“雙碳”戰(zhàn)略背景下《交通工程學(xué)》 課程教學(xué)改革研究

胡三根，楊 瑩，劉圓圓，王小霞，尹應(yīng)梅

（廣東工業(yè)大學(xué) 土木與交通工程學(xué)院，廣東 廣州 510006）

0 引言

2020 年9 月22 日，習(xí)近平總書(shū)記在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上，鑒于當(dāng)前國(guó)內(nèi)外嚴(yán)峻形勢(shì)提出了碳達(dá)峰、碳中和的“雙碳”重大戰(zhàn)略目標(biāo)。為促進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的有力達(dá)成，高校加快對(duì)具有科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的復(fù)合型人才的培養(yǎng)[1]。2022 年4 月19 日，教育部印發(fā)了《加強(qiáng)碳達(dá)峰碳中和高等教育人才培養(yǎng)體系建設(shè)工作方案》，明確指出高校要“加強(qiáng)綠色低碳教育”、“加大碳達(dá)峰碳中和領(lǐng)域課程、教材等教學(xué)資源建設(shè)力度”、“加快傳統(tǒng)能源動(dòng)力類(lèi)、電氣類(lèi)、交通運(yùn)輸類(lèi)和建筑類(lèi)等重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)”。在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，推進(jìn)交通運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)“雙碳”類(lèi)課程建設(shè)，是提升“雙碳”時(shí)代重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才培養(yǎng)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要舉措，是踐行高校作為“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)達(dá)成中發(fā)揮人才主力軍和貢獻(xiàn)智慧與力量的必然要求。

交通運(yùn)輸領(lǐng)域是“碳大戶”，其碳排放量約占總排放量的四分之一，急需推動(dòng)交通運(yùn)輸體系綠色低碳轉(zhuǎn)型[2]。交通運(yùn)輸作為“雙碳”目標(biāo)背景下重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)I(yè)之一，肩負(fù)培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和綜合能力的復(fù)合型人才重任[3]。同時(shí)，高校思政教育的重要性被不斷強(qiáng)調(diào)。高校思政教育能幫助國(guó)家培養(yǎng)合格建設(shè)者和可靠接班人，而全面推進(jìn)課程思政建設(shè)是落實(shí)高校思政教育的重要舉措[4]。在課程思政教學(xué)中融入“雙碳”戰(zhàn)略、交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略等，有助于培養(yǎng)學(xué)生的歷史使命感與民族自豪感，使其明確自己身上背負(fù)的社會(huì)責(zé)任，成為具有家國(guó)情懷的創(chuàng)新型人才，進(jìn)而為我國(guó)交通學(xué)科的發(fā)展做出貢獻(xiàn)[5]?；诖?，探討如何將“雙碳”背景下專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)與思政教育有機(jī)融匯，并貫穿在課程理論知識(shí)傳授之中，讓學(xué)生明白交通工程學(xué)科的發(fā)展將大力促進(jìn)“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，從而更好地樹(shù)立學(xué)生專(zhuān)業(yè)自信和正確的職業(yè)觀。

《交通工程學(xué)》是交通運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程，以培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程思想和實(shí)際問(wèn)題解決能力，為其在后續(xù)學(xué)習(xí)和工作提供扎實(shí)的理論基礎(chǔ)[6]。然而，從目前的教學(xué)情況來(lái)看，該課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容等與實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)要求還存在一定的“差距”，也缺乏課程思政元素與課程內(nèi)容的有機(jī)融合。因此，需要在“雙碳”戰(zhàn)略背景下，思考課程內(nèi)容及教學(xué)模式的改革和建設(shè)，探討“雙碳”時(shí)代交通運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)綜合創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式，繼而助力實(shí)現(xiàn)交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略與“雙碳”目標(biāo)。

1 《交通工程學(xué)》課程現(xiàn)狀

1.1 教學(xué)目標(biāo)

《交通工程學(xué)》課程的教學(xué)目標(biāo)主要在于闡述人、車(chē)、路與交通環(huán)境的關(guān)聯(lián)，交通流基本特性和基本理論，使學(xué)生系統(tǒng)地、全面地掌握交通工程學(xué)的基礎(chǔ)理論與方法，并會(huì)分析實(shí)際交通問(wèn)題，為今后的深入學(xué)習(xí)和工程應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。顯然，目前課程教學(xué)目標(biāo)主要還是側(cè)重傳統(tǒng)交通工程學(xué)的理論與方法的講解，與“雙碳”目標(biāo)背景下綠色低碳型人才培養(yǎng)目標(biāo)尚有一些“距離”。因此，在“雙碳”與交通強(qiáng)國(guó)背景下，將“碳中和”理念與技術(shù)全面融入課程教學(xué)中去，培養(yǎng)學(xué)生綠色低碳發(fā)展理念且知識(shí)面廣、實(shí)踐能力強(qiáng)成為課程教學(xué)的主要目標(biāo)。

