人工智能背景下交通工程专业教学改革探索

文/胡雪春（湖北交通职业技术学院）

伴随人工智能技术的快速发展，将人工智能的研究成果与交通工程专业教学融合起来，是未来主要研究方向。目前人工智能已经被国家定位成重大战略方针，很多院校开设了人工智能专业。因此，在人工智能背景下，根据交通工程专业的教学实际，探索交通工程专业教学改革显得非常必要。

一、当前交通工程专业教学中存在的问题

交通工程专业开设有专业基础课和专业课，包含交通工程学、交通规划原理、智能交通系统等课程，课程内容繁多，知识比较抽象，具有很强的实践性，知识和技术的更新周期较短，当前教学体系已经难以满足新时代对人才培养的要求。当前，交通工程专业教学中存在的主要问题有：

（一）专业课程体系比较陈旧，与智能化联系不够紧密

交通工程专业课程主要包括道路工程、运筹学、城市交通规划原理等课程，大多数高校针对交通工程专业所开设的课程仍然是停留于传统交通工程课程体系上，与智能化的联系不够紧密。

随着人工智能的飞速发展，其在交通工程应用方面的潜力逐渐显现出来，比如阿里的“城市大脑”系统，充分展现了人工智能在解决城市交通拥堵等问题上的作用。但是从目前交通工程专业课程体系上并不能看出交通工程借助人工智能发展的作用，导致当前课程内容难以满足国家对于创新型、实用型人才的培养要求。目前的课程体系虽然能够为学生奠定良好的专业知识基础，但是缺乏从理论向前沿应用发展的实践。

（二）教学方式比较单一，缺乏自主性

当前交通工程专业的教学理念仍然是以教师为主导，教师在课堂上教授课程知识，学生被动接受知识，忽视了对学生自主学习能力和创新意识的培养，使得学生思维固化，只能死记硬背相关知识点，虽然掌握了扎实的专业理论知识，但是实践能力和创新能力比较差，无法满足新时代人才需求。此外，在教学方式上，忽视了学生的主体地位，教师仍然是以课程主导的形式开展教学活动，在课堂教学中，教师对于知识点的讲授过多过细，留给学生思考和探讨的时间较少，长此以往，造成学生缺乏学习的自主性，难以养成良好的学习习惯。而且一些教师在课堂教学时，过于依赖多媒体课件，教学进度太快，很多学生还没有消化之前的知识，就要被动接受新知识，教师与学生之间的互动交流比较少，导致实际教学效果不佳。

（三）教学实践少，没有得到应有的重视

当前各大高校的交通工程专业课程实践教学环节没有得到应有的重视，实践课程比较少，相关设备不全，而且实践教学与理论教学的进度不一致。此外交通工程实践教学内容单一，通常只是重视课堂理论知识，学生自己动手操作的机会较少，学生的创新能力和实践操作能力难以得到有效提升。正是由于这些问题的存在，导致当前交通工程专业的实践教学作用没有充分发挥出来，无法帮助学生巩固课程所学理论知识，学生的能力和素质也难以得到有效培养。

二、人工智能背景下交通工程专业教学改革策略

交通工程专业与其他相关学科有着密切关联，该专业是一个综合性的学科体系，而且交通系统与交通问题与我们的生活息息相关，表明该专业的大行业背景特征。人工智能是一门新兴技术科学，近年来取得了飞速发展，已经被国家定位成重大战略方针，各大高校纷纷开设与人工智能相关的专业。由于交通工程专业具有综合性学科特征与大行业背景特征，应当根据国家战略发展需求，在人工智能背景下，积极探索交通工程+人工智能的教学改革策略，构建科学完善的教学改革体系，推动我国交通工程事业的健康发展。

