“人工智能+智慧交通”微專業(yè)建設研究

夏小云 陳澤豐 莊鶴林 陳濱

摘? 要：隨著人工智能技術快速發(fā)展以及建設交通強國的國家戰(zhàn)略需求，智慧交通領域復合型人才需求愈加迫切。結合市場需求和專業(yè)特點，探討“人工智能+智慧交通”微專業(yè)建設，闡述微專業(yè)培養(yǎng)目標的制定和課程設置。結合微專業(yè)特點，分析師資隊伍建設和教學模式，確保微專業(yè)的教學質量。研究成果對微專業(yè)的建設和教學改革具有一定的借鑒意義，為地方院?！叭斯ぶ悄?X”微專業(yè)建設提供思路。

關鍵詞：微專業(yè)；人工智能；智慧交通；課程設置；師資建設；教學模式

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2024）20-0107-04

Abstract： With the rapid development of artificial intelligence technology and the national strategic needs of building a strong transportation country， the demand for compound talents in the field of smart transportation is becoming more and more urgent. Combining with market demands and professional characteristics， the construction of micro specialty in artificial intelligence + smart transportation is discussed， and the formulation of training objectives and curriculum setting are elaborated. Combined with the characteristics of micro specialty， the construction of the teaching staff and the teaching mode are analyzed to ensure the teaching quality of micro specialty. The research results have certain reference significance for the construction and teaching reform of micro specialty， and provide ideas for the construction of micro specialty of artificial intelligence + X in local colleges and universities.

Keywords： the micro-specialty; artificial intelligence; smart transportation; courses setup; teacher construction; teaching mode

隨著交通行業(yè)的數(shù)字化、智能化和可持續(xù)發(fā)展，交通行業(yè)對人才培養(yǎng)提出了更高的要求。培養(yǎng)具備專業(yè)知識、跨學科背景和綜合能力的復合型人才，是推動交通行業(yè)發(fā)展和應對未來挑戰(zhàn)的關鍵。微專業(yè)作為高校設置的一種靈活的人才培養(yǎng)模式，是學生擴充跨學科知識和提升工程實踐能力的有效途徑，通過參與微專業(yè)，學生可以獲得更廣泛的學科視野，提升綜合素質，增加職業(yè)競爭力，并能夠在實踐中更靈活地運用所學的知識和技能[1]。因此，在高校引入“人工智能+智慧交通”微專業(yè)課程體系是一種促進交通行業(yè)人才培養(yǎng)的有效方式。

一? 微專業(yè)概述

微專業(yè)是指學生在學習主修專業(yè)以外，圍繞某個特定學術領域、研究方向或核心素養(yǎng)，提煉開設的一組特色課程。微專業(yè)具有“小學分、精課程、高聚焦、跨學科”鮮明特點，可以幫助學生快速提升核心競爭力。微專業(yè)突出跨學科、跨專業(yè)、跨教學班等特點[2]，融入行業(yè)發(fā)展、融入企業(yè)實踐、融入職業(yè)培養(yǎng)。微專業(yè)兼顧知識傳授與能力培養(yǎng)，探究新型教學組織方式，傳授跨學科基礎知識，構建項目式課程群，為學生提供適應學科交叉融合、滿足國家戰(zhàn)略和社會需求的多種學習機會，為培養(yǎng)跨學科復合型人才提供新路徑[3]。微專業(yè)是傳統(tǒng)主修專業(yè)的拓展和延伸，也是學生彌補某一特定領域知識的有效手段。微專業(yè)與傳統(tǒng)專業(yè)的主要區(qū)別見表1。

二? “人工智能+智慧交通”微專業(yè)培養(yǎng)目標

微專業(yè)的培養(yǎng)目標是在特定時間內(nèi)，通過學習和參加特定領域的一系列課程或活動，實現(xiàn)特定的學習目標和能力要求。微專業(yè)培養(yǎng)目標應當符合學校定位，與國家整體戰(zhàn)略保持一致，符合地方經(jīng)濟發(fā)展的要求。

（一）? 微專業(yè)培養(yǎng)目標制定原則

微專業(yè)的培養(yǎng)目標通常要綜合考量學習者的需求、專業(yè)領域以及行業(yè)趨勢等因素[4]，并與學習者的學習過程和評估方式相適配，從而為學習者提供具有針對性的學習和發(fā)展契機。確定微專業(yè)培養(yǎng)目標時，通常需要考慮以下幾個方面。

1）市場需求：了解當前和未來的職業(yè)需求與市場趨勢是確定微專業(yè)培養(yǎng)目標的重要依據(jù)。通過分析特定領域的就業(yè)前景、技能需求和行業(yè)發(fā)展趨勢，可以確定培養(yǎng)目標，確保微專業(yè)的內(nèi)容和技能培養(yǎng)符合實際職業(yè)需求。

