高精度地图背景下智能网联交通工程课程改革

2025-01-26 00:00:00张丽岩马健周想想
高教学刊 2025年3期
关键词:改革建议课程改革

摘"要:随着高精度地图和智能网联技术的快速发展,“互联网+”、人工智能、大数据和自动驾驶等新技术不断取得突破,交通运输行业正经历着一场革命性的变革。在高精度地图背景下,将智能网联和专业课程融合,探索面向智能网联交通系统的交通工程专业课程教材改革。为让学生能够更好地了解新一代交通运输系统和进化的规律,针对当前教学模式存在的缺陷,可以从增强课程内容与社会发展的联系、引入与网联交通相关的科技论文及重构课程体系结构等多个方面,对智能网联交通工程课程进行改革和研究,为高精度地图下的课程改革研究提供新思路和新方向。

关键词:高精度地图;智能网联交通工程;课程改革;改革建议;交通管理与控制

中图分类号:G642"""文献标志码:A"""""文章编号:2096-000X(2025)03-0154-04

Abstract:Withtherapiddevelopmentofhigh-precisionmapandintelligentnetworkconnectiontechnology,newtechnologiessuchasInternet+,artificialintelligence,bigdata,andautomaticdrivingcontinuetomakebreakthroughs,andthetransportationindustryisexperiencingarevolutionarychange.Underthebackgroundofhigh-precisionmaps,integrateintelligentnetworkandprofessionalcourses,andexplorethereformoftrafficengineeringprofessionalcoursetextbooksforintelligentconnectedtransportationsystems.Inordertoallowstudentstobetterunderstandthenewgenerationoftransportationsystemandevolution,inviewoftheshortcomingsofthecurrentteachingmode,IntelligentNetworkedTransportationEngineeringcoursecanbereformedandresearchedfrommanyaspects,suchasenhancingtheconnectionbetweencoursecontentandsocialdevelopment,introducingscientificandtechnologicalpapersrelatedtoconnectedtransportation,andreconstructingthecoursearchitecture.Thestudyprovidesnewideasandnewdirectionsforcurriculumreformresearchunderhigh-precisionmaps.

Keywords:high-precisionmaps;IntelligentNetworkedTransportationEngineering;curriculumreform;reformproposals;trafficmanagementandcontrol

交通工程专业是交通运输工程学科的一个本科专业。我国高校开设的交通工程专业本科课程涵盖了交通工程学、交通管理与控制、道路交通安全和交通规划原理等内容。目前,这些课程主要面向交通工程、交通运输、轨道交通和土木工程等专业的大学生,旨在介绍交通工程的综合情况,为其今后进一步学习相关专业课程打下基础。综合化和系统化是交通工程专业的重要特点[1]。在运输工程的发展历史中,这一领域已经从马车时代转变为汽车时代,并且在智能交通背景下,加强了运输工程专业的发展。随着高精度地图和智能网联技术的快速发展,“互联网+”、人工智能、大数据和自动驾驶等新技术不断取得突破,这对于推动交通工程向智能网联运输系统的发展具有重要意义,并为高精度地图背景下的智能网联提供了新的发展机遇。同时,也对于改革现有交通工程课程教材体系提出了新的要求。因此,当前在高精度地图背景下进行交通工程课程教材改革显得十分必要[2]。

本文以交通方向的本科生为对象,对课程的教学现状进行了全面分析,针对目前的教学模式中存在的不足,从加强课程内容与社会发展的关联性、引入与智能网联交通有关的科技论文,以及重新构建课程体系结构等多个方面进行了研究,有效促进学生对高精度地图背景下的智能网联交通系统的深刻认识,加快推动交通工程课程改革进程与高校课程改革建设。

一"智能网联交通工程课程改革目的

随着新一代信息技术与交通运输的深度融合,智能网联交通设施正在逐步取代传统的基础设施,成为我国交通产业发展的新趋势。随着国家“一带一路”倡议的提出,以及“互联网+”行动计划的实施,我国交通产业面临着巨大的发展机遇,对交通工程专业人才提出了更高要求。传统的交通工程专业以土木工程为基础,以传统学科为主线,无法满足现代交通发展需要,需要将更多的信息、计算机、大数据等技术融入到本学科中,因此,传统交通工程专业必须进行转型与升级。在新时代高精度地图背景下,智能化发展成为热点话题,给交通工程专业带来了新机遇,同时也对课程内容体系构建提出了新需求。本课程改革以高精度地图技术为切入点,将其作为背景融入到课程改革中,丰富其内容与形式。通过对课程内容、教学方法和教学手段等方面进行改革探索,以期培养适应时代要求的应用型、复合型人才[3]。

