“人工智能+智慧交通”微专业建设研究

夏小云 陈泽丰 庄鹤林 陈滨

摘  要：随着人工智能技术快速发展以及建设交通强国的国家战略需求，智慧交通领域复合型人才需求愈加迫切。结合市场需求和专业特点，探讨“人工智能+智慧交通”微专业建设，阐述微专业培养目标的制定和课程设置。结合微专业特点，分析师资队伍建设和教学模式，确保微专业的教学质量。研究成果对微专业的建设和教学改革具有一定的借鉴意义，为地方院校“人工智能+X”微专业建设提供思路。

关键词：微专业；人工智能；智慧交通；课程设置；师资建设；教学模式

中图分类号：G640      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2024）20-0107-04

Abstract： With the rapid development of artificial intelligence technology and the national strategic needs of building a strong transportation country， the demand for compound talents in the field of smart transportation is becoming more and more urgent. Combining with market demands and professional characteristics， the construction of micro specialty in artificial intelligence + smart transportation is discussed， and the formulation of training objectives and curriculum setting are elaborated. Combined with the characteristics of micro specialty， the construction of the teaching staff and the teaching mode are analyzed to ensure the teaching quality of micro specialty. The research results have certain reference significance for the construction and teaching reform of micro specialty， and provide ideas for the construction of micro specialty of artificial intelligence + X in local colleges and universities.

Keywords： the micro-specialty; artificial intelligence; smart transportation; courses setup; teacher construction; teaching mode

随着交通行业的数字化、智能化和可持续发展，交通行业对人才培养提出了更高的要求。培养具备专业知识、跨学科背景和综合能力的复合型人才，是推动交通行业发展和应对未来挑战的关键。微专业作为高校设置的一种灵活的人才培养模式，是学生扩充跨学科知识和提升工程实践能力的有效途径，通过参与微专业，学生可以获得更广泛的学科视野，提升综合素质，增加职业竞争力，并能够在实践中更灵活地运用所学的知识和技能[1]。因此，在高校引入“人工智能+智慧交通”微专业课程体系是一种促进交通行业人才培养的有效方式。

一  微专业概述

微专业是指学生在学习主修专业以外，围绕某个特定学术领域、研究方向或核心素养，提炼开设的一组特色课程。微专业具有“小学分、精课程、高聚焦、跨学科”鲜明特点，可以帮助学生快速提升核心竞争力。微专业突出跨学科、跨专业、跨教学班等特点[2]，融入行业发展、融入企业实践、融入职业培养。微专业兼顾知识传授与能力培养，探究新型教学组织方式，传授跨学科基础知识，构建项目式课程群，为学生提供适应学科交叉融合、满足国家战略和社会需求的多种学习机会，为培养跨学科复合型人才提供新路径[3]。微专业是传统主修专业的拓展和延伸，也是学生弥补某一特定领域知识的有效手段。微专业与传统专业的主要区别见表1。

二  “人工智能+智慧交通”微专业培养目标

微专业的培养目标是在特定时间内，通过学习和参加特定领域的一系列课程或活动，实现特定的学习目标和能力要求。微专业培养目标应当符合学校定位，与国家整体战略保持一致，符合地方经济发展的要求。

（一）  微专业培养目标制定原则

微专业的培养目标通常要综合考量学习者的需求、专业领域以及行业趋势等因素[4]，并与学习者的学习过程和评估方式相适配，从而为学习者提供具有针对性的学习和发展契机。确定微专业培养目标时，通常需要考虑以下几个方面。

1）市场需求：了解当前和未来的职业需求与市场趋势是确定微专业培养目标的重要依据。通过分析特定领域的就业前景、技能需求和行业发展趋势，可以确定培养目标，确保微专业的内容和技能培养符合实际职业需求。

2）受众需求：明确微专业的目标受众是谁，以及他们的学习需求和目标是什么。这可能包括从业人员寻求职业提升、学生拓宽技能领域、创业者获取特定知识等。了解目标受众的需求可以帮助确定微专业的培养目标，使其能够满足学生的学习期望和职业需求。

3）行业企业专家意见：与领域专家、行业从业者和相关教育机构进行研讨和咨询，听取他们对该领域所需专业知识和技能的见解和建议。他们的经验和专业知识可以提供有价值的指导，帮助确定微专业的培养目标，并确保内容的准确性和实际应用性。

4）可衡量性：确定微专业的培养目标时，需要将课程设置与学习目标相互关联。确定学生需要掌握的核心知识、技能和能力，并根据这些目标设计相关的课程和学习任务。确保微专业的课程设置能够全面覆盖重要的学习目标，并提供具体的评估方式来衡量学生的学习成果。

5）持续反馈和评估：在微专业的实施过程中，收集学生的反馈和评估数据，并根据反馈结果进行调整和改进。持续的反馈和评估可以帮助确定微专业的培养目标是否达到预期效果，并在必要时进行适当的调整和改进。