2）受眾需求：明確微專業(yè)的目標受眾是誰，以及他們的學習需求和目標是什么。這可能包括從業(yè)人員尋求職業(yè)提升、學生拓寬技能領域、創(chuàng)業(yè)者獲取特定知識等。了解目標受眾的需求可以幫助確定微專業(yè)的培養(yǎng)目標，使其能夠滿足學生的學習期望和職業(yè)需求。

3）行業(yè)企業(yè)專家意見：與領域專家、行業(yè)從業(yè)者和相關教育機構進行研討和咨詢，聽取他們對該領域所需專業(yè)知識和技能的見解和建議。他們的經(jīng)驗和專業(yè)知識可以提供有價值的指導，幫助確定微專業(yè)的培養(yǎng)目標，并確保內(nèi)容的準確性和實際應用性。

4）可衡量性：確定微專業(yè)的培養(yǎng)目標時，需要將課程設置與學習目標相互關聯(lián)。確定學生需要掌握的核心知識、技能和能力，并根據(jù)這些目標設計相關的課程和學習任務。確保微專業(yè)的課程設置能夠全面覆蓋重要的學習目標，并提供具體的評估方式來衡量學生的學習成果。

5）持續(xù)反饋和評估：在微專業(yè)的實施過程中，收集學生的反饋和評估數(shù)據(jù)，并根據(jù)反饋結果進行調(diào)整和改進。持續(xù)的反饋和評估可以幫助確定微專業(yè)的培養(yǎng)目標是否達到預期效果，并在必要時進行適當?shù)恼{(diào)整和改進。

（二）? “人工智能+智慧交通”微專業(yè)培養(yǎng)目標

“人工智能+智慧交通”微專業(yè)涵蓋了計算機科學、交通工程、電子工程等多個學科領域。通過建設這一微專業(yè)，有助于促進不同學科的融合，培養(yǎng)具備綜合能力的專業(yè)人才。

“人工智能+智慧交通”微專業(yè)培養(yǎng)目標如下。

1）能夠綜合運用人工智能與交通工程的基本理論和方法獨立或協(xié)作對交通領域的復雜工程問題進行分析和設計，并具備智能交通信號燈、車輛自動駕駛技術、交通流量預測模型等模塊的設計和開發(fā)能力。

2）具備交通數(shù)據(jù)的收集、分析和處理能力，能夠運用數(shù)據(jù)驅動的方法來優(yōu)化交通系統(tǒng)的運行和管理。具有團隊協(xié)作精神，通過小組項目和團隊作業(yè)，鼓勵學生提出創(chuàng)新性的解決方案，培養(yǎng)與不同背景的人合作的能力，學會有效溝通和協(xié)作。

3）能跟蹤智慧交通領域的最新發(fā)展動態(tài)及前沿技術，具備可持續(xù)發(fā)展理念，培養(yǎng)對社會和環(huán)境的責任感，保持自己的職業(yè)競爭力。

“人工智能+智慧交通”微專業(yè)培養(yǎng)目標可以視學校的具體情況和專業(yè)特點進行調(diào)整和細化，以適應不同的教育環(huán)境和市場需求。培養(yǎng)目標旨在培養(yǎng)具有人工智能和智慧交通專業(yè)知識、創(chuàng)新能力和實踐技能的人才，以推動智慧交通領域的持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新。

三? 課程設置

課程設置在實現(xiàn)微專業(yè)培養(yǎng)目標中扮演著重要的角色。通過合理的課程設置，可以確保學生在微專業(yè)學習過程中獲取到必要的知識和技能，以達到預期的培養(yǎng)目標[5]。為了實現(xiàn)“人工智能+智慧交通”微專業(yè)的培養(yǎng)目標，結合微專業(yè)的特點和企業(yè)行業(yè)專家的建議，需要梳理人才培養(yǎng)所需的核心素養(yǎng)和知識，并確定適合“人工智能+智慧交通”微專業(yè)的課程體系。微專業(yè)的課程設置見表2。

圍繞人工智能與智慧交通相關工程知識與發(fā)展前沿，該微專業(yè)設置了專業(yè)基礎課、專業(yè)核心課以及專業(yè)實踐課等內(nèi)容。專業(yè)基礎課包括智慧交通系統(tǒng)概述、交通管理與控制、人工智能導論、機器學習，專業(yè)核心課程包括智能交通系統(tǒng)、車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、交通視頻圖像分析及交通數(shù)據(jù)分析，專業(yè)實踐課開設了智慧交通綜合課程設計。課程總共19學分，其中實踐教學占到三分之一。課程設置從基礎到專業(yè)，從易到難，理論與實踐結合，循序漸進，學生能夠有針對性地掌握所有課程內(nèi)容。