二"交通工程专业课程教学现状

当前,交通工程专业课程的教学方式主要是以课堂讲述PPT授课、布置作业、小组汇报三种方式相结合的形式来对学生进行培养。在本科生交通工程专业系列课程的教学过程中,存在的问题主要有以下几个方面。

(一)"教学内容与社会发展相脱节

交通工程专业系列课程的知识内容非常复杂,包括了交通、信息、自动化和计算机等多个学科,涵盖的范围非常广,所包含的知识重难点也非常多。虽然学校教师将教学的重点放在交通工程、智能交通系统等方面,但由于课程设置等原因,仍存在着教学内容与时代社会发展脱节的问题。具体表现为:①教材编写进度较慢。目前智能网联交通工程课程的教材编写进度较慢,有些教材编写周期长达3年。由于教学时间有限,教师很难对现有教材进行修改,使得课程的内容比较陈旧。②教学内容与新时代社会发展脱节。新时代,我国已经进入了以信息化、自动化、计算机为主要特征的新时代。但是,目前很多教师对这一问题关注不够,使得此类课程在信息化、自动化等方面滞后于社会发展,使得教学内容与社会发展脱节[4]。

(二)"教学形式单一

当前,在大部分的高校中,针对本科生开设的与交通工程有关的课程,教师的教学形式仅限于课堂上面对面讲授的一种形式,缺乏实验室动手操作设备、在合作的教学基地进行系统模拟设计、参观学习多种交通场景下智能交通系统实际应用的交通控制室等多种教学形式。这种单一的教学形式导致了学生对交通工程专业课程的学习和认识不够全面,从而对学生的培养很难达到培养计划中所提的要求。

(三)"可参考的教材及技术较少

智能网联交通工程是一门新兴的前沿学科,面临着技术尚不成熟的挑战,这导致教师在开设和授课过程中面临诸多困难,由于相关教材相对较少,而智能网联交通工程专业教师又非常匮乏,使得很多课程在开设和授课过程中都面临着很大的困难[5]。同时,由于智能网联交通工程技术发展缓慢、技术不成熟等问题普遍存在,很多教师在授课过程中都难以找到合适的教学案例来促进学生对课程知识的深入理解和应用。这种现象不仅严重影响到高校培养实践型、复合型和应用型人才目标的实现,而且也会对智能网联交通工程专业人才培养工作产生不可忽视的影响。因此,如何解决这些问题已成为新一轮课程改革中亟待解决的重要问题。

(四)"学生缺乏对智能网联技术的理解

智慧型的发展需要智能化技术的支撑,所以在教学中应将适用于交通工程学的智能技术内容纳入教学体系。与传统汽车相比,智能网联车在社会、经济、生产和生活中的应用还不够广泛,学生很难对网联车有比较深入地认识,无法解决课程中出现的理论问题和实际问题,从而降低了学生学习的积极性和主动性。在智能网联技术融入交通工程课程教学后,课程的授课内容和方法将发生重大的变革。尽管智能网联技术是我国新时代发展的主流方向,学生可以通过概念描述、理论解析等方式,对智能网联技术在交通系统的应用有一个大致的了解。但是,在后续的学习和探索中,教材中的知识并不能帮助学生更好地探讨智能网联技术在今后发展中所面临的问题及机遇。例如,在新时代的背景下,如果学生对智能网联技术的理解不够深刻,将无法挖掘高精度地图技术在智能网联交通领域应用中的关键和重点,从而造成智能网联技术不能真正地与交通工程课程教学相结合。

三"智能网联交通工程课程改革建议

(一)"加强课程内容和社会发展的联系

首先,教师应在课程授课的过程中,应有意弱化教材的功能和作用,大量引用社会案例,比如在介绍智能网联交通工程的发展状况时,可以多放一些智能网联技术的示范视频,普及一些信息化、自动化的前沿知识,以此来调动学生的学习热情,提高他们的学习积极性。教师在授课过程中,要做到理论与实践相结合,通过指导学生实践操作,来帮助学生更好地理解理论知识。其次,教师可以组织学生到智能网联交通技术开发和应用的前沿城市进行参观,让学生亲身感受智能网联交通技术的发展现状和未来发展趋势。学生通过对现实生活的观察、分析、总结和归纳,真正地感受到智能网联技术在未来交通系统中的重要地位和作用。最后,教师要把高精度地图技术或其他前沿技术与课堂教学相结合,让学生更好地了解时代发展对网联交通开发与应用的影响,从而提升课程教学的实效性和时代性[6]。

