學(xué)科交叉融合下交通工程專業(yè)人才培養(yǎng)研究

劉路，郭楷，唐站站

（1.揚(yáng)州大學(xué)建筑科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225127；2.揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院，江蘇揚(yáng)州 225000）

實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”“碳中和”是我國重要的戰(zhàn)略目標(biāo)，“綠色集約、低碳環(huán)?！笔墙ㄔO(shè)交通強(qiáng)國的重要抓手。交通運(yùn)輸賦予城市活力，保障城市經(jīng)濟(jì)與社會活動正常運(yùn)行，但與此同時(shí)也成了城市的主要碳排放源之一。在已經(jīng)完成工業(yè)化進(jìn)程的國際大城市中，交通運(yùn)輸行業(yè)的碳排放往往占據(jù)了1/4左右的比重，且其碳排放具有很大的慣性。正因?yàn)槿绱?，交通運(yùn)輸成為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要領(lǐng)域。

《“十四五”現(xiàn)代綜合交通運(yùn)輸體系發(fā)展規(guī)劃》指出，要注重新科技深度賦能應(yīng)用、提升交通運(yùn)輸“數(shù)字化、智能化”發(fā)展水平，更要推動交通運(yùn)輸綠色低碳轉(zhuǎn)型。圍繞落實(shí)國家“碳達(dá)峰”“碳中和”的重要目標(biāo)以及建設(shè)交通強(qiáng)國的戰(zhàn)略需求，從數(shù)字化、智能化角度開展創(chuàng)新設(shè)計(jì)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新研究，提升我國交通運(yùn)輸領(lǐng)域的人才培養(yǎng)質(zhì)量，應(yīng)用新型信息技術(shù)、通信技術(shù)、大數(shù)據(jù)等數(shù)字化、智能化技術(shù)，提升交通運(yùn)輸裝備、設(shè)施設(shè)備、運(yùn)輸組織、安全應(yīng)急等方面的科技水平，打造學(xué)科交叉融合下的交通工程專業(yè)人才培養(yǎng)體系已經(jīng)刻不容緩。

交通工程的研究對象和研究方法涉及自然科學(xué)、社會科學(xué)和工程技術(shù)等多個領(lǐng)域，相比于其他工科專業(yè)，具有典型的學(xué)科交叉特征[1-2]。交通工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是要求畢業(yè)生具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)、外語基礎(chǔ)知識，熟悉交通工程專業(yè)的基本理論和方法，掌握交通工程專業(yè)的基本實(shí)踐技術(shù)和方法，具備理論聯(lián)系實(shí)際的思維方法，能夠應(yīng)用本專業(yè)知識解決交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域的基本問題[3-4]。目前學(xué)科交叉融合正在成為培養(yǎng)復(fù)合型和創(chuàng)新型人才的重要途徑和方法，因此，交通工程專業(yè)應(yīng)積極探索學(xué)科交叉的人才培養(yǎng)模式[5]，著力打造學(xué)生的多學(xué)科知識基礎(chǔ)和實(shí)踐應(yīng)用能力，為適應(yīng)新時(shí)期社會發(fā)展需要打下良好基礎(chǔ)，從而提升學(xué)生在相關(guān)領(lǐng)域就業(yè)擇業(yè)的競爭力。

1 專業(yè)培養(yǎng)特色

2006年揚(yáng)州大學(xué)新設(shè)交通工程本科專業(yè)，同年招收第一屆全日制本科生。揚(yáng)州大學(xué)交通工程專業(yè)整合了交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理、交通信息工程及控制、道路與鐵道工程3個相關(guān)二級學(xué)科的教學(xué)和科研優(yōu)勢資源，依托揚(yáng)州大學(xué)土木工程一級學(xué)科博士點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)，一直延續(xù)著以“道路交通”為特色的專業(yè)建設(shè)方向，共同支撐學(xué)生在交通規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、管理等多個方向系統(tǒng)性專業(yè)知識的架構(gòu)。專業(yè)按“交通規(guī)劃”“交通管理”和“交通土建”三個不同方向進(jìn)行人才培養(yǎng)。學(xué)生畢業(yè)后可在交通管理部門、交通咨詢機(jī)構(gòu)和施工企業(yè)等單位從事運(yùn)營管理、技術(shù)開發(fā)和工程施工等工作或繼續(xù)深造。從揚(yáng)州大學(xué)的辦學(xué)歷史可以看出，交通工程專業(yè)是基于多學(xué)科交叉融合發(fā)展而來的。

針對我國《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》提出的交通人才發(fā)展需求，本專業(yè)培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展，具有人文素質(zhì)、科學(xué)修養(yǎng)和社會責(zé)任感，富有創(chuàng)新實(shí)踐、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、國際視野，掌握扎實(shí)的自然科學(xué)基礎(chǔ)知識和交通規(guī)劃與設(shè)計(jì)、交通管理與控制、交通工程施工與管理、交通系統(tǒng)運(yùn)營與優(yōu)化等專業(yè)知識，能在城市與區(qū)域交通、智能交通與大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域從事規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營與管理的高級工程技術(shù)及管理復(fù)合型人才[6]。