四? 師資與教學模式

（一）? “人工智能+智慧交通”微專業(yè)師資建設

微專業(yè)師資建設是確保微專業(yè)教學質量和學生培養(yǎng)效果的關鍵因素之一。為了提供優(yōu)質的教學和指導，需要重視師資隊伍的培養(yǎng)和建設。師資的建設應遵從以下原則。

1）內(nèi)部選拔和外部引進相結合。制定明確的微專業(yè)師資選拔標準，通過內(nèi)部的選拔和外部行業(yè)企業(yè)的引入相結合，優(yōu)先選擇具備相關學科背景和專業(yè)知識的教師。師資隊伍應包括人工智能、交通工程、數(shù)據(jù)科學等領域的專家和從業(yè)者，以確保教學內(nèi)容的全面性和專業(yè)性。

2）培訓與研修相結合。學校應為微專業(yè)師資提供持續(xù)的培訓和研修機會，包括參加學術研討會、培訓課程、教學研討會等，使其能夠不斷更新知識和教學技能。培訓內(nèi)容應涵蓋人工智能在智慧交通中的應用、智能交通系統(tǒng)設計與優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析等領域的最新發(fā)展技術等。

3）理論和實踐相結合。師資隊伍應具備豐富的實踐經(jīng)驗，能夠將理論知識與實際應用相結合?？梢越M織實踐項目，讓學生參與到真實的“人工智能+智慧交通”項目中，引導學生進行數(shù)據(jù)分析、模型設計、系統(tǒng)開發(fā)等實踐任務，培養(yǎng)學生的實際操作能力和解決實際問題的能力。

4）教學與科研相結合。教師可以將自己的科研成果融入到教學內(nèi)容中，通過引用最新的研究論文、案例研究和實際項目，使教學內(nèi)容更加貼近實際應用和學科前沿。鼓勵教師通過參與行業(yè)項目、實習指導，并將其融入到教學中，使學生能夠更好地理解和應用所學知識。

通過打造一支高水平微專業(yè)師資隊伍，為學生提供全面的教學和指導，確保學生能夠獲得與培養(yǎng)目標相一致的知識和技能。有助于培養(yǎng)出具備專業(yè)知識、實踐能力和創(chuàng)新思維的畢業(yè)生，為“人工智能+智慧交通”領域的需求提供優(yōu)秀的人才支持。

（二）? “人工智能+智慧交通”微專業(yè)教學模式與考核

微專業(yè)課程教學更加的靈活，結合學生的不同需求和學習風格，不斷滿足學生個性化和自主式學習要求，激發(fā)學生的學習興趣，提升實踐動手能力和創(chuàng)新思維。同時教師需要不斷學習和研究最新的領域發(fā)展，以保持教學內(nèi)容和方法的更新和先進性[6]。

1）教學方法。講授與討論相結合。教師可以通過講授基礎理論知識、案例分析和最新研究成果，引導學生了解人工智能和智慧交通的概念、原理和應用。在講授的過程中，鼓勵學生提問和參與討論，促進思維碰撞和知識分享。線上和線下相結合。結合線上和線下的教學活動，可以提供更大的靈活性[7]?？梢詫⒄n堂教學與在線學習相結合，例如，通過面對面的研討會、實踐項目或實踐活動來加強學生的實際操作和團隊合作能力。利用在線學習平臺查閱課程材料、觀看視頻講座、在線討論和作業(yè)提交等功能。學生可以根據(jù)自己的時間和地點自由地訪問課程內(nèi)容，實現(xiàn)學習的靈活性。自主彈性學習和個性化輔導相結合。為學生提供一系列的學習資源和活動，讓他們可以根據(jù)自己的興趣和需求自主選擇學習內(nèi)容和學習時間。例如，提供多個選修課程或模塊，學生可以根據(jù)自己的學習目標選擇感興趣的內(nèi)容。為學生提供個性化的輔導，滿足他們的學習需求[8-9]?？梢酝ㄟ^在線討論、個人指導或小組輔導等方式，與學生進行一對一或小組交流，解答問題，提供反饋和指導。

2）教學資源。更新課程內(nèi)容。微專業(yè)課程內(nèi)容注重更新，定期評估和更新課程內(nèi)容，以保持與行業(yè)發(fā)展和最新趨勢的一致性。通過及時更新課程內(nèi)容和案例研究，確保學生接觸到最新的知識和實踐。豐富實踐項目。將實際智慧交通中的項目分解成教學中的學習模塊，學生通過實際項目的實踐，將所學的理論知識應用到智慧交通場景中，例如設計智能交通算法、開發(fā)交通流量預測模型、構建智能交通監(jiān)控系統(tǒng)等。

