交通強(qiáng)國背景下實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)探索

陳 杰，洪 玲，程曜彥

（同濟(jì)大學(xué) 交通運(yùn)輸工程上海市實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，上海 201804）

2019年9月19日，中共中央、國務(wù)院印發(fā)了《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》并發(fā)出通知，要求各地區(qū)各部門結(jié)合實(shí)際認(rèn)真貫徹落實(shí)。在交通強(qiáng)國建設(shè)及新工科、卓越人才培養(yǎng)理念的驅(qū)動(dòng)下，各交通院校都在積極調(diào)整培養(yǎng)計(jì)劃和方案，努力使人才培養(yǎng)目標(biāo)滿足國家戰(zhàn)略服務(wù)能力的要求。同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程上海市實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（以下簡稱示范中心）依托同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸工程學(xué)科及專業(yè)基礎(chǔ)，通過校內(nèi)外跨專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的有效整合，建有道路與機(jī)場、城市軌道與鐵道、交通規(guī)劃與管理、交通信息、交通運(yùn)輸、物流工程和智能網(wǎng)聯(lián)汽車等7個(gè)專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和大學(xué)生實(shí)驗(yàn)交通科技創(chuàng)新基地，每年支撐40多門課程近200個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和50多個(gè)創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。本文結(jié)合交通強(qiáng)國對(duì)人才培養(yǎng)的要求，從教學(xué)改革、課程思政、服務(wù)創(chuàng)新、科普教育、文化建設(shè)等方面概述了示范中心建設(shè)進(jìn)行的探索實(shí)踐。

一、示范中心建設(shè)探索與實(shí)踐

（一）完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)廣度與深度

《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》明確要求，人才隊(duì)伍精良專業(yè)、創(chuàng)新奉獻(xiàn)［1］。這對(duì)交通院校對(duì)人才培養(yǎng)提出了新要求、新目標(biāo)。多年來示范中心堅(jiān)持將精品實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目等優(yōu)質(zhì)教改成果固化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，取得了一些成果。但總體來說，各專業(yè)方向現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系形式較為單一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更新周期較長，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目偏重于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)性、綜合性、工程性和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)考慮相對(duì)較少，與新工科強(qiáng)調(diào)的創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作好、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的培養(yǎng)理念不符，更與交通強(qiáng)國建設(shè)對(duì)人才的要求有一定差距，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系需要進(jìn)一步改革完善。

示范中心各專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)教學(xué)所涉及的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)方式有較大差異，但共同的特點(diǎn)是社會(huì)特性和工程屬性特征顯著，學(xué)科交叉明顯。針對(duì)這一特點(diǎn)，中心各專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)教學(xué)人員與系部對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行了改革完善。以交通信息方向交通信息傳輸原理和交通電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)課為例，改革完善的思路是單獨(dú)設(shè)置實(shí)驗(yàn)課，強(qiáng)化驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加學(xué)生自主綜合設(shè)計(jì)性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)通過在原有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的基礎(chǔ)上增加仿真實(shí)驗(yàn)達(dá)到強(qiáng)化目的，使學(xué)生建立牢固的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理認(rèn)知。綜合與設(shè)計(jì)性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)以鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)知識(shí)的能力為目標(biāo)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)體現(xiàn)交通行業(yè)工程應(yīng)用背景、社會(huì)應(yīng)用場景，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，實(shí)驗(yàn)方式強(qiáng)調(diào)自主開展、任務(wù)驅(qū)動(dòng)、創(chuàng)新探索、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、自主學(xué)習(xí)［2］。在教學(xué)方式上，從過去的教學(xué)實(shí)驗(yàn)向?qū)W生自主實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變，在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生主動(dòng)地探索和解決實(shí)驗(yàn)過程中的問題。針對(duì)不同類型實(shí)驗(yàn)，改革教學(xué)模式、考核方法，健全教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，全方位優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案。由此構(gòu)建起以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、綜合與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主體、工程實(shí)踐性為導(dǎo)向的層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系［3］。層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系既提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的廣度與深度，邏輯上更清晰，也方便將分屬不同課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目匯編成冊(cè)，便于學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)實(shí)踐，進(jìn)一步凝練提升后也可作為教材出版，在更大范圍內(nèi)服務(wù)交通強(qiáng)國建設(shè)。

（二）課程思政融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，樹立建設(shè)交通強(qiáng)國的歷史使命感和社會(huì)責(zé)任感