2 課程體系構(gòu)建

揚(yáng)州大學(xué)交通工程專業(yè)課程體系由通修課、學(xué)科基礎(chǔ)課、專業(yè)課（必修和選修）、集中性實(shí)踐教學(xué)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)類教育、第二課堂等模塊組成。專業(yè)課程體系涵蓋了專業(yè)知識體系、專業(yè)實(shí)踐體系和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練三部分的教學(xué)內(nèi)容，通過課堂教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)以及課外綜合素質(zhì)拓展等教學(xué)環(huán)節(jié)[7]，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識、提高學(xué)生能力和專業(yè)素質(zhì)的目標(biāo)。

（1）數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程。包括高等數(shù)學(xué)I（上）（下）（覆蓋解析幾何、微積分、常微分方程等知識）、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)II、大學(xué)物理（上）（下）、大學(xué)物理I實(shí)驗(yàn)、工程力學(xué)II。本專業(yè)人才培養(yǎng)方案規(guī)定的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)類課程共27.5個學(xué)分，全部為必修課，占總學(xué)分比例的15.1%。

（2）工程基礎(chǔ)類課程、學(xué)科基礎(chǔ)類課程與專業(yè)類課程。本專業(yè)人才培養(yǎng)方案規(guī)定該類課程共73學(xué)分，占總學(xué)分比例的40.1%。工程基礎(chǔ)類課程包括工程測量、工程制圖、工程力學(xué)II、大學(xué)計(jì)算機(jī)及程序設(shè)計(jì)II、電工與電子技術(shù)II，共計(jì)18.5學(xué)分。學(xué)科基礎(chǔ)類課程包括交通運(yùn)輸工程導(dǎo)論、交通工程學(xué)、交通工程系統(tǒng)分析，共計(jì)7學(xué)分。專業(yè)類課程包括城市規(guī)劃原理、道路勘測設(shè)計(jì)、交通規(guī)劃、交通設(shè)計(jì)、交通管理與控制、路基路面工程、運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)及專業(yè)選修課，共計(jì)47.5學(xué)分（必修課21學(xué)分、選修課22.5學(xué)分，與工程相關(guān)的公共選修課4.0學(xué)分）。

（3）人文社會科學(xué)通識教育課程。本專業(yè)人才培養(yǎng)方案規(guī)定該類課程共40.0學(xué)分，占總學(xué)分比例的22.0%。其中必修課34.0學(xué)分，通識公共選修課中“人文與社會科學(xué)類”課程至少取得6.0學(xué)分。

（4）工程實(shí)踐與畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。本專業(yè)人才培養(yǎng)方案規(guī)定實(shí)踐類課程共41.5學(xué)分，其中與專業(yè)相關(guān)的實(shí)踐類課程共36.5學(xué)分，占總學(xué)分的20.1%。其中工程實(shí)踐類主要包括實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等教學(xué)環(huán)節(jié)，計(jì)14.5學(xué)分；畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15.0學(xué)分；專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐4.0學(xué)分，第二課堂專業(yè)實(shí)踐3.0學(xué)分。

在交通工程專業(yè)課程體系中，具有典型學(xué)科交叉特征的課程名稱和類別如表1所示。其中學(xué)科基礎(chǔ)課交通工程系統(tǒng)分析中的線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、排隊(duì)論等章節(jié)內(nèi)容需要大量的高等數(shù)學(xué)知識。專業(yè)選修課交通流理論中采用的流體力學(xué)方法和動力學(xué)方法都與物理學(xué)密不可分，其中流體力學(xué)是假定交通流為特定性質(zhì)的流體，應(yīng)用氣體運(yùn)動或聲波、洪水波理論，宏觀地表現(xiàn)這種現(xiàn)象的變化規(guī)律；動力學(xué)方法主要體現(xiàn)在跟馳理論中，通過使用動力學(xué)方法，描述后車跟隨前車的行駛狀態(tài)以及跟馳過程中發(fā)生的各種狀態(tài)。專業(yè)必修課運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)學(xué)主要講授運(yùn)輸系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)關(guān)系和經(jīng)濟(jì)活動規(guī)律，用經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理和方法研究運(yùn)輸活動的相關(guān)問題，包括運(yùn)輸需求供給、成本分析和經(jīng)濟(jì)核算等內(nèi)容[8-9]。

通過對交通工程專業(yè)課程體系的統(tǒng)計(jì)得出，學(xué)科基礎(chǔ)課中有學(xué)科交叉的課程占比為41.7%，專業(yè)必修課中有學(xué)科交叉的課程占比為71.4%，專業(yè)選修課中有學(xué)科交叉的課程占比為70.6%，可見專業(yè)類課程中的學(xué)科交叉情況更為突出。揚(yáng)州大學(xué)交通工程專業(yè)各個課程的學(xué)科交叉情況如表1所示。