1.2 課程內(nèi)容

《交通工程學(xué)》是一門(mén)圍繞道路交通所涉及的人、車(chē)、路、環(huán)境、能源等若干要素之間的有機(jī)關(guān)系，分析道路交通流運(yùn)行特性，闡明交通規(guī)劃、交通管理與控制和道路交通環(huán)境保護(hù)等理論以及新技術(shù)在交通工程中的應(yīng)用[7]。該課程內(nèi)容涉及工程、執(zhí)法、教育、環(huán)境與能源等多個(gè)領(lǐng)域，具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、綜合性、交叉性、社會(huì)性、前瞻性和動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)[8]。學(xué)生學(xué)習(xí)該課程后，對(duì)所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)架構(gòu)和重要知識(shí)點(diǎn)有明確的認(rèn)識(shí)，可進(jìn)一步了解交通新技術(shù)在交通工程中的應(yīng)用和發(fā)展動(dòng)向，為后續(xù)其它專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。課程教學(xué)內(nèi)容近年來(lái)一直更新和補(bǔ)充，教學(xué)成效有明顯提升。但是，隨著國(guó)家“雙碳”和交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的提出，以及綠色低碳交通運(yùn)輸體系轉(zhuǎn)型升級(jí)勢(shì)在必行，《交通工程學(xué)》急需增設(shè)可持續(xù)綠色發(fā)展理念及碳中和新理論、新技術(shù)等課程教學(xué)內(nèi)容，以滿足“雙碳”時(shí)代對(duì)科學(xué)素養(yǎng)、綜合創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用的新工科人才的迫切需求。

1.3 教學(xué)模式

《交通工程學(xué)》作為一門(mén)交叉性很強(qiáng)的課程，它涉及工程、教育、環(huán)境與能源等多領(lǐng)域知識(shí)，既有基本理論，又有應(yīng)用研究等。目前采用這種“灌輸型”課堂教學(xué)模式顯得“捉襟見(jiàn)肘”，主要體現(xiàn)為理論與實(shí)際結(jié)合困難、師生間互動(dòng)少、學(xué)生積極性不高，達(dá)不到課堂預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)與要求[9]。在“雙碳”目標(biāo)背景下，交通新技術(shù)、新產(chǎn)品和新模式不斷發(fā)展，新問(wèn)題也不斷產(chǎn)生，顯然這種單一的教學(xué)模式已經(jīng)很難適應(yīng)越來(lái)越高的創(chuàng)新性復(fù)合型“雙碳”人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。針對(duì)內(nèi)容面廣、前沿特征強(qiáng)等應(yīng)用型課程特點(diǎn)，關(guān)鍵是打破現(xiàn)有教學(xué)模式局限，采取多種教學(xué)方法來(lái)調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所講內(nèi)容舉一反三，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

2 “雙碳”背景下《交通工程學(xué)》課程教學(xué)改革

綜上所述，在“雙碳”背景下，該課程存在教學(xué)目標(biāo)不突出、“雙碳”教學(xué)內(nèi)容缺乏、教學(xué)模式單一等問(wèn)題，應(yīng)緊扣“雙碳”目標(biāo)人才需求，重新確定課程教學(xué)目標(biāo)；結(jié)合交通工程學(xué)科前沿和“雙碳”技術(shù)，豐富課程內(nèi)容，同時(shí)在“雙碳”背景下進(jìn)行課程思政元素的挖掘及與課程內(nèi)容的融合；改進(jìn)課程教學(xué)模式，在傳統(tǒng)授課的基礎(chǔ)上增加案例教學(xué)、課題驅(qū)動(dòng)、校企聯(lián)動(dòng)等環(huán)節(jié)，為國(guó)家培養(yǎng)“雙碳”時(shí)代人才提供豐沃的土壤，具體內(nèi)容如下。

2.1 教學(xué)目標(biāo)