《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》要求推進(jìn)優(yōu)秀交通文化傳承創(chuàng)新，加強(qiáng)重要交通遺跡遺存、現(xiàn)代交通重大工程的保護(hù)利用和精神挖掘，講好中國交通故事［1］。交通學(xué)院畢業(yè)學(xué)生的工作去向主要為交通行業(yè)的企事業(yè)單位和科研院所，這些工作崗位關(guān)乎著交通的發(fā)展和交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。將思想政治教育融入實(shí)驗(yàn)課程，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)操守、職業(yè)道德、社會(huì)責(zé)任感和國家榮譽(yù)感［4］，激發(fā)學(xué)生追求卓越的精神，這對(duì)建設(shè)交通強(qiáng)國具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

各專業(yè)方向開設(shè)的不少實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目與社會(huì)、行業(yè)緊密關(guān)聯(lián)。根據(jù)這一特點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生從行業(yè)、職業(yè)和社會(huì)等角度系統(tǒng)性思考問題，關(guān)注實(shí)驗(yàn)過程中提出的技術(shù)方案、創(chuàng)新想法如何解決交通運(yùn)輸工程中的復(fù)雜問題、創(chuàng)新應(yīng)用并服務(wù)于社會(huì)，將服務(wù)社會(huì)的理念融入實(shí)驗(yàn)。一些綜合創(chuàng)新和工程實(shí)踐實(shí)驗(yàn)需要組建團(tuán)隊(duì)，從實(shí)驗(yàn)選題、團(tuán)隊(duì)組建、計(jì)劃制定、實(shí)驗(yàn)分工和實(shí)施都由學(xué)生自主確定開展，學(xué)生自然而然體會(huì)到一個(gè)復(fù)雜的工程不是個(gè)人能完成的，需要分工協(xié)作，團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)因此得到加強(qiáng)。在有些創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過程中難免會(huì)有失敗和挫折，需要不斷研究分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，科研和工程實(shí)踐所需要的堅(jiān)持、努力和創(chuàng)新精神得到體現(xiàn)，這也是交通強(qiáng)國建設(shè)所需的勞模精神和工匠精神。結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程，引導(dǎo)學(xué)生多了解我國交通領(lǐng)域建設(shè)現(xiàn)狀、發(fā)展動(dòng)態(tài)、創(chuàng)新應(yīng)用、“一帶一路”倡議推進(jìn)情況等，讓學(xué)生了解交通運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì)民生是緊密聯(lián)系的，打造世界先進(jìn)的交通強(qiáng)國需要交通人的奉獻(xiàn)和擔(dān)當(dāng)，也是交通人施展才華的大舞臺(tái)，以此激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和責(zé)任擔(dān)當(dāng)，引導(dǎo)學(xué)生立志投身交通強(qiáng)國建設(shè)的偉大征程。

（三）搭建創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)境，服務(wù)大學(xué)生實(shí)驗(yàn)交通科技創(chuàng)新基地

《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》明確指出，要培養(yǎng)青年科技人才和創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)交通一線創(chuàng)新人才［1］。科技創(chuàng)新是建設(shè)交通強(qiáng)國的核心和關(guān)鍵，具有創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力的人才則是交通強(qiáng)國建設(shè)的第一動(dòng)力［5］。

在交通強(qiáng)國戰(zhàn)略背景下，筆者所在的學(xué)院積極重構(gòu)培養(yǎng)方案。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)是重構(gòu)后專業(yè)課程群的重要內(nèi)容，目的是使所有學(xué)生都接受創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)和創(chuàng)新指導(dǎo)，加強(qiáng)對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)［6］。學(xué)院建設(shè)的實(shí)驗(yàn)交通科技交通創(chuàng)新基地是大學(xué)生開展科技創(chuàng)新活動(dòng)的重要平臺(tái)和培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效途徑。為了能更好地協(xié)調(diào)創(chuàng)新基地建設(shè)所需的各種資源，學(xué)院設(shè)立領(lǐng)導(dǎo)小組指導(dǎo)基地建設(shè)，并在校內(nèi)外聘請(qǐng)了常務(wù)專家和特聘專家進(jìn)行學(xué)術(shù)、技術(shù)指導(dǎo)。示范中心各專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)室則為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)場地、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、活動(dòng)空間，并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)指導(dǎo)，盡可能將現(xiàn)有教學(xué)、科研實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放，最大限度地提高現(xiàn)有設(shè)備的利用率和共享能力。在課堂理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、學(xué)生科技創(chuàng)新實(shí)踐三大教育格局中，示范中心搭建了良好的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新研究活動(dòng)所需環(huán)境，服務(wù)學(xué)生開展創(chuàng)新實(shí)踐、科技競賽、科學(xué)研究、創(chuàng)意創(chuàng)業(yè)等實(shí)踐活動(dòng)，有力支持了創(chuàng)新基地的建設(shè)和發(fā)展。在示范中心的支持下，在歷屆“全國大學(xué)生交通科技大賽”上，所獲一等獎(jiǎng)項(xiàng)目占全國的1/5，提升了同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)科的地位、辦學(xué)特色和競爭力。