（二）  “人工智能+智慧交通”微专业培养目标

“人工智能+智慧交通”微专业涵盖了计算机科学、交通工程、电子工程等多个学科领域。通过建设这一微专业，有助于促进不同学科的融合，培养具备综合能力的专业人才。

“人工智能+智慧交通”微专业培养目标如下。

1）能够综合运用人工智能与交通工程的基本理论和方法独立或协作对交通领域的复杂工程问题进行分析和设计，并具备智能交通信号灯、车辆自动驾驶技术、交通流量预测模型等模块的设计和开发能力。

2）具备交通数据的收集、分析和处理能力，能够运用数据驱动的方法来优化交通系统的运行和管理。具有团队协作精神，通过小组项目和团队作业，鼓励学生提出创新性的解决方案，培养与不同背景的人合作的能力，学会有效沟通和协作。

3）能跟踪智慧交通领域的最新发展动态及前沿技术，具备可持续发展理念，培养对社会和环境的责任感，保持自己的职业竞争力。

“人工智能+智慧交通”微专业培养目标可以视学校的具体情况和专业特点进行调整和细化，以适应不同的教育环境和市场需求。培养目标旨在培养具有人工智能和智慧交通专业知识、创新能力和实践技能的人才，以推动智慧交通领域的持续发展和创新。

三  课程设置

课程设置在实现微专业培养目标中扮演着重要的角色。通过合理的课程设置，可以确保学生在微专业学习过程中获取到必要的知识和技能，以达到预期的培养目标[5]。为了实现“人工智能+智慧交通”微专业的培养目标，结合微专业的特点和企业行业专家的建议，需要梳理人才培养所需的核心素养和知识，并确定适合“人工智能+智慧交通”微专业的课程体系。微专业的课程设置见表2。

围绕人工智能与智慧交通相关工程知识与发展前沿，该微专业设置了专业基础课、专业核心课以及专业实践课等内容。专业基础课包括智慧交通系统概述、交通管理与控制、人工智能导论、机器学习，专业核心课程包括智能交通系统、车联网系统、交通视频图像分析及交通数据分析，专业实践课开设了智慧交通综合课程设计。课程总共19学分，其中实践教学占到三分之一。课程设置从基础到专业，从易到难，理论与实践结合，循序渐进，学生能够有针对性地掌握所有课程内容。

四  师资与教学模式

（一）  “人工智能+智慧交通”微专业师资建设

微专业师资建设是确保微专业教学质量和学生培养效果的关键因素之一。为了提供优质的教学和指导，需要重视师资队伍的培养和建设。师资的建设应遵从以下原则。

1）内部选拔和外部引进相结合。制定明确的微专业师资选拔标准，通过内部的选拔和外部行业企业的引入相结合，优先选择具备相关学科背景和专业知识的教师。师资队伍应包括人工智能、交通工程、数据科学等领域的专家和从业者，以确保教学内容的全面性和专业性。

2）培训与研修相结合。学校应为微专业师资提供持续的培训和研修机会，包括参加学术研讨会、培训课程、教学研讨会等，使其能够不断更新知识和教学技能。培训内容应涵盖人工智能在智慧交通中的应用、智能交通系统设计与优化、数据分析等领域的最新发展技术等。

3）理论和实践相结合。师资队伍应具备丰富的实践经验，能够将理论知识与实际应用相结合。可以组织实践项目，让学生参与到真实的“人工智能+智慧交通”项目中，引导学生进行数据分析、模型设计、系统开发等实践任务，培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。

4）教学与科研相结合。教师可以将自己的科研成果融入到教学内容中，通过引用最新的研究论文、案例研究和实际项目，使教学内容更加贴近实际应用和学科前沿。鼓励教师通过参与行业项目、实习指导，并将其融入到教学中，使学生能够更好地理解和应用所学知识。

通过打造一支高水平微专业师资队伍，为学生提供全面的教学和指导，确保学生能够获得与培养目标相一致的知识和技能。有助于培养出具备专业知识、实践能力和创新思维的毕业生，为“人工智能+智慧交通”领域的需求提供优秀的人才支持。

（二）  “人工智能+智慧交通”微专业教学模式与考核

微专业课程教学更加的灵活，结合学生的不同需求和学习风格，不断满足学生个性化和自主式学习要求，激发学生的学习兴趣，提升实践动手能力和创新思维。同时教师需要不断学习和研究最新的领域发展，以保持教学内容和方法的更新和先进性[6]。

1）教学方法。讲授与讨论相结合。教师可以通过讲授基础理论知识、案例分析和最新研究成果，引导学生了解人工智能和智慧交通的概念、原理和应用。在讲授的过程中，鼓励学生提问和参与讨论，促进思维碰撞和知识分享。线上和线下相结合。结合线上和线下的教学活动，可以提供更大的灵活性[7]。可以将课堂教学与在线学习相结合，例如，通过面对面的研讨会、实践项目或实践活动来加强学生的实际操作和团队合作能力。利用在线学习平台查阅课程材料、观看视频讲座、在线讨论和作业提交等功能。学生可以根据自己的时间和地点自由地访问课程内容，实现学习的灵活性。自主弹性学习和个性化辅导相结合。为学生提供一系列的学习资源和活动，让他们可以根据自己的兴趣和需求自主选择学习内容和学习时间。例如，提供多个选修课程或模块，学生可以根据自己的学习目标选择感兴趣的内容。为学生提供个性化的辅导，满足他们的学习需求[8-9]。可以通过在线讨论、个人指导或小组辅导等方式，与学生进行一对一或小组交流，解答问题，提供反馈和指导。

