民航智慧交通專業(yè)課程體系建設(shè)探索

王飛

［摘 要］民航業(yè)的快速發(fā)展和新一代信息技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了民航智慧交通專業(yè)的誕生。文章分析了智慧交通專業(yè)建設(shè)的現(xiàn)狀，并從需求調(diào)研、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和培養(yǎng)模式方面入手，介紹了民航智慧交通專業(yè)建設(shè)狀況。課程體系建設(shè)是專業(yè)建設(shè)的基石，文章同時(shí)對(duì)民航智慧交通專業(yè)課程體系建設(shè)的重要意義、人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系建設(shè)方案等進(jìn)行了詳細(xì)闡述，并對(duì)課程體系建設(shè)愿景進(jìn)行了說(shuō)明。

［關(guān)鍵詞］民航運(yùn)輸；智慧交通專業(yè)；課程體系；STEAM人才培養(yǎng)模式

［中圖分類號(hào)］G641［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A［文章編號(hào)］2095-3437（2024）03-0009-05

大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G通信等新一代信息技術(shù)的應(yīng)用改變了人類的交通需求及出行模式。黨的十九大報(bào)告提出智慧社會(huì)、交通強(qiáng)國(guó)目標(biāo)，明確要求大力發(fā)展智慧交通。2019年，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》提出，要大力發(fā)展智慧交通，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。教育部印發(fā)的《高等學(xué)校人工智能創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》進(jìn)一步指出，要推進(jìn)以互聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)智能為核心的“新工科”建設(shè)，對(duì)交通運(yùn)輸、大數(shù)據(jù)、機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和軟件工程等大類專業(yè)進(jìn)行綜合改革，培養(yǎng)新興領(lǐng)域的工程科技人才。智慧交通將交通運(yùn)輸與計(jì)算機(jī)、電氣自動(dòng)化、電子信息與通信、機(jī)械設(shè)備與自動(dòng)化等學(xué)科進(jìn)行交叉融合[1]，延伸出了智慧水運(yùn)、智慧公路、智慧民航等新方向。

2019年，中國(guó)民航局首次提出智慧民航理念。2022年，民航局制定了《智慧民航建設(shè)路線圖》，明確要求增強(qiáng)智慧民航領(lǐng)域人才供給能力，完善人才培養(yǎng)培訓(xùn)體系。依托5G、AI、飛聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字孿生等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)空管、簽派人員、航空器、機(jī)場(chǎng)、氣象、空域、特種車輛與場(chǎng)面運(yùn)行之間的信息交互，這將給民航行業(yè)帶來(lái)極為深刻的變革，實(shí)現(xiàn)由人工決策向數(shù)據(jù)決策的轉(zhuǎn)變。智慧民航產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，直接驅(qū)動(dòng)了民航對(duì)于跨學(xué)科、復(fù)合型人才的巨大需求，而傳統(tǒng)民航交通運(yùn)輸類專業(yè)側(cè)重技能的培養(yǎng)目標(biāo)和模式已無(wú)法適應(yīng)其建設(shè)與發(fā)展需求。

總而言之，民航高質(zhì)量發(fā)展和新型技術(shù)賦能的雙重驅(qū)動(dòng)，對(duì)民航人才培養(yǎng)提出了新需求和新要求。毫無(wú)疑問(wèn)，民航智慧交通專業(yè)建設(shè)為培養(yǎng)跨學(xué)科、復(fù)合型人才提供了有效的實(shí)施路徑。如何科學(xué)合理地構(gòu)建課程體系，從而保障培養(yǎng)目標(biāo)順利達(dá)成，是當(dāng)前相關(guān)高校迫切需要解決的重要問(wèn)題。

