与研究的课题；也可以是以学生为主导，教师提供适时性帮助的实践性探索课题，前者有利于启发思路、训练技能，后者有利于培养学生的自主实践能力和创新实践能力［8］.

5 交通工程专业实践教学保障与管理评价体系

5.1 实践教学保障体系

保障体系是交通工程专业实践教学开展的硬、软件物质基础，包括交通工程专业实验室、实训基地、实践教学指导教材、实践教学经费筹措机制等.

交通工程专业实验室从基本功能上来说，可以概括为交通调查、建模、数据分析处理和交通系统仿真等；从专业功能上来说，可分为交通调查实验室、交通规划与设计实验室、交通管理与控制实验室、交通安全与事故分析实验室等.实验室的开放可采取两种形式，一是直接开放，二是通过网络开放.直接开放可向有关师生提供软硬件资源，支持相关的研究项目；通过网络的开放可向外界提供计算、分析资源和数据资源，同时反向收集相关的资源.

实训基地建设可按照交通工程专业具体就业方向，与相关单位协作建立.相关单位包括城市交通管理部门、城市建设规划部门、公路管理部门、道路（公路）规划设计机构、各级政府交通管理部门、公安交管部门、环保部门以及物流公司等.与上述各类单位探索切实可行的产学研合作模式，以取得相关单位的支持.

实践教学指导教材建设是推动实践教学活动有序开展的保证.应按照专业就业方向和主干课程设置来建设实践教学指导教材.应体现理论和实际的结合，提高实践教学的可操作性，具体内容应包括实践教学（实验）目的和要求、基础理论与基本方法指导、专业软硬件工具的操作应用方法介绍、实践课题实施方案等.

实践教学经费筹措是交通工程专业实践教学保障中的一个难题.对于按照实践教学三课堂体系推动实践教学活动来说，经费保障还有较大缺口，需多方筹集.对于实践教学指导教材，可由学校拨出专门建设经费，鼓励相关教师进行编写；对于实践教学活动所要求的软硬件工具，可按照实践教学体系的集成要求多渠道收集或自主研发，并由学校给予补贴；同时，了解校外有关部门实际研究需求，结合学校自身现有的软硬件条件和人力资源，吸收校外资金建立研究条件，滚雪球式逐步增强和扩展专业实验室的实践研究能力和规模，改善实践教学软硬件环境.

5.2 实践教学管理与评价激励体系

管理体系是交通工程专业实践教学活动保持长效开展的组织保证，评价激励体系则是实践教学活动可持续发展的动力来源.二者相辅相成，缺一不可.

（1）管理体系.管理体系包括组织管理、运行管理和制度管理.组织管理应规范实践教学环节的组织方式，建立有效的组织体系，明确管理人员构成及其职责，确定经费来源和经费使用规范.运行管理包括实践教学活动中具体的项目审批，经费划拨和审核，以及课堂教学时间和实践教学时间的协调和约束等.制度管理包括实践教学经费管理制度、实践教学活动项目审批制度、实践教学条件建设审批制度、教师参与实践教学活动工作量量化方法、学生参与实践教学活动学分计算细则等.

（2）评价激励体系.建立科学的评价激励体系有利于正确引导实践教学活动的开展方向，为实践教学的有序建设注入持久动力.评价激励体系包括学生实践活动评价激励体系和教师实践教学评价激励体系.前者应注重评价学生实践活动的创新性、与就业方向的关联性和对职业发展的有效性，建立和完善实践课题学分制度和优秀成果奖励制度，鼓励学生开展丰富多彩的自主性研究课题；后者应将教师参与指导学生实践活动的工作量折算为标准授课学时，纳入业绩综合考评范围.

6 结 论

（1）交通工程专业具有明显的跨学科性质，专业建设相对滞后于工程实践，实践教学体系尚不够清晰，在一定程度上制约了专业实践教学活动的开展.

（2）由于跨学科特点，交通工程专业实践教学存在特殊的复杂性和困难性.建立完善的实践教学体系，包括目标体系、内容体系、保障体系、管理与评价激励体系等，可为交通工程专业实践教学活动注入持久动力，推动其有序开展.

（3）交通工程专业的实践空间应从传统实验室向外延伸，同时注重计算机和数学工具的应用；应综合应用自然科学、技术科学和社会科学的研究方法去解决具体问题.

［1］方 明.陶行知名篇精选（教师版）［M］.北京：教育科学出版社，2006.

［2］任福田.新编交通工程学导论［M］.北京：中国建筑工业出版社，2011.

［3］GREENBERG H.An analysis of traffic flow［J］.Operations Research，1959（7）：78-85.

［4］VANILLIN F.Traffic engineering：theory and practice［J］.Transportation Science，1974，8（2）：193-194.

［5］PANDA A，GRIMES J.Traffic engineering in a hybrid format ［J］.Transportation Research Record，2011（1）：18-26.

［6］曹 静，杨孝宽，赵晓华.交通仿真技术在交通工程实践教学中的应用［J］.中国校外教育，2009（8）：582-582.

［7］蔡 铭，梁春仪.交通工程专业创新实践教学课程体系的探索［J］.交通职业教育，2013（2）：10-12.

［8］梁化民，李学明.试论大学生科学研究能力的生成环境［J］.高教论坛，2013，170（12）：54-56.

Construction of Practice Teaching System in Traffic Engineering Based on Specialty Characteristics Analysis

LIANG Huamin
（School of Civil Engineering，TCU，Tianjin 300384，China）

Based on the discussion of the characteristics of traffic engineering specialty and the analysis of the practice teaching needs，this paper proposes a practice teaching system framework for traffic engineering specialty，which includes the systems of objective，content，guarantee，management，evaluation and incentive.It can serve as a norm for the practice teaching process of this specialty，and as a guidance for the construction of the practice teaching platform.

traffic engineering specialty；specialty characteristics；practice teaching system

G642：U491

A

2095-719X（2016）04-0307-05

2015-07-21；

2015-10-08

天津城建大学教育教学改革研究项目（JG-1308）

梁化民（1970—），男，甘肃定西人，天津城建大学副教授，硕士.