2）教学资源。更新课程内容。微专业课程内容注重更新，定期评估和更新课程内容，以保持与行业发展和最新趋势的一致性。通过及时更新课程内容和案例研究，确保学生接触到最新的知识和实践。丰富实践项目。将实际智慧交通中的项目分解成教学中的学习模块，学生通过实际项目的实践，将所学的理论知识应用到智慧交通场景中，例如设计智能交通算法、开发交通流量预测模型、构建智能交通监控系统等。

3）持续学习。强调学生的自主学习和持续学习能力[10]，鼓励学生关注行业动态，积极参与技术社区和学术交流活动。鼓励学生进行学术研究，并指导他们进行论文写作。学生可以选择一个感兴趣的课题，在教师的指导下进行深入研究，并撰写学术论文。培养学生的研究能力、学术写作能力和批判性思维。

微专业的学习是非学历教育，不授予学位，一般是学生在完成所有学习并考核合格者，由学校颁发微专业证书。鉴于微专业学习的灵活性，微专业课程考核可以采取集中考核和分散考核相结合的方式进行，以适应不同类型学生的要求。理论课程可以在统一授课结束之后，采取集中式的考核方式，以评价其对理论知识掌握的程度。课程的实验报告、个人项目的展示、团队小组的答辩汇报等，可以采取分散考核的形式进行，先完成的先考核，学生在自己的学习节奏下进行考核，不必等待其他同学完成。学生能够获得及时的评估和反馈，及时调整学习策略，改进学习方式。这种方式更加符合学生个体差异性需求。最后在所有内容考核完成后，根据不同内容的权重进行整体评估。

嘉兴大学在前期“人工智能+X”微专业建设探索过程中，依托嘉兴市智慧交通研究中心、嘉兴市智慧交通重点实验室等平台，为本科生、研究生提供实习、项目实践的机会，研究团队成功研发“点智能”交通信号全感应实时控制系统，在道路口成功部署并实现 7×24小时全天候测试与优化（图1、图2）。学生解决实际问题的能力、知识应用能力得到极大提升。

五  结束语

新技术的快速发展对交通行业人才的培养提出了更高的要求，推动了交通行业与其他领域的融合。微专业由于其学习方式灵活、学习周期短、知识内容新颖等特点，受到越来越多学生的欢迎，成为培养交叉复合型人才的必然选择。

微专业教育方式的优势在于，能够适应现代社会对人才的需求变化，提供更全面、更实用的知识和技能。通过微专业课程的学习，学生可以更好地适应未来的职业环境，提高自己的竞争力，为自己的未来发展打下坚实的基础。

参考文献：

[1] 吴飞，陈为，孙凌云，等.以知识点为中心建设AI+X微专业[J].科教发展研究，2023，3（1）：96-116.

[2] 张书洋，刘长江，钱钰，等.“跨”与“融”——微专业建设的南航探索[J].高教学刊，2023，9（22）：94-97.

[3] 马春生，曾建潮，高春强，等.多学科交叉的人才培养模式研究——以智能机器人微专业为例[J].高教学刊，2021（8）：133-136.

[4] 蔡长龙，赵明威，李炳，等.人工智能微专业培养体系研究[J].教育现代化，2022，9（22）：159-161，186.

[5] 李敏，刘哲理，李朝晖，等.信息安全微专业建设的探究与实践[J].计算机教育，2023（3）：140-144.

[6] 刘瑞芳，孙勇.基于问题导向的人工智能应用案例式教学[J].计算机教育，2023（6）：203-208.

[7] 严玲，王瑶.应用型本科工程造价“微专业”建设的探索与实践[J].高等工程教育研究，2023（6）：34-41.

[8] 赵培全，张晶杰，刘伟英.应用型本科院校微专业模式探索——以汽车服务工程专业为例[J].科技视界，2020（21）：58-60.

[9] 徐超，王肖燕.数字经济时代智能审计微专业育人模式研究[J].软件导刊，2023，22（12）：38-43.

[10] 黄霞，郑乐.以专业结构优化调整为导向的微专业建设方案研究[J].创新创业理论研究与实践，2023，6（18）：89-92.

基金项目：国家一流线上与线下混合式课程“数据结构”（教高函〔2020〕8号）；浙江省普通本科高校“十四五”教学改革项目“地方高校AI+X人工智能微专业学科交叉融合人才培养路径研究”（jg20220434）；浙江省第一批课程思政示范课程（浙教函〔2021〕47号）；2022年浙江省课程思政示范基层教学组织（浙教函〔2022〕51号）；嘉兴大学课程思政示范基层教学组织项目（851521077）；嘉兴大学“勤慎青年学者”培养计划资助（无编号）

第一作者简介：夏小云（1982-），男，汉族，江西南昌人，博士，教授，硕士研究生导师。研究方向为计算智能、计算机教育。