一、智慧交通專業(yè)建設(shè)現(xiàn)狀

教育部于2020年增設(shè)智慧交通專業(yè)，2021年批準(zhǔn)合肥學(xué)院開(kāi)設(shè)智慧交通專業(yè)，使其成為全國(guó)首家，也是第一批唯一一家開(kāi)設(shè)此專業(yè)的學(xué)校；2022年，批準(zhǔn)東南大學(xué)等9家院校開(kāi)設(shè)此專業(yè)；2023年，又批準(zhǔn)14家院校開(kāi)設(shè)該專業(yè)。截至目前，我國(guó)有24家院校開(kāi)設(shè)了智慧交通專業(yè)，中國(guó)民航大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱我校）位列其中，具體如表1所示。同時(shí)，我校也是首批開(kāi)設(shè)民航智慧交通專業(yè)的高校之一。

我校主動(dòng)適應(yīng)新一輪科技革命和行業(yè)變革發(fā)展，以滿足國(guó)家民航發(fā)展新形勢(shì)下的人才培養(yǎng)新特點(diǎn)和新要求，民航智慧交通專業(yè)應(yīng)需而設(shè)。這既是對(duì)我?！耙涣鳌苯煌▽W(xué)科的強(qiáng)有力支撐，也是深化專業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、優(yōu)化本科專業(yè)布局的一項(xiàng)重要舉措。

二、民航智慧交通專業(yè)建設(shè)基礎(chǔ)

（一）需求調(diào)研

培養(yǎng)行業(yè)所需人才是一個(gè)專業(yè)的立足之本，因此，必須全面梳理民航新業(yè)態(tài)、新崗位的能力需求，明確行業(yè)發(fā)展對(duì)人才的素質(zhì)要求，針對(duì)性地開(kāi)發(fā)課程，構(gòu)建科學(xué)合理的課程體系，才能做到有的放矢。我校專業(yè)教師走訪了近30家民航單位，包括政府機(jī)構(gòu)、企事業(yè)單位、科研機(jī)構(gòu)等，各單位對(duì)人才能力需求雖然各有側(cè)重，例如要求具備英語(yǔ)水平、創(chuàng)新能力、實(shí)踐水平、綜合素養(yǎng)等，但基本的能力要求是一致的，可概括為“民航知識(shí)+數(shù)理基礎(chǔ)+智慧思維+編程能力”。民航知識(shí)，就是熟悉空管、簽派、氣象、飛行等業(yè)務(wù)流程；數(shù)理基礎(chǔ)，就是能夠應(yīng)用工具進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、建模優(yōu)化；智慧思維，就是掌握人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等先進(jìn)方法；編程能力，就是具備應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程解算和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的能力。

可見(jiàn)，在智慧民航建設(shè)過(guò)程中形成的新業(yè)態(tài)和新崗位，對(duì)人才的能力需求與傳統(tǒng)的管制、簽派、現(xiàn)場(chǎng)指揮等技能型崗位需求具有顯著差異。此外，民航智慧交通專業(yè)是典型的多學(xué)科交叉融合的專業(yè)，以交通運(yùn)輸工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)為主干學(xué)科，以系統(tǒng)科學(xué)、控制科學(xué)與工程、管理科學(xué)與工程為輔助學(xué)科，注重多學(xué)科交叉融合。

（二）建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

一是要符合我國(guó)的《普通高等學(xué)校交通運(yùn)輸類教學(xué)質(zhì)量國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》。本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格、師資隊(duì)伍、教學(xué)條件、質(zhì)量保障體系等提出了相應(yīng)要求，并在附錄中提出了知識(shí)體系和課程體系建設(shè)的建議。

二是要符合工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。工程教育專業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保證制度，也是實(shí)現(xiàn)工程教育國(guó)際互認(rèn)和工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)。我國(guó)于2016年正式成為國(guó)際本科工程學(xué)位互認(rèn)協(xié)議《華盛頓協(xié)議》的成員。工程教育認(rèn)證以學(xué)生中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進(jìn)為基本理念，以培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力為根本定位，對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系、教學(xué)落實(shí)、評(píng)價(jià)與反饋等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施。