（四）探索面向青少年的交通運(yùn)輸科普教育，培養(yǎng)具備交通專業(yè)潛質(zhì)的青少年群體

2016年召開的“科技三會(huì)”上習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置［7］。青少年是國家的未來，交通強(qiáng)國是國家戰(zhàn)略，開展青少年的交通運(yùn)輸科普知識(shí)教育對(duì)實(shí)現(xiàn)交通強(qiáng)國戰(zhàn)略目標(biāo)至關(guān)重要。

憑借交通運(yùn)輸工程領(lǐng)域的教育和學(xué)術(shù)研究等方面的優(yōu)勢(shì)資源，上海市青少年科學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐工作站交通運(yùn)輸工程實(shí)踐站落戶交通運(yùn)輸工程學(xué)院，這是面向上海市中學(xué)生重要的交通運(yùn)輸科普實(shí)踐基地。示范中心豐富的科普資源和科普環(huán)境氛圍在科普實(shí)踐中起到了不可替代的積極作用。按照立體化、品牌化、特色化建設(shè)思路，示范中心積極探索“參觀體驗(yàn)+科普講座+科普課程+實(shí)驗(yàn)實(shí)踐+科學(xué)研究”的五維一體科普實(shí)踐體系，形成了參觀體驗(yàn)為切入、科普讀物為輔助、科普課程為主體、課題研究為導(dǎo)向的多樣化、層次化科普教育模式，進(jìn)站參與實(shí)踐活動(dòng)的學(xué)生既獲取了交通科學(xué)知識(shí)，拓寬了視野，同時(shí)也提升了他們的科學(xué)素質(zhì)。在創(chuàng)新實(shí)踐過程中，帶教教師將交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的精要思想和精神潛移默化地傳遞給中學(xué)生，有利于中學(xué)生群體對(duì)于交通強(qiáng)國戰(zhàn)略內(nèi)容的理解和認(rèn)識(shí)，發(fā)揮了學(xué)院高層次交通科技人才對(duì)青少年成長的引導(dǎo)作用，激發(fā)了中學(xué)生報(bào)考交通運(yùn)輸專業(yè)的熱忱，形成高校與中學(xué)教育人才培養(yǎng)的雙贏機(jī)制［8］，為交通強(qiáng)國建設(shè)儲(chǔ)備更多優(yōu)秀人才。

（五）營造實(shí)驗(yàn)室文化，增強(qiáng)學(xué)生交通強(qiáng)國意識(shí)

大學(xué)生是交通強(qiáng)國建設(shè)者，他們不僅要掌握先進(jìn)的交通科學(xué)技術(shù)，同時(shí)也要樹立建設(shè)交通強(qiáng)國的意識(shí)。有了交通強(qiáng)國意識(shí)，才會(huì)在交通強(qiáng)國建設(shè)過程中精益求精、改革創(chuàng)新、追求卓越。實(shí)驗(yàn)室文化是校園文化的重要組成部分，也是培育交通強(qiáng)國意識(shí)的重要場所。

示范中心根據(jù)實(shí)驗(yàn)室特點(diǎn)，從交通強(qiáng)國意識(shí)教育和面向未來交通科技人才培養(yǎng)為出發(fā)點(diǎn)，在制度文化、物質(zhì)文化與精神文化建設(shè)上進(jìn)行探索實(shí)踐，營造了良好的交通強(qiáng)國文化氛圍，取得了較好效果。（1）制度文化。根據(jù)中心的特點(diǎn)和學(xué)院人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，圍繞教學(xué)和安全的實(shí)際情況，制定了崗位職責(zé)、教學(xué)管理、安全管理、學(xué)生實(shí)驗(yàn)守則、教學(xué)質(zhì)量、工作考核、隊(duì)伍建設(shè)、信息化建設(shè)、創(chuàng)新基地管理等系列規(guī)章制度，完善的規(guī)章制度是示范中心可持續(xù)發(fā)展的重要保障。多年來，示范中心堅(jiān)持在師生之間宣貫規(guī)章制度，在教學(xué)過程中沒有發(fā)生安全事故，在學(xué)生中樹立了自覺遵守規(guī)章制度的意識(shí)。（2）物質(zhì)文化。物質(zhì)文化主要通過爭取各類經(jīng)費(fèi)改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境、更新儀器設(shè)備，滿足師生科研和學(xué)習(xí)的需要。示范中心積極配合院系做好“雙一流”“高峰”“高原”學(xué)科建設(shè)，修購專項(xiàng)資金等各類經(jīng)費(fèi)的建設(shè)使用方案，提出合理化建議，確保經(jīng)費(fèi)所購儀器設(shè)備專款專用，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平，服務(wù)一流交通學(xué)科建設(shè)。（3）精神文化。實(shí)驗(yàn)中心對(duì)實(shí)驗(yàn)室外公共區(qū)域環(huán)境進(jìn)行了改造，配置了學(xué)習(xí)桌椅、大屏顯示器，方便學(xué)生學(xué)習(xí)和創(chuàng)新研究團(tuán)隊(duì)投屏討論。對(duì)走廊墻壁進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，展示各專業(yè)方向?qū)嶒?yàn)室的風(fēng)貌和經(jīng)典實(shí)驗(yàn)［9］。在公共區(qū)域一角還陳列展示不同時(shí)期師生獲得的各類交通科技大賽獲獎(jiǎng)證書和教師出版的教材、論文集等，不定期更新學(xué)生在全國各類交通科技創(chuàng)新大賽獲獎(jiǎng)?wù)n題的方案簡述展板。在精神文化建設(shè)過程中，示范中心充分聽取學(xué)生建議，形成學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)室文化建設(shè)、享受文化建設(shè)成果，以文化育人，成效顯著。良好的實(shí)驗(yàn)室文化激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和探索欲望，促進(jìn)交通強(qiáng)國意識(shí)建立和知識(shí)交流，對(duì)促進(jìn)學(xué)風(fēng)建設(shè)也有積極作用。