“雙碳”目標(biāo)的達(dá)成是充滿挑戰(zhàn)的，這些挑戰(zhàn)不僅需要基礎(chǔ)學(xué)科的發(fā)展，更需要對(duì)實(shí)際問(wèn)題有深入理解并找到真實(shí)有效的解決方案。因此，在課程教學(xué)過(guò)程中，要始終堅(jiān)持理論與實(shí)踐有機(jī)聯(lián)動(dòng)的教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)與分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。具體而言，在知識(shí)層面上，要讓學(xué)生了解交通工程學(xué)科在“雙碳”背景下的內(nèi)涵和外延，掌握道路交通系統(tǒng)的基本特性、交通流基本規(guī)律等理論知識(shí)；在能力層面上，讓學(xué)生掌握交通調(diào)查基本方法與手段、交通流理論、交通規(guī)劃、交通管理與控制，以及交通體系下碳減排方法，能夠針對(duì)具體交通問(wèn)題提出解決辦法；此外，在素質(zhì)層面上，應(yīng)圍繞“雙碳”背景，將碳中和理念融入課程教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)具有碳中和創(chuàng)新能力的新時(shí)代“交通人”。首先，通過(guò)“雙碳”目標(biāo)的概念和戰(zhàn)略意義的解讀，引導(dǎo)學(xué)生理解戰(zhàn)略提出的時(shí)代意義；同時(shí)，在面對(duì)交通、能源與氣候變化等問(wèn)題時(shí)，要讓學(xué)生始終堅(jiān)持從人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的高度出發(fā)，呼應(yīng)國(guó)家重大關(guān)切，求真務(wù)實(shí)、主動(dòng)求變，打破學(xué)科固有界限，融匯學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生具有綜合創(chuàng)新和跨界能力的復(fù)合型、專(zhuān)業(yè)型、創(chuàng)新型人才。

2.2 教學(xué)內(nèi)容

綜合來(lái)看，我國(guó)交通運(yùn)輸碳達(dá)峰、碳中和工作尚存諸多挑戰(zhàn)，迫切需要新能源、新技術(shù)與新模式的支撐。同時(shí)，交通運(yùn)輸領(lǐng)域碳中和是一項(xiàng)新的系統(tǒng)工程，要處理好交通發(fā)展與減排的關(guān)系，需要在頂層上做好道路交通碳排放全壽命周期評(píng)估，在過(guò)程中倡導(dǎo)綠色低碳出行和發(fā)展節(jié)能減排技術(shù)。因此，《交通工程學(xué)》課程內(nèi)容應(yīng)推陳出新，及時(shí)吸納“雙碳”背景下的新知識(shí)和新技術(shù)。課程團(tuán)隊(duì)還應(yīng)結(jié)合自身研究背景，加快把科研成果轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)一些研究前沿和熱點(diǎn)的實(shí)例講解，激發(fā)學(xué)生對(duì)“雙碳”知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，為培養(yǎng)綜合創(chuàng)新的“雙碳”人才提供基礎(chǔ)。

此外，為了實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)教育與“雙碳”時(shí)代同頻共振，在課程思政教學(xué)中融入“雙碳”戰(zhàn)略、交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略等，有利于培養(yǎng)學(xué)生的歷史使命感與民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展理念，踐行低碳生活方式，使其明確自己身上背負(fù)的社會(huì)責(zé)任和時(shí)代任務(wù)，樹(shù)立正確的價(jià)值觀和職業(yè)素養(yǎng)[5]。因此，應(yīng)結(jié)合課程內(nèi)容與“雙碳”戰(zhàn)略對(duì)交通人才的培養(yǎng)需求，提煉出低碳交通、科學(xué)素養(yǎng)、工匠精神、家國(guó)情懷、民族自信與可持續(xù)發(fā)展等課程思政育人元素[10]。綜上，《交通工程學(xué)》課程主要教學(xué)內(nèi)容、思政元素及融合設(shè)計(jì)如表1 所示。

表1 《交通工程學(xué)》課程教學(xué)與思政元素融入設(shè)計(jì)

2.3 教學(xué)方法

圍繞上述教學(xué)目標(biāo)和課程內(nèi)容，改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)方法，實(shí)施多元化“雙碳”教學(xué)模式改革。具體從以下幾個(gè)角度進(jìn)行。

2.3.1 案例教學(xué)，小組合作

將抽象、難懂的理論知識(shí)借助鮮活的案例來(lái)闡述，可使學(xué)生直觀感受到交通工程學(xué)科與“雙碳”目標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系與耦合作用，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，加深學(xué)生的理解和認(rèn)知。例如，在介紹行人交通特性時(shí)，通過(guò)一些具體的慢行綠色交通的案例，讓學(xué)生能夠直觀理解綠色低碳出行方式與實(shí)際意義。采用“小組合作”教學(xué)模式，結(jié)合具體問(wèn)題與案例，通過(guò)課堂翻轉(zhuǎn)、小組協(xié)作與討論，引導(dǎo)學(xué)生思考并討論案例背后的“雙碳”意義，增強(qiáng)學(xué)生的參與感，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，從而提高教學(xué)效果。