民航智慧交通專業(yè)屬于交通運(yùn)輸類專業(yè)，必須將國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作為“上位法”貫徹實(shí)施。另外，該專業(yè)授予工學(xué)學(xué)位勢(shì)必要進(jìn)行工程教育專業(yè)認(rèn)證，應(yīng)符合認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

（三）STEAM教育模式

STEAM即科學(xué)（Science）、技術(shù)（Technology）、工程（Engineering）、藝術(shù)（Art）、數(shù)學(xué)（Mathematics）[2]。STEAM教育就是將科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)融合于一體的綜合教育，目的是打破原有的學(xué)科劃分界線，通過(guò)綜合學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)達(dá)到使學(xué)習(xí)者能解決實(shí)際問(wèn)題的目的[3]。STEAM教育模式如圖1所示。STEAM教育模式包括教育目標(biāo)、學(xué)科綜合、學(xué)科分類及專業(yè)課程四個(gè)層次，四個(gè)層次依次形成寶塔結(jié)構(gòu)。寶塔第一層是人才培養(yǎng)的終極目標(biāo)；第二層是不同學(xué)科知識(shí)內(nèi)容的交叉與融合，強(qiáng)調(diào)多學(xué)科的綜合；第三層是學(xué)科分類，包括科學(xué)、技術(shù)、工程、藝術(shù)、數(shù)學(xué)等核心學(xué)科知識(shí)模塊，強(qiáng)調(diào)各個(gè)學(xué)科的相對(duì)獨(dú)立性；第四層是具體專業(yè)課程，強(qiáng)調(diào)各專業(yè)課程相關(guān)基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。民航智慧交通專業(yè)具有典型的跨學(xué)科特點(diǎn)，因此非常適用STEAM教育模式。[教育目標(biāo)][學(xué)科綜合][學(xué)科分類課程體系是專業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)規(guī)格的重要載體，更是實(shí)施STEAM教育模式的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和重要保障。因此，本文將對(duì)民航智慧交通專業(yè)課程體系構(gòu)建進(jìn)行闡述。

三、民航智慧交通專業(yè)課程體系構(gòu)建

（一）重要意義

我校傳統(tǒng)的交通運(yùn)輸、交通管理等專業(yè)經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展已取得了顯著成效，為我國(guó)民航業(yè)培養(yǎng)了大量的管理和運(yùn)行人才，雖然經(jīng)歷多次提質(zhì)升級(jí)，但本質(zhì)上仍以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主。然而，在當(dāng)前智慧民航深入建設(shè)階段，其學(xué)科單一性、知識(shí)片面性、思維固化性等問(wèn)題也越發(fā)凸顯。民航智慧交通專業(yè)瞄準(zhǔn)行業(yè)發(fā)展的人才需求，制定了培養(yǎng)跨學(xué)科、復(fù)合型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，這一培養(yǎng)目標(biāo)具有如下意義。

一是有利于人才培養(yǎng)目標(biāo)的順利達(dá)成。實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)要以翔實(shí)的培養(yǎng)計(jì)劃、完整的課程體系建設(shè)作為支撐，課程設(shè)置合理與否直接決定著高校人才培養(yǎng)質(zhì)量的高低[4]。課程體系是實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)的重要載體與手段，決定了所培養(yǎng)人才的規(guī)格、質(zhì)量與水平。課程體系的廣度與深度將直接影響人才培養(yǎng)目標(biāo)定位的層次及規(guī)格，反映出某一具體專業(yè)對(duì)人才培養(yǎng)規(guī)格的要求[5]。培養(yǎng)目標(biāo)只有以課程體系為載體，才能在受教育者那里得以實(shí)現(xiàn)。面向民航智慧交通專業(yè)的跨學(xué)科、復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)，是在系統(tǒng)性梳理智慧民航建設(shè)對(duì)人才能力要求的基礎(chǔ)上，科學(xué)合理地構(gòu)建課程體系，為實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二是有利于傳統(tǒng)交通類專業(yè)提質(zhì)改造。智慧交通專業(yè)并不能為智慧民航建設(shè)的所有領(lǐng)域和崗位提供契合的人才，因此開(kāi)設(shè)智慧交通專業(yè)，并不意味著放棄傳統(tǒng)交通運(yùn)輸類專業(yè)，而應(yīng)當(dāng)是精準(zhǔn)定位、各司其職。傳統(tǒng)交通運(yùn)輸類專業(yè)在智慧民航建設(shè)中需不斷進(jìn)行自我改革和完善，而智慧交通專業(yè)的成果可以為這些專業(yè)的提質(zhì)改造提供借鑒。