二、示范中心建設(shè)展望

《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》明確要求，推動(dòng)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級(jí)計(jì)算等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合［1］。安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)的智能交通系統(tǒng)將是交通強(qiáng)國戰(zhàn)略的長期戰(zhàn)略需求。這對(duì)交通院校的課程設(shè)置、實(shí)驗(yàn)支撐平臺(tái)建設(shè)、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)等提出了更高的要求。

同濟(jì)大學(xué)交通運(yùn)輸學(xué)科是國家一流學(xué)科和學(xué)校優(yōu)勢(shì)特色學(xué)科，培養(yǎng)研究型、工程型拔尖創(chuàng)新人才和具有戰(zhàn)略思維的交通運(yùn)輸領(lǐng)軍人才是學(xué)院對(duì)人才的培養(yǎng)定位，學(xué)生除了要求具備較強(qiáng)的專業(yè)能力，還需要具備良好的工程素養(yǎng)和發(fā)展能力。在課程設(shè)置方面，筆者所在學(xué)院對(duì)各專業(yè)方向的培養(yǎng)方案作了較大調(diào)整，重構(gòu)了課程體系，新建了智能車路系統(tǒng)、無人駕駛列控系統(tǒng)等一批新的專業(yè)課程。基于新的培養(yǎng)方案和課程體系，示范中心目前正配合系部規(guī)劃建設(shè)高精度3D交通實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、虛實(shí)結(jié)合的車路協(xié)同實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)等一批新一代實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，以適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)對(duì)學(xué)生專業(yè)能力培養(yǎng)的要求。新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)除了落實(shí)卓越人才、新工科的培養(yǎng)理念，將積極探索融入新技術(shù)、綠色、低碳、環(huán)保、安全等交通強(qiáng)國建設(shè)提出的新技術(shù)應(yīng)用要求。產(chǎn)教融合實(shí)踐平臺(tái)、高水平高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n及仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)、交通國際化復(fù)合人才培養(yǎng)等也是交通強(qiáng)國背景下示范中心面臨的新課題和新任務(wù)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍是示范中心建設(shè)水平的重要代表，中心鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員參加各類新技術(shù)培訓(xùn)、教學(xué)研討會(huì)、交通技術(shù)及產(chǎn)品博覽會(huì)，到交通行業(yè)、企業(yè)學(xué)習(xí)新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝，提升知識(shí)應(yīng)用和工程實(shí)踐能力，不斷提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員的業(yè)務(wù)水平和發(fā)展能力是示范中心的重要任務(wù)。目前，專業(yè)對(duì)口、理論豐富、善于實(shí)踐的高學(xué)歷年輕教師正成為示范中心教學(xué)和管理工作的主力軍。

結(jié)語

交通強(qiáng)國戰(zhàn)略是驅(qū)動(dòng)交通運(yùn)輸類新工科人才培養(yǎng)體系持續(xù)改進(jìn)升級(jí)的強(qiáng)大動(dòng)力，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為人才培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，必須適應(yīng)發(fā)展，改革創(chuàng)新。示范中心在探索實(shí)踐過程中積累了經(jīng)驗(yàn)，取得了良好效果，可為同類型示范中心建設(shè)提供參考。主動(dòng)對(duì)標(biāo)交通強(qiáng)國戰(zhàn)略，落實(shí)新工科和卓越人才培養(yǎng)理念，不斷推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革創(chuàng)新，將是示范中心長期需要研究和關(guān)注的課題。