基于专业导论课打造“LEARN”型新工科人才

蒋格格，蔡 铭

（中山大学智能工程学院 广东 中山 518107）

新工科建设旨在通过工科教育改革，以培养适应产业转型需求的高素质工程人才为目标，为我国产业升级提供支撑。交通学科作为工科中的一大门类，在现代社会中发挥着重要的作用，对城市发展、经济增长、社会运行和人民生活有着深远的影响。如何发挥专业导论课程在专业中的核心作用，紧扣“新工科”背景下的人才培养要求，是所有工科专业面临的共同问题，它能够培养人才的跨学科综合素养、创新与创业意识、社会责任感、学习和研究方法等能力，为新工科人才的综合发展和职业成功奠定基础[1]。

1 “LEARN”型新工科人才

我国教育部于2017 年12 月发布了《关于实施新工科建设工作的通知》，旨在推动中国高等工科教育的改革和创新，培养适应科技创新和社会发展需要的工科人才。该方案提出了新工科人才培养的目标、原则、内容和实施要求，并鼓励高校开展跨学科融合和创新教育，推动工程教育的转型和升级。我们在深入学习该文件的基础上，结合交通学科的特点，凝练出了“LEARN”型新工科人才的概念，具体阐释如下：

①Logic：新工科人才应具备清晰的逻辑思维，能够建立合理的思维框架和逻辑链条[2]。他们能够厘清思维过程中的前因后果、因果关系和逻辑推理，确保自己的思考和论证具有严密性和连贯性。

②Excellence：新工科人才应具有卓越性，他们在自己的专业领域内具备深厚的专业知识和技术，关注国际前沿科技的发展趋势，能够与国际同行交流合作，具备在全球范围内开展工程项目的能力。具备跨学科综合能力，能够将不同学科的知识和方法整合运用，解决复杂的问题。

③Activeness：新工科人才具备主动学习的态度，他们积极主动地寻求知识和技能的更新和提升。通过积极参与实践项目，工程实践或研究项目等，将所学知识应用于实际情境，锻炼解决问题的能力和实际操作技能。

④Responsibility：新工科人才具备社会影响力和责任感，他们能够意识到交通建设对社会和经济的重要性，并通过关注安全性、可持续性、社会责任和创新效率等方面，为实现交通建设的可持续发展和社会效益做出贡献。

⑤Novelty：新工科人才追求交通建设的创新和效率，他们不满足于现状，积极寻求创新和突破。通过引入新技术和智能化手段，提高交通系统的运行效率和出行体验。他们利用大数据和人工智能等技术，优化交通流动性，减少拥堵和延误，提高交通资源的利用效率。

在新工科人才的培养中，专业导论课起着不容忽视的作用。通过系统性地介绍综合知识和技能培养、问题解决能力培养、探索新兴技术和趋势、培养工程伦理和社会责任意识等方面，为培养“LEARN”型新工科人才打下坚实基础。交通专业作为工科的一个重要分支，在新工科中发挥着独特的作用。它在培养跨学科综合能力、强调创新与技术应用、关注社会责任与可持续发展、推动数据驱动与智能化等方面均具有重要地位[3]。因此，以“交通工程导论”课为案例，探索如何在专业导论课中融入人才培养目标，具有典型性与示范性。

2 课程简介

“交通工程导论”是在新工科背景下面向交通工程专业大二学生开设的一门必修基础课程，深度融合交通工程学科中的各门专业课以及各种学科，系统地阐述了人、车、路的交通特征，交通调查分析、道路通行能力、交通规划、交通管理与控制，通过多样化的教学形式，使学生掌握交通工程的学科内涵及外延。自开课以来，课程团队结合智能交通的培养特色，不断探索，确立了本课程的基础地位，与多门后续课程建立了连贯的知识体系。学生完成课程学习后，将形成对专业核心课程的整体认识，为后续学习奠定坚实基础。本课程先后获得了5 项省级教学研究和改革项目的资助，于2019 年获得第九届广东省教育教学成果一等奖，并于2022 年获评广东省一流本科课程。

作为导论课，其内容多而广，几乎每一个章节都对应着后面的专业核心课，如何根据人才培养目标设计个性化的教学活动以及教学重点，是打造一流课程的关键。

3 课程培养方式

3.1 重塑教学目标

传统的课堂教学以知识为中心，以教师为中心，这显然不符合新工科背景下的人才培养要求。对导论课进行改革的第一步，即重塑教学目标。理解知识的悟道是基础，基于兴趣的求业是动力，主动发现问题是创新。我们对每一个章节都利用布鲁姆模型对教学目标进行了多维重构，划分为低―中―高阶能力。以交通分配的教学目标为例，我们依托交通分配的概念与内涵，让学生通过具体案例去理解用户均衡导致的一些经典交通现象，在此基础上，对周围的交通问题进行思考，在思辨过程中提出创新性的想法，实现认知―技能―情感全方位育人。

3.2 更新教学内容

作为一门专业导论课程，本课程构建了“宽专交容、知行合一、体系灵活、知识一体”的教学体系，一方面课程要具有方向性，重视交通的基本方法和基本理念，如道路交叉口的设计、交通四阶段法、道路通行能力等基础性内容，学生应学得深、学得透，扎实掌握。另一方面，强调导论课的基础性与先导性，课程内容多而广，注重培养学生获取知识的能力，将所学到的孤立的理论知识连接在一起。