(二)"改善教学模式、标准化课程考核

改善原有的单一教学模式,建立教师与教师之间、教师与学生之间、学生与学生之间协同学习的教学模式,如图1所示。

通过技术理论和实践相结合的教学设计,对高精度地图背景下的智能网联交通系统相关知识进行分类,然后以实例为依据,开展具体的实验,使得课程的教学内容完整化、规范化、重点化[7]。而一套合理的评价标准能让学生明确学习目标,激发学生的学习热情,提高教学工作效率。针对智能网联交通工程课程,应将课程考核设定到课程的全方面和全时段,各环节考核所占比重应均衡分布,适当增加论文方面的比重。考核内容应包括平时成绩、实践成绩、课程论文成绩三个方面。其中,平时成绩应包括了考勤、课堂提问、作业完成情况、课堂讨论和课堂测验等方面。同时,应该将考核成绩与平时成绩相结合,避免单一的试卷考试,并为学生提供更多的选择机会,充分调动学生学习的积极性和主动性。实践成绩应该包括了实验课出勤率、实验设计、实验方案以及解决实际问题的能力等方面。在考核内容中应该加入智能网联交通系统的设计与分析内容,通过实际动手操作,让学生了解智能网联交通系统的基本原理和方法。在此基础上,老师可以鼓励学生参与智能网联交通系统的开发和设计工作,并在课程论文中体现学生的创新能力和团队协作能力。改善教学模式、标准化课程考核,既促进学生全面掌握本专业知识,又完善了交通工程课程培养的整体结构。

(三)"引入有关智能网联交通的科技论文

针对智能网联交通工程课程教材稀缺的问题。教师应利用信息化技术,将我国最前沿的科技论文融入课程授课的全过程,引入有关智能网联交通的科技论文不仅可以丰富智能网联交通工程课程的内容,还能提高学生的学习能力和理解深度。教师可以通过以下几个方面来实施。①收集最新论文:教师可以定期查阅相关期刊、会议和学术网站,收集与智能网联交通相关的最新科技论文,并结合课程的特征和特点,使其与网联交通课程有机地融合起来。②整理并选取优质论文:教师应对收集到的论文进行整理和筛选,选取内容与课程紧密相关、研究方法科学合理、创新性强、实用性高的优质论文。此外,教师还可以将我国智能网联系统相关的科技论文以“自主可控”为主线,系统地阐述高精度地图技术、感知技术和通信技术在网联交通系统中的应用,进而提升学生的综合素质和专业能力[8]。③融入课程设计:教师可以将选取到的优质论文融入课程设计中。简单来说,就是以教学内容或课程内容为导向,有针对性地引入并渗透相应的智能网联交通科技论文,使论文讨论与课程授课构成系统的整体。帮助学生更好地了解智能网联交通这一领域的发展趋势,更好地掌握相关的技能和知识[9]。④提供相关资源支持:为了让学生更好地阅读和理解科技论文,教师可以提供一些相关资源支持,比如翻译好的论文摘要、相关领域的术语解释和实验数据分析指导等,以帮助学生克服阅读障碍和技术难题。通过以上措施,教师能够更好地利用信息化技术,将最新科技论文融入智能网联交通工程课程中,提高学生的学习和理解能力,同时也促进了科研成果的传播与应用。这将有助于培养高素质的智能网联交通人才,并推动我国智能交通领域的科技创新和发展。

(四)"重构课程体系结构

对于本科生来说,他们的专业知识水平相对有限,很难完全掌握智能化技术。因此,需重构课程体系结构,新增智能网联交通有关课程,如图2所示。

首先,应开设一门关于智能网联交通智能化的导论课程,让本科生对智能网联交通有更清晰的了解。培养他们对智能网联交通的兴趣,从而提高他们的学习积极性。同时,导论课程还应该提供一些基础的技术知识,如云计算、人工智能、机器学习等,以帮助学生建立起对智能化技术的基本理解。这些基础知识将为学生后续深入学习智能网联交通提供良好的基础。在导论课程之后,可以开设一系列的专业课程,涵盖智能网联交通的各个方面。例如,可以开设智能交通系统设计与实施课程,让学生掌握智能交通系统的设计原理和实施方法;开设车联网技术与应用课程,让学生了解车联网技术在智能网联交通中的应用和发展趋势;还可以开设智能网联交通系统管理与控制课程,让学生了解智能网联车辆与传统人工驾驶车辆构成的混合交通流的管理与控制方法[10]。除了专业知识的培养,还应该注重培养学生的团队合作和创新精神。智能网联交通工程是一个综合性较强的领域,需要各个专业背景的人才共同合作才能取得成功。因此,在课程设计中可以引入团队项目和实践活动,让学生在合作中锻炼解决问题和创新思维的能力。此外,为了加强学生的实践能力,可以提供实习机会或与企业合作的项目,让学生在实际项目中学以致用,将所学知识应用到实际场景中,提高学生的实践能力,增强他们在智能网联交通行业的就业竞争力[11]。