（二）人才培養(yǎng)目標(biāo)

民航智慧交通專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)為：面向兩業(yè)融合和交通強(qiáng)國(guó)、智慧民航建設(shè)，立足本碩博貫通式人才培養(yǎng)設(shè)計(jì)，堅(jiān)持立德樹(shù)人，培養(yǎng)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展，使學(xué)生具有高度的社會(huì)責(zé)任感和良好的科學(xué)、文化素養(yǎng)，既掌握民航系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、運(yùn)行與管理等業(yè)務(wù)知識(shí)，又精通大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、資源優(yōu)化配置問(wèn)題的建模和求解、計(jì)算機(jī)技術(shù)等應(yīng)用技能，畢業(yè)后能夠在民航相關(guān)技術(shù)部門(mén)從事科學(xué)研究、規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理和數(shù)據(jù)服務(wù)軟件開(kāi)發(fā)等方面的工作，具備較強(qiáng)的自學(xué)能力和創(chuàng)新精神的高素質(zhì)科技創(chuàng)新人才。

將人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行分解，可以確定主干課程，再根據(jù)課程間的邏輯確定課程的銜接關(guān)系，進(jìn)而形成主干課程體系。

（三）課程體系建設(shè)方案

民航智慧交通專業(yè)面向跨學(xué)科、復(fù)合型人才培養(yǎng)目標(biāo)，聚焦未來(lái)航空器運(yùn)行過(guò)程的動(dòng)態(tài)自主間隔保持、基于航跡運(yùn)行、地空數(shù)字化指令、空域靈活管理等規(guī)劃、管理和運(yùn)行的新形態(tài)，梳理民航智慧交通專業(yè)所涉及的支撐學(xué)科，并進(jìn)行知識(shí)重構(gòu)和歸類，分別以通識(shí)類、交通類、計(jì)算機(jī)與大數(shù)據(jù)類為脈絡(luò)來(lái)科學(xué)設(shè)置課程，然后將這些課程融合，創(chuàng)新形成跨學(xué)科的民航智慧交通類課程，從而構(gòu)建基于這四類課程的課程體系，具體如圖2所示。將“理論+實(shí)踐”“專業(yè)+思政”的理念貫穿于這四類課程建設(shè)中。

通識(shí)類課程主要包括思想政治、軍事理論、體育教育、數(shù)學(xué)物理等，主要培養(yǎng)學(xué)生正確的政治方向、良好的人文素養(yǎng)和科學(xué)的邏輯思維。

交通類課程遵循“交通分析、交通規(guī)劃、交通優(yōu)化管理、交通仿真評(píng)估”的脈絡(luò)，結(jié)合空中交通的特點(diǎn)，開(kāi)設(shè)交通系統(tǒng)分析、空域機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、空中交通仿真與評(píng)估技術(shù)等課程。

計(jì)算機(jī)與大數(shù)據(jù)類課程遵循“數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理與分析、存儲(chǔ)”的脈絡(luò)，結(jié)合空中交通管理應(yīng)用場(chǎng)景，開(kāi)設(shè)Python語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、空管設(shè)備與系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信、交通數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與應(yīng)用等課程。

