学科交叉融合下交通工程专业人才培养研究

刘路，郭楷，唐站站

（1.扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州 225127；2.扬州大学广陵学院，江苏扬州 225000）

实现“碳达峰”“碳中和”是我国重要的战略目标，“绿色集约、低碳环保”是建设交通强国的重要抓手。交通运输赋予城市活力，保障城市经济与社会活动正常运行，但与此同时也成了城市的主要碳排放源之一。在已经完成工业化进程的国际大城市中，交通运输行业的碳排放往往占据了1/4左右的比重，且其碳排放具有很大的惯性。正因为如此，交通运输成为实现“双碳”目标的重要领域。

《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》指出，要注重新科技深度赋能应用、提升交通运输“数字化、智能化”发展水平，更要推动交通运输绿色低碳转型。围绕落实国家“碳达峰”“碳中和”的重要目标以及建设交通强国的战略需求，从数字化、智能化角度开展创新设计、创新思维、创新研究，提升我国交通运输领域的人才培养质量，应用新型信息技术、通信技术、大数据等数字化、智能化技术，提升交通运输装备、设施设备、运输组织、安全应急等方面的科技水平，打造学科交叉融合下的交通工程专业人才培养体系已经刻不容缓。

交通工程的研究对象和研究方法涉及自然科学、社会科学和工程技术等多个领域，相比于其他工科专业，具有典型的学科交叉特征[1-2]。交通工程专业的培养目标是要求毕业生具备扎实的数学、外语基础知识，熟悉交通工程专业的基本理论和方法，掌握交通工程专业的基本实践技术和方法，具备理论联系实际的思维方法，能够应用本专业知识解决交通运输工程领域的基本问题[3-4]。目前学科交叉融合正在成为培养复合型和创新型人才的重要途径和方法，因此，交通工程专业应积极探索学科交叉的人才培养模式[5]，着力打造学生的多学科知识基础和实践应用能力，为适应新时期社会发展需要打下良好基础，从而提升学生在相关领域就业择业的竞争力。

1 专业培养特色

2006年扬州大学新设交通工程本科专业，同年招收第一届全日制本科生。扬州大学交通工程专业整合了交通运输规划与管理、交通信息工程及控制、道路与铁道工程3个相关二级学科的教学和科研优势资源，依托扬州大学土木工程一级学科博士点进行建设，一直延续着以“道路交通”为特色的专业建设方向，共同支撑学生在交通规划、设计、建设、管理等多个方向系统性专业知识的架构。专业按“交通规划”“交通管理”和“交通土建”三个不同方向进行人才培养。学生毕业后可在交通管理部门、交通咨询机构和施工企业等单位从事运营管理、技术开发和工程施工等工作或继续深造。从扬州大学的办学历史可以看出，交通工程专业是基于多学科交叉融合发展而来的。

针对我国《交通强国建设纲要》提出的交通人才发展需求，本专业培养德、智、体、美、劳全面发展，具有人文素质、科学修养和社会责任感，富有创新实践、团队协作精神、国际视野，掌握扎实的自然科学基础知识和交通规划与设计、交通管理与控制、交通工程施工与管理、交通系统运营与优化等专业知识，能在城市与区域交通、智能交通与大数据等领域从事规划、设计、施工、运营与管理的高级工程技术及管理复合型人才[6]。

2 课程体系构建

扬州大学交通工程专业课程体系由通修课、学科基础课、专业课（必修和选修）、集中性实践教学、创新创业类教育、第二课堂等模块组成。专业课程体系涵盖了专业知识体系、专业实践体系和大学生创新训练三部分的教学内容，通过课堂教学、实践教学以及课外综合素质拓展等教学环节[7]，达到培养学生基础知识、提高学生能力和专业素质的目标。

（1）数学与自然科学类课程。包括高等数学I（上）（下）（覆盖解析几何、微积分、常微分方程等知识）、线性代数、概率论与数理统计II、大学物理（上）（下）、大学物理I实验、工程力学II。本专业人才培养方案规定的数学与自然科学类课程共27.5个学分，全部为必修课，占总学分比例的15.1%。

（2）工程基础类课程、学科基础类课程与专业类课程。本专业人才培养方案规定该类课程共73学分，占总学分比例的40.1%。工程基础类课程包括工程测量、工程制图、工程力学II、大学计算机及程序设计II、电工与电子技术II，共计18.5学分。学科基础类课程包括交通运输工程导论、交通工程学、交通工程系统分析，共计7学分。专业类课程包括城市规划原理、道路勘测设计、交通规划、交通设计、交通管理与控制、路基路面工程、运输经济学及专业选修课，共计47.5学分（必修课21学分、选修课22.5学分，与工程相关的公共选修课4.0学分）。

（3）人文社会科学通识教育课程。本专业人才培养方案规定该类课程共40.0学分，占总学分比例的22.0%。其中必修课34.0学分，通识公共选修课中“人文与社会科学类”课程至少取得6.0学分。