（一）打造专业教材体系，促使人工智能与交通工程专业的深度融合

交通工程专业基于人工智能的教学改革，应当按照循序渐进的原则，打造专业教材体系。首先，打造数据挖掘教材。《数据挖掘》教材作为人工智能领域的重要教材，其中主要是与数据挖掘相关的理论知识，一些知识对交通工程专业理论教学有一定的支撑价值，但是一些知识并不适用于交通工程专业。但是学生在学习这些理论知识时，并不能进行精确地划分，在实际应用中难以用数据挖掘相关知识和技术解决交通工程中遇到的问题。另外，随着智能交通系统的出现，交通数据采集更加智能，相应的数据量越来越大，形成了交通大数据。所以，在人工智能背景下，交通工程专业应当积极打造《数据挖掘》教材，促使人工智能数据挖掘技术与交通工程专业教学深度融合起来。其次，打造图像处理与模式识别技术教材。在人工智能领域中，图像处理与模式识别技术是重要课程之一，同时也是自动化专业的主要课程之一，比如《数字图像处理》《模式识别》教材的影响力较大。与上述提到的《数据挖掘》教材问题一样，需要根据交通工程专业的实际情况，打造适合解决交通工程问题的交通图像模式识别教材，为学生提供专业理论体系，便于学生运用图像处理与模式识别技术开展交通工程专业相关的实践与研究。比如，应用于人工智能时代的车辆全程跟踪识别等。最后，打造《交通仿真系统开发》教材。交通虚拟仿真系统在交通系统问题分析和处理过程中起着关键作用，当前我国大部分交通仿真平台使用的是VISSIM微观仿真软件等国外交通仿真软件。随着我国科学技术的不断进步和发展，开发具有自身特色的交通虚拟仿真平台成为主要研究方向。但是，从当前我国面临的交通问题来说，在建设仿真平台方面还需要继续探索，虽然目前已经有很多系统软件开发了相关教材，但是并不能适用于交通工程专业，我们应当积极寻求适合我国交通系统运行的仿真平台。因此，在交通工程专业教材体系改革中，需要打造《交通仿真系统开发》教材，充分利用软件开发技术，开发出适合我国交通工程运营的系统，为交通工程专业教学与科研提供更好的服务。

（二）开展科学合理的课堂教学改革，激发学生的学习兴趣

以往的课程教学大多运用PPT与板书结合的方式，学生的学习兴趣不高。但是伴随人工智能的飞速发展，这种课程教学方式已经难以满足交通工程专业的教学要求。所以，在人工智能背景下，需要积极探索合理的课堂教学改革，将学生的学习兴趣激发出来。一方面，创新教学模式，提高学生学习的自主性和交互性。根据以往教学模式，教师是课堂的主导，将专业理论知识灌输式地讲述给学生，学生是被动式地接受知识，导致课程教学比较枯燥，学生难以全身心地融入课堂教学中。根据交通工程专业与人工智能课程体系，需要将课堂被动式灌输转变为自主式学习。在开展课堂教学时，教师可以将班级上学生分成若干个学习小组，根据人工智能技术与交通工程实践的融合，提出相关问题，让小组之间进行探讨和交流，针对学生们提出的共性问题，可以在课堂上进行辩论，为学生营造良好的教学氛围，让学生切实融入课堂教学中，进而提升教学质量。通过这种方式，让学生在课堂学习中更加轻松地吸取和理解所学知识，加深对所学知识的认知和记忆，从而提升课堂教学的交互性。同时，为了提高学生在课堂学习中的自主性，教师可以组织全班学生以探讨和交流的方式学习，激发学生的学习兴趣，真正实现启迪式教学。另一方面，要打破地点的局限，由教师教学向企业教学转变。以往的教学都是在教室进行的，在人工智能背景下，教学工作已经不仅限于教室，随着产学研一体化教学的发展，高校应当将交通工程专业教学地点转移到与人工智能相关的大型企业。在进行产学研教学的过程中，把交通工程专业与人工智能课堂转到企业内部，充分利用企业在人工智能方面的优势和功能，将一个个真实的案例引入课堂教学，让学生了解到人工智能在处理交通工程问题时的功能和潜力，促使学生从思想上认识到交通工程专业基于人工智能进行教学改革的重要意义，从而培养学生的学习兴趣，推动教学目标的尽快实现。

（三）创新课程考核评价方式，促使理论教学与实践教学有机结合

以往的课程教学考核方式，通常是通过试卷测试或者论文的方式，检验学生的学习效果，但是这种考核方式无法体现学生对交通工程与人工智能的实践操作情况。在人工智能背景下，进行交通工程专业的教学改革，需要改革和创新课程考核方式，增加案例实践相关的考核。在开展交通工程专业的案例实践考核时，除了需要学生提供课程论文之外，还应当融入实践考核，让学生以探索的方式解决交通工程实际问题，而且课程论文内容应当围绕交通工程问题中遇到的困难及这些困难的解决方式等。通过这种方式，解决理论知识与实践教学相脱离的问题，促使二者的有机结合，让学生灵活运用所学知识解决实际问题，促进学生全面发展。

（四）打造教研性的师资团队

师资队伍建设是高校实现人才培养目标的保障，有助于提升人才培养质量。当前一些院校的交通工程专业教师队伍结构存在不太合理的地方，部分教师缺乏工程锻炼，交通工程实践经验和能力不足。所以，在人工智能背景下，高校应当建立科学的教师培养体系，制定完善的师资队伍建设方案，培养教师的多元能力，打造一支高素质的教研团队，为交通工程专业教学改革提供支撑。

三、结束语

综上所述，人工智能的发展，有效促进了交通工程专业建设，拓宽了该专业学生的就业面。各大高校应当顺应国家发展战略，基于人工智能积极探索交通工程专业教学改革策略，从打造专业教材体系、开展科学合理的课堂教学改革、创新课程考核评价方式、打造教研性的师资团队等方面，为人工智能背景下的交通工程专业建设提供一定参考。