3）持續(xù)學習。強調(diào)學生的自主學習和持續(xù)學習能力[10]，鼓勵學生關注行業(yè)動態(tài)，積極參與技術社區(qū)和學術交流活動。鼓勵學生進行學術研究，并指導他們進行論文寫作。學生可以選擇一個感興趣的課題，在教師的指導下進行深入研究，并撰寫學術論文。培養(yǎng)學生的研究能力、學術寫作能力和批判性思維。

微專業(yè)的學習是非學歷教育，不授予學位，一般是學生在完成所有學習并考核合格者，由學校頒發(fā)微專業(yè)證書。鑒于微專業(yè)學習的靈活性，微專業(yè)課程考核可以采取集中考核和分散考核相結合的方式進行，以適應不同類型學生的要求。理論課程可以在統(tǒng)一授課結束之后，采取集中式的考核方式，以評價其對理論知識掌握的程度。課程的實驗報告、個人項目的展示、團隊小組的答辯匯報等，可以采取分散考核的形式進行，先完成的先考核，學生在自己的學習節(jié)奏下進行考核，不必等待其他同學完成。學生能夠獲得及時的評估和反饋，及時調(diào)整學習策略，改進學習方式。這種方式更加符合學生個體差異性需求。最后在所有內(nèi)容考核完成后，根據(jù)不同內(nèi)容的權重進行整體評估。

嘉興大學在前期“人工智能+X”微專業(yè)建設探索過程中，依托嘉興市智慧交通研究中心、嘉興市智慧交通重點實驗室等平臺，為本科生、研究生提供實習、項目實踐的機會，研究團隊成功研發(fā)“點智能”交通信號全感應實時控制系統(tǒng)，在道路口成功部署并實現(xiàn) 7×24小時全天候測試與優(yōu)化（圖1、圖2）。學生解決實際問題的能力、知識應用能力得到極大提升。

五? 結束語

新技術的快速發(fā)展對交通行業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求，推動了交通行業(yè)與其他領域的融合。微專業(yè)由于其學習方式靈活、學習周期短、知識內(nèi)容新穎等特點，受到越來越多學生的歡迎，成為培養(yǎng)交叉復合型人才的必然選擇。

微專業(yè)教育方式的優(yōu)勢在于，能夠適應現(xiàn)代社會對人才的需求變化，提供更全面、更實用的知識和技能。通過微專業(yè)課程的學習，學生可以更好地適應未來的職業(yè)環(huán)境，提高自己的競爭力，為自己的未來發(fā)展打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1] 吳飛，陳為，孫凌云，等.以知識點為中心建設AI+X微專業(yè)[J].科教發(fā)展研究，2023，3（1）：96-116.

[2] 張書洋，劉長江，錢鈺，等.“跨”與“融”——微專業(yè)建設的南航探索[J].高教學刊，2023，9（22）：94-97.

[3] 馬春生，曾建潮，高春強，等.多學科交叉的人才培養(yǎng)模式研究——以智能機器人微專業(yè)為例[J].高教學刊，2021（8）：133-136.

[4] 蔡長龍，趙明威，李炳，等.人工智能微專業(yè)培養(yǎng)體系研究[J].教育現(xiàn)代化，2022，9（22）：159-161，186.

[5] 李敏，劉哲理，李朝暉，等.信息安全微專業(yè)建設的探究與實踐[J].計算機教育，2023（3）：140-144.

[6] 劉瑞芳，孫勇.基于問題導向的人工智能應用案例式教學[J].計算機教育，2023（6）：203-208.

[7] 嚴玲，王瑤.應用型本科工程造價“微專業(yè)”建設的探索與實踐[J].高等工程教育研究，2023（6）：34-41.

[8] 趙培全，張晶杰，劉偉英.應用型本科院校微專業(yè)模式探索——以汽車服務工程專業(yè)為例[J].科技視界，2020（21）：58-60.

[9] 徐超，王肖燕.數(shù)字經(jīng)濟時代智能審計微專業(yè)育人模式研究[J].軟件導刊，2023，22（12）：38-43.

[10] 黃霞，鄭樂.以專業(yè)結構優(yōu)化調(diào)整為導向的微專業(yè)建設方案研究[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2023，6（18）：89-92.

基金項目：國家一流線上與線下混合式課程“數(shù)據(jù)結構”（教高函〔2020〕8號）；浙江省普通本科高校“十四五”教學改革項目“地方高校AI+X人工智能微專業(yè)學科交叉融合人才培養(yǎng)路徑研究”（jg20220434）；浙江省第一批課程思政示范課程（浙教函〔2021〕47號）；2022年浙江省課程思政示范基層教學組織（浙教函〔2022〕51號）；嘉興大學課程思政示范基層教學組織項目（851521077）；嘉興大學“勤慎青年學者”培養(yǎng)計劃資助（無編號）

第一作者簡介：夏小云（1982-），男，漢族，江西南昌人，博士，教授，碩士研究生導師。研究方向為計算智能、計算機教育。