2.3.2 課題驅(qū)動(dòng)，激發(fā)興趣

依托縱橫向課題，引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)研究，避免傳統(tǒng)課堂因教師單向知識(shí)灌輸而產(chǎn)生的枯燥感，促使學(xué)生將課程所講述的抽象知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。如通過(guò)參與道路交通改善項(xiàng)目，啟發(fā)學(xué)生深入了解交通調(diào)查與交通規(guī)劃在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用，增進(jìn)學(xué)生對(duì)交通調(diào)查意義、內(nèi)容及要求與交通規(guī)劃程序的思考與理解。鼓勵(lì)學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、全國(guó)交通科技大賽等學(xué)術(shù)科技競(jìng)賽，培養(yǎng)學(xué)生良好的科技創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際動(dòng)手能力。

2.3.3 追蹤前沿，校企聯(lián)動(dòng)

交通工程學(xué)是一門(mén)新興的應(yīng)用型學(xué)科，具有交叉性強(qiáng)、前沿特征突出和實(shí)際應(yīng)用廣等特點(diǎn)。教學(xué)內(nèi)容不應(yīng)只講授書(shū)本上的知識(shí)，還應(yīng)更多地關(guān)注學(xué)科研究動(dòng)態(tài)和前沿?zé)狳c(diǎn)，將最新的學(xué)術(shù)成果和業(yè)界新技術(shù)、新案例及時(shí)補(bǔ)充到課堂教學(xué)中，使學(xué)生知識(shí)面進(jìn)一步拓寬，同時(shí)對(duì)交通領(lǐng)域發(fā)展動(dòng)向有最新的了解。此外，鼓勵(lì)教師深入交通企業(yè)與政府部門(mén)交流與合作，及時(shí)更新專(zhuān)業(yè)新知識(shí)，課堂上實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量。與此同時(shí)，積極邀請(qǐng)業(yè)界專(zhuān)家走進(jìn)課堂、走上講臺(tái)，定期為學(xué)生講授“雙碳”新技術(shù)與實(shí)際案例，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)“雙碳”工程實(shí)踐能力。

3 預(yù)期成效

通過(guò)課程教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式的改革，培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)和綜合能力，且能解決實(shí)際工程問(wèn)題的高水平復(fù)合型人才，使學(xué)生具有強(qiáng)烈的專(zhuān)業(yè)自信和獲得感，畢業(yè)后能得到行業(yè)內(nèi)企業(yè)的認(rèn)可和發(fā)展機(jī)會(huì)。

（1）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提高“雙碳”戰(zhàn)略背景下的交通人才培養(yǎng)質(zhì)量。在培養(yǎng)交通專(zhuān)業(yè)人才時(shí)應(yīng)注重其解決問(wèn)題的實(shí)際能力、科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)與綜合創(chuàng)新創(chuàng)造能力[11]。通過(guò)教學(xué)內(nèi)容改革，幫助學(xué)生了解《交通工程學(xué)》課程重要性及交通專(zhuān)業(yè)對(duì)實(shí)現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略與交通強(qiáng)國(guó)目標(biāo)的重要影響，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和學(xué)習(xí)興趣，樹(shù)立正確的綠色、低碳與可持續(xù)發(fā)展觀與職業(yè)素養(yǎng)。

（2）增強(qiáng)課程思政教育的時(shí)代感和吸引力。課程思政元素緊密結(jié)合當(dāng)前“雙碳”與交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，提升了課程思政教育的針對(duì)性和時(shí)代性，讓學(xué)生明確肩上的社會(huì)責(zé)任，使其成為具有家國(guó)情懷的交通人。

（3）培養(yǎng)高素質(zhì)人才的綜合創(chuàng)新和跨界能力。“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要多學(xué)科和相關(guān)技術(shù)的綜合、協(xié)同，應(yīng)塑造學(xué)生的綜合創(chuàng)新與跨界融合意識(shí)和能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

在“雙碳”與交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略背景下，對(duì)交通專(zhuān)業(yè)核心課程教學(xué)改革是高校開(kāi)展“雙碳”時(shí)代人才培養(yǎng)的必經(jīng)之路[12]。通過(guò)瞄準(zhǔn)“雙碳”戰(zhàn)略背景和交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略需求，對(duì)《交通工程學(xué)》課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更新，精心挖掘思政育人元素與案例素材，以及教學(xué)手段的豐富，可以將“雙碳”理念有機(jī)的融入課程的教學(xué)和實(shí)踐中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動(dòng)性，為推動(dòng)高?！半p碳”相關(guān)專(zhuān)業(yè)的學(xué)科建設(shè)和培養(yǎng)符合時(shí)代發(fā)展需要的“雙碳”科技創(chuàng)新人才提供理論支持[13]。