为解决课程内容过时单一，课程内容缺乏“新工科”背景下对新兴技术的融合等问题，本课程充分利用信息化教学手段，对教学内容进行创新与重构。在教学过程中广泛搜集各种前沿案例，将枯燥的知识点转化为现实中形象化、具体化的情景案例，实现课本知识与课外实践的完美结合。同时，在每一个章节的最后，都根据课本知识点，选取相关领域的经典文献、近期学术论文、最新产业发展，让学有余力的学生根据自己的能力选择文献。

在导论课教学中实现文理相通，注重提升工科学生专业工程知识素养的同时，也要注重提升其人文素养，增强学生建设交通强国的历史责任使命感。通过小组教学、团队或个人展示、课堂辩论等方式关注学生的语言与文字表达转换能力、沟通与交流能力、团队合作精神等社会能力。

3.3 丰富教学活动

在课堂中，我们基于多模态知识实践[4]，融合多种教学方法，重塑以学生为中心的教学活动。在这个过程中，学生经历知识定向（Orienting）、阐释（Interpreting）、具象化（Concretizing）、拓展（Expanding）五个阶段，从而更高效地解决学习问题。

知识定向阶段，尊重学生的学习兴趣与学习需求，课前通过在线班组进行问卷调查，根据学生的反馈与知识体系确定教学内容的详略分布，突出重难点。以概念叙述性为主的部分交由学生以同伴学习法和主体教学法来学习，以第二章交通特性为例，教师在课上提出学习目标与任务，学生在课后直接感知学习材料、分组讨论，下一次课上学生进行学习成果展示，教师进行指导与评价。

阐释阶段，教师首先就交通现象或热点问题提出问题，利用PBL教学法[5]，把学习过程置于复杂的、有意义的案例情境之中，让学生带着疑问去学习。运用5W+2H 思维，从WHAT 目标是什么、WHY 为什么要做？有没有替代方案？WHO对象、主体是什么？WHEN何时？什么时机最适宜？WHERE何处？在哪里做？HOW?如何提高效率？如何实施？HOW MUCH做到什么程度？质量水平如何？完整全面地分析问题，学生在听课、小组讨论、师生随问随答的过程中解决新课导入环节提出的问题，实现自我导向式学习。

具象化阶段，教师引导学生将知识、工程项目、科研有机地结合起来，将理论知识应用于实践，回归于工程，反哺于科研。在方案评价中，运用SWOT分析思维，即Strengths（优势）、Weaknesses（劣势）、Opportunities（机遇）以及Threats（威胁）。杜绝纸上谈兵、脱离实际，教师分享最新的工程应用项目和科研文章，学生根据自身兴趣课后深入钻研，利用所学知识解决交通实际问题，创新思维，积极参与大学生创新训练等项目与挑战杯等比赛。

拓展阶段，贯彻启人思、增人识、授人技的教学理念，学生通过构建自己的知识图谱以及就大作业的项目进行课堂展示的方式，将所学知识消化、吸收、转化、创新，真正做到“知识内化，活学活用”。

3.4 重视能力评价

以往的教学评价方式主要是期末考试，考查题目类型都由客观题组成，体现不出对学生工程能力、创新性思维等高阶能力的评价。在新工科课程改革浪潮下，我们对评价体系也进行了进一步完善，将评价重点从期末考试移到了平时，将客观题的权重尽可能降低，突出主观题的比重，比如让学生根据自己的理解阐述交通设计与交通规划之间的关系[6]。另外，平时的大作业也成了考核中的重要环节之一。大作业让学生进行开放式选题，主要可以概括为如下几个方面：

①研究某一交通问题：选择一个具体的交通问题进行研究，例如交通拥堵、交通事故、公共交通改善等。学生可以选择一个特定的城市或地区进行研究，或者进行跨地区比较分析。

②交通规划与设计：研究交通规划与设计的方法和原则，选取一个特定的区域，例如一个城市或者一个社区，设计一个完整的交通系统，包括道路布局、公共交通路线、交通信号灯等。

③交通数据分析：使用现有的交通数据，进行数据分析和模型建立，探索交通流量、出行模式等方面的特征和规律，并提出相应的建议和改进方案。

在大作业中，学生可以综合性地运用平时所学的知识，融入自己的独特观点，在师生的交流中进一步完善自己的思路，之后在各种比赛中及后续科研活动中继续深化。

4 总结

时代的发展为人才培养提出了更高的要求。作为教师，首先要结合专业自身特点制订新工科人才培养目标，做到知识与能力并重。其次，要明确导论课的目的。专业导论课能够涵盖多个学科，注重的是知识体系而非独立知识点，照本宣科地传授书本知识往往会使得课堂枯燥无味，学生参与度低。要尝试引入新的教学方法和策略，激发学生的主动学习和批判性思维，并通过信息化手段让学生积极参与教学过程。与之对应的教学评价也要突出对学生高阶能力的评价，淡化“知识点”，强调“学习力”。通过以上手段，打造具有逻辑力（logistic）、卓越性（excellence）、行动力（activeness）、责任感（Responsibility）和创新性（Novelty）的新工科人才。