民航智慧交通類課程主要培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用智慧思維針對(duì)智慧民航應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的能力，開(kāi)設(shè)航空地理信息系統(tǒng)、智能調(diào)度理論與方法、民航信息系統(tǒng)、智慧民航綜合實(shí)踐等課程。

通過(guò)這四類課程的交叉融合來(lái)構(gòu)建跨學(xué)科的課程體系，并不是對(duì)傳統(tǒng)民航交通運(yùn)輸類專業(yè)培養(yǎng)方案的簡(jiǎn)單完善，而是面向新時(shí)代交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)和智慧民航建設(shè)任務(wù)的背景，對(duì)傳統(tǒng)民航交通運(yùn)輸類專業(yè)課程在高度、廣度和深度上進(jìn)行根本性的提質(zhì)改造和體系重構(gòu)，從而適應(yīng)新業(yè)態(tài)對(duì)人才能力的新需求。尤其是創(chuàng)新性地提出民航智慧交通類課程，國(guó)內(nèi)外并沒(méi)有可以借鑒的先例，是一項(xiàng)極具創(chuàng)新價(jià)值的開(kāi)創(chuàng)性工作。民航智慧交通專業(yè)所構(gòu)建的主干課程體系如圖3所示。

四、民航智慧交通專業(yè)課程體系建設(shè)愿景

（一）瞄準(zhǔn)行業(yè)需求，深度融合產(chǎn)學(xué)研用

符合行業(yè)發(fā)展需求，是專業(yè)課程存在的根本前提和重要基礎(chǔ)，脫離了行業(yè)需求，專業(yè)課程將成為無(wú)源之水。因此，在構(gòu)建民航智慧交通專業(yè)課程體系時(shí)，要瞄準(zhǔn)智慧民航建設(shè)對(duì)人才多樣化、復(fù)合型、高層次的需求，逐步完善主干課程體系，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研用的深度融合。

（二）打破學(xué)科界限，構(gòu)建交叉課程體系

民航智慧交通專業(yè)涉及交通運(yùn)輸工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程、管理科學(xué)與工程等學(xué)科，跨學(xué)科特征十分明顯。其以知識(shí)點(diǎn)為基本單元，以應(yīng)用場(chǎng)景為載體，重構(gòu)知識(shí)體系，進(jìn)而建立課程。梳理每一門(mén)課程的邏輯關(guān)系，進(jìn)一步形成課程體系。民航智慧交通專業(yè)課程體系不能僅是各學(xué)科形式上的簡(jiǎn)單堆砌疊加，而應(yīng)當(dāng)是知識(shí)內(nèi)容的深度融合。

（三）利用智慧平臺(tái)，打造線上線下一體化

為促使學(xué)生充分利用課堂外的時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和過(guò)程性考核，我校研發(fā)了智能學(xué)習(xí)平臺(tái)——郁金香平臺(tái)。該平臺(tái)采用任務(wù)式教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生完成每一項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)，并能對(duì)學(xué)生進(jìn)行階段性考核，有效實(shí)現(xiàn)了線上線下混合式教學(xué)。

五、總結(jié)

民航業(yè)的快速發(fā)展呼喚智慧交通專業(yè)。作為新興專業(yè)，其課程體系建設(shè)沒(méi)有成熟的案例可以借鑒，目前還處于探索階段。本文從行業(yè)實(shí)際需求出發(fā)，結(jié)合民航智慧交通專業(yè)的跨學(xué)科特點(diǎn)，經(jīng)知識(shí)重構(gòu)后形成四類課程，進(jìn)而構(gòu)建本專業(yè)的課程體系。本文成果可應(yīng)用于我校其他傳統(tǒng)交通類專業(yè)的升級(jí)改造，從培養(yǎng)應(yīng)用型人才逐步過(guò)渡到培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，也可為其他民航院校建設(shè)智慧交通專業(yè)提供借鑒。

［ 參 考 文 獻(xiàn) ］

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［責(zé)任編輯：劉鳳華］