重构课程体系结构,新增智能网联交通有工程关课程,梳理支持毕业要求达成的课程组成与关系,从而修订形成通识教育基础上宽口径个性化专业培养课程体系。结合智能网联交通技术发展趋势,建立基于技能训练和职业资格证书的课程体系,包括课程标准、教材、师资培训和考核与评价等,并对课程标准进行优化。基于智能网联交通技术的发展,创新教学方法和手段,将职业资格证书的考核方式融入课程教学过程中。利用信息化技术,创建智能网联交通工程课程教学平台,构建基于信息化、智能化的线上线下相结合的“线上+线下”混合学习模式。同时,推进智能网联交通工程专业建设。以培养学生的职业能力为核心,构建高等职业教育智能网联交通工程专业人才培养方案与课程标准。根据智能网联交通技术发展趋势,增加与智能网联交通工程相关的学科,深化高等职业教育的新内涵。

四"结束语

在高精度地图背景下,教师应结合智能网联交通工程课程所存在的问题,突出学生在专业学习中的主体地位,使其对高精度地图与智能网联技术在交通领域的重要性有更深的理解。培养学生形成宏观意识,将最前沿的科学技术融入智能网联交通工程课程的学习中,提高课程改革的实效性和有效性,从而培养出适应社会经济发展需求的实践型、应用型人才。

参考文献:

[1]曲妍睿.5G背景下智能网联汽车课程改革研究[J].湖北开放职业学院学报,2021,34(23):132-133.

[2]王慧怡.基于高职院校汽车专业教学现状及教育改革的思考[J].时代汽车,2021(12):64-65.

[3]吴珺华.“互联网+”背景下交通工程专业土力学教改探讨[J].教育教学论坛,2020(51):193-195.

[4]李进,杨俊.5G时代交通职业教育改革路径研究[J].中国职业技术教育,2020(28):15-17,28.

[5]龚猷龙.5G技术背景下的通信技术专业教学改革思考[J].科学咨询(教育科研),2020(8):50.

[6]徐锋,曹鹏,张萍,洪生辉,等.基于学生作业成果反馈的兰州交通大学建筑设计3课程教改探索[J].高教学刊,2020(4):131-134.

[7]陈瑜,安和生.智能交通系统课程融入创新创业教育改革探讨[J].明日风尚,2017(4):256.

[8]李成.面向轨道交通工科研究生的弹性力学教改研究[J].教育现代化,2016,3(38):79-80,110.

[9]包旭.应用型本科交通运输类专业系统工程学教改探讨[J].科教文汇(上旬刊),2013(28):57-58.

[10]罗容,喻红,陈璐.工程测量教改依据及对策研究——以湖南交通工程学院为例[J].教育现代化,2016,3(7):81-83.

[11]许宗燕,周飞飞,王祎琳.信息化条件下《交通运输系统算法分析与设计》教改研究[J].三峡大学学报(人文社会科学版),2009,31(S2):258-259.

基金项目:教育部产学合作协同育人项目“高精度地图背景下智能网联交通工程课程体系改革与建设项目”(220904757094735)、“基于高精度地图的智能网联交通管理与控制师资培训”(220904757090019);江苏省建设系统项目“基于多源大数据融合的路面工程智慧管控关键技术研究”(2020ZD14);苏州科技大学校级一流本科课程建设项目“交通管理与控制”(2020TMKCHH-05);苏州科技大学课程思政示范(特色)课程建设项目“交通管理与控制”(无编号)

第一作者简介:张丽岩(1978-),女,汉族,黑龙江齐齐哈尔人,博士,副教授,硕士研究生导师。研究方向为交通大数据、物流系统、交通规划。

*通信作者:马健(1979-),男,汉族,江苏扬州人,博士,副教授,硕士研究生导师。研究方向为交通大数据、交通仿真与控制。

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