表1 揚(yáng)州大學(xué)交通工程專業(yè)課程交叉學(xué)科情況

3 培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)交通工程專業(yè)認(rèn)證的要求，畢業(yè)生應(yīng)具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)、外語基礎(chǔ)知識，熟悉交通工程專業(yè)的基本理論和方法；通過課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、教學(xué)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等實(shí)踐性教學(xué)，掌握交通工程專業(yè)的基本實(shí)踐技術(shù)和方法[10]；具備理論聯(lián)系實(shí)際的思維方法，能夠應(yīng)用本專業(yè)知識解決交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域的復(fù)雜問題；具有交通工程勘測、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營管理及技術(shù)開發(fā)等方面的基本能力。主要包括以下12條畢業(yè)要求：工程知識、問題分析、設(shè)計(jì)開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人和團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理、終身學(xué)習(xí)。

以交通工程系統(tǒng)分析課程為例，該課程是交通工程學(xué)科與數(shù)學(xué)學(xué)科的交叉課程，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生的問題分析和研究的能力。課程的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)是系統(tǒng)工程方法論。三維結(jié)構(gòu)體系是系統(tǒng)工程方法論的基礎(chǔ)，包含時(shí)間維、邏輯維和知識維組成的一個立體的、跨學(xué)科的體系。知識維涉及運(yùn)籌學(xué)、控制論、社會科學(xué)、工程技術(shù)等多個領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識，有利于強(qiáng)化學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)[11]；邏輯維包括明確問題、指標(biāo)設(shè)計(jì)、方案比選、最優(yōu)化決策等內(nèi)容，有利于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)開發(fā)能力。

交通工程系統(tǒng)分析課程的學(xué)習(xí)要求與對應(yīng)的畢業(yè)要求情況如表2所示。通過該課程及其他相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以滿足畢業(yè)要求中對于工程知識、問題分析、設(shè)計(jì)開發(fā)解決方案、研究等能力的要求。

對于交通工程系統(tǒng)分析這類的學(xué)科交叉課程，教學(xué)大綱的設(shè)計(jì)需要考慮到其他學(xué)科知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)方法，合理安排教學(xué)計(jì)劃，提前讓學(xué)生熟悉教學(xué)內(nèi)容，及時(shí)補(bǔ)充相關(guān)的數(shù)學(xué)知識，課堂教學(xué)要重點(diǎn)突出，平衡好教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度[12]。在有條件的情況下，請數(shù)學(xué)專業(yè)的教師作為本課程的輔導(dǎo)教師，共同指導(dǎo)。學(xué)科交叉課程體系的建設(shè)能夠進(jìn)一步將人才培養(yǎng)目標(biāo)具體化、細(xì)分化，強(qiáng)調(diào)課程學(xué)習(xí)與人才培養(yǎng)之間的內(nèi)在聯(lián)系，充分調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性。

4 結(jié)語

交通工程人才培養(yǎng)必須跟隨社會的發(fā)展和新技術(shù)的更新?lián)Q代，是一個“連接-重組-轉(zhuǎn)型”的遞進(jìn)式深化過程[13]。從我國交通運(yùn)輸發(fā)展歷程來看，經(jīng)過數(shù)十年努力，已經(jīng)通過公路、鐵路和航空網(wǎng)絡(luò)基本實(shí)現(xiàn)了國土空間的有效連接，通過運(yùn)輸和物流的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)基本實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化供應(yīng)鏈體系和市場體系的重組。目前新城建設(shè)、城市更新等不斷產(chǎn)生新的需求和任務(wù)。同時(shí)隨著“雙碳”目標(biāo)和交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的提出，交通工程人才培養(yǎng)必然發(fā)生新的變化。通過深化人才培養(yǎng)模式改革，拓展學(xué)生的知識視野，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神和實(shí)踐意識、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[14-15]，充分發(fā)揮導(dǎo)向作用、激勵作用和推動作用，全面提升交通工程人才培養(yǎng)質(zhì)量。

表2 《交通工程系統(tǒng)分析》課程學(xué)習(xí)與畢業(yè)要求的對應(yīng)關(guān)系

交通工程專業(yè)要充分依托揚(yáng)州大學(xué)學(xué)科門類齊全的優(yōu)勢，在擴(kuò)大通識教育覆蓋面的基礎(chǔ)上，健全學(xué)科交叉課程體系的教學(xué)方法和跨學(xué)科專業(yè)教師的協(xié)同授課機(jī)制[16]；打造學(xué)科交叉融合下的專業(yè)精品課程，進(jìn)一步加強(qiáng)對專業(yè)設(shè)置調(diào)整、改造的研究和論證，不斷優(yōu)化分類指導(dǎo)、分類建設(shè)、分類評價(jià)。在通過工程專業(yè)認(rèn)證的新形勢下推進(jìn)一流專業(yè)建設(shè)，以專業(yè)認(rèn)證為契機(jī)推動交通工程一流專業(yè)的建設(shè)發(fā)展?，F(xiàn)代交通科學(xué)和其他學(xué)科的融合發(fā)展有助于解決行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)問題，帶來更多創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)機(jī)會，最終有力支撐交通強(qiáng)國戰(zhàn)略和“雙碳”目標(biāo)的盡早實(shí)現(xiàn)，推動交通運(yùn)輸綠色低碳轉(zhuǎn)型。