（4）工程实践与毕业设计（论文）。本专业人才培养方案规定实践类课程共41.5学分，其中与专业相关的实践类课程共36.5学分，占总学分的20.1%。其中工程实践类主要包括实习、课程设计、实验等教学环节，计14.5学分；毕业设计（论文）15.0学分；专业创新实践4.0学分，第二课堂专业实践3.0学分。

在交通工程专业课程体系中，具有典型学科交叉特征的课程名称和类别如表1所示。其中学科基础课交通工程系统分析中的线性规划、非线性规划、动态规划、排队论等章节内容需要大量的高等数学知识。专业选修课交通流理论中采用的流体力学方法和动力学方法都与物理学密不可分，其中流体力学是假定交通流为特定性质的流体，应用气体运动或声波、洪水波理论，宏观地表现这种现象的变化规律；动力学方法主要体现在跟驰理论中，通过使用动力学方法，描述后车跟随前车的行驶状态以及跟驰过程中发生的各种状态。专业必修课运输经济学主要讲授运输系统的经济关系和经济活动规律，用经济学的原理和方法研究运输活动的相关问题，包括运输需求供给、成本分析和经济核算等内容[8-9]。

通过对交通工程专业课程体系的统计得出，学科基础课中有学科交叉的课程占比为41.7%，专业必修课中有学科交叉的课程占比为71.4%，专业选修课中有学科交叉的课程占比为70.6%，可见专业类课程中的学科交叉情况更为突出。扬州大学交通工程专业各个课程的学科交叉情况如表1所示。

表1 扬州大学交通工程专业课程交叉学科情况

3 培养目标的实现

根据交通工程专业认证的要求，毕业生应具备扎实的数学、外语基础知识，熟悉交通工程专业的基本理论和方法；通过课程设计、毕业设计、实验、教学实习和生产实习等实践性教学，掌握交通工程专业的基本实践技术和方法[10]；具备理论联系实际的思维方法，能够应用本专业知识解决交通运输工程领域的复杂问题；具有交通工程勘测、规划、设计、建设、运营管理及技术开发等方面的基本能力。主要包括以下12条毕业要求：工程知识、问题分析、设计开发解决方案、研究、使用现代工具、工程与社会、环境和可持续发展、职业规范、个人和团队、沟通、项目管理、终身学习。

以交通工程系统分析课程为例，该课程是交通工程学科与数学学科的交叉课程，侧重于培养学生的问题分析和研究的能力。课程的学习基础是系统工程方法论。三维结构体系是系统工程方法论的基础，包含时间维、逻辑维和知识维组成的一个立体的、跨学科的体系。知识维涉及运筹学、控制论、社会科学、工程技术等多个领域的基础知识，有利于强化学生的专业基础[11]；逻辑维包括明确问题、指标设计、方案比选、最优化决策等内容，有利于培养学生的设计开发能力。

交通工程系统分析课程的学习要求与对应的毕业要求情况如表2所示。通过该课程及其他相关课程的学习，学生可以满足毕业要求中对于工程知识、问题分析、设计开发解决方案、研究等能力的要求。

对于交通工程系统分析这类的学科交叉课程，教学大纲的设计需要考虑到其他学科知识点的学习方法，合理安排教学计划，提前让学生熟悉教学内容，及时补充相关的数学知识，课堂教学要重点突出，平衡好教学内容的深度和广度[12]。在有条件的情况下，请数学专业的教师作为本课程的辅导教师，共同指导。学科交叉课程体系的建设能够进一步将人才培养目标具体化、细分化，强调课程学习与人才培养之间的内在联系，充分调动学生的积极性、主动性。

4 结语

交通工程人才培养必须跟随社会的发展和新技术的更新换代，是一个“连接-重组-转型”的递进式深化过程[13]。从我国交通运输发展历程来看，经过数十年努力，已经通过公路、铁路和航空网络基本实现了国土空间的有效连接，通过运输和物流的服务网络基本实现了现代化供应链体系和市场体系的重组。目前新城建设、城市更新等不断产生新的需求和任务。同时随着“双碳”目标和交通强国战略的提出，交通工程人才培养必然发生新的变化。通过深化人才培养模式改革，拓展学生的知识视野，提升学生的科学素养，培养学生的科学精神和实践意识、发现和解决问题的能力及团队协作精神[14-15]，充分发挥导向作用、激励作用和推动作用，全面提升交通工程人才培养质量。

表2 《交通工程系统分析》课程学习与毕业要求的对应关系

交通工程专业要充分依托扬州大学学科门类齐全的优势，在扩大通识教育覆盖面的基础上，健全学科交叉课程体系的教学方法和跨学科专业教师的协同授课机制[16]；打造学科交叉融合下的专业精品课程，进一步加强对专业设置调整、改造的研究和论证，不断优化分类指导、分类建设、分类评价。在通过工程专业认证的新形势下推进一流专业建设，以专业认证为契机推动交通工程一流专业的建设发展。现代交通科学和其他学科的融合发展有助于解决行业关键技术问题，带来更多创新创业机会，最终有力支撑交通强国战略和“双碳”目标的尽早实现，推动交通运输绿色低碳转型。