“双碳”战略背景下《交通工程学》 课程教学改革研究

胡三根，杨 莹，刘圆圆，王小霞，尹应梅

（广东工业大学 土木与交通工程学院，广东 广州 510006）

0 引言

2020 年9 月22 日，习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上，鉴于当前国内外严峻形势提出了碳达峰、碳中和的“双碳”重大战略目标。为促进“双碳”目标的有力达成，高校加快对具有科学素养和创新实践能力的复合型人才的培养[1]。2022 年4 月19 日，教育部印发了《加强碳达峰碳中和高等教育人才培养体系建设工作方案》，明确指出高校要“加强绿色低碳教育”、“加大碳达峰碳中和领域课程、教材等教学资源建设力度”、“加快传统能源动力类、电气类、交通运输类和建筑类等重点领域专业人才培养转型升级”。在“双碳”战略背景下，推进交通运输专业“双碳”类课程建设，是提升“双碳”时代重点领域专业人才培养转型升级的重要举措，是践行高校作为“双碳”战略目标达成中发挥人才主力军和贡献智慧与力量的必然要求。

交通运输领域是“碳大户”，其碳排放量约占总排放量的四分之一，急需推动交通运输体系绿色低碳转型[2]。交通运输作为“双碳”目标背景下重点领域专业之一，肩负培养具有科学素养、创新意识和综合能力的复合型人才重任[3]。同时，高校思政教育的重要性被不断强调。高校思政教育能帮助国家培养合格建设者和可靠接班人，而全面推进课程思政建设是落实高校思政教育的重要举措[4]。在课程思政教学中融入“双碳”战略、交通强国战略等，有助于培养学生的历史使命感与民族自豪感，使其明确自己身上背负的社会责任，成为具有家国情怀的创新型人才，进而为我国交通学科的发展做出贡献[5]。基于此，探讨如何将“双碳”背景下专业人才培养目标与思政教育有机融汇，并贯穿在课程理论知识传授之中，让学生明白交通工程学科的发展将大力促进“双碳”目标的实现，从而更好地树立学生专业自信和正确的职业观。

《交通工程学》是交通运输专业的一门重要专业基础课程，以培养学生系统工程思想和实际问题解决能力，为其在后续学习和工作提供扎实的理论基础[6]。然而，从目前的教学情况来看，该课程教学目标与教学内容等与实现“双碳”目标要求还存在一定的“差距”，也缺乏课程思政元素与课程内容的有机融合。因此，需要在“双碳”战略背景下，思考课程内容及教学模式的改革和建设，探讨“双碳”时代交通运输专业综合创新人才培养新模式，继而助力实现交通强国战略与“双碳”目标。

1 《交通工程学》课程现状

1.1 教学目标

《交通工程学》课程的教学目标主要在于阐述人、车、路与交通环境的关联，交通流基本特性和基本理论，使学生系统地、全面地掌握交通工程学的基础理论与方法，并会分析实际交通问题，为今后的深入学习和工程应用奠定基础。显然，目前课程教学目标主要还是侧重传统交通工程学的理论与方法的讲解，与“双碳”目标背景下绿色低碳型人才培养目标尚有一些“距离”。因此，在“双碳”与交通强国背景下，将“碳中和”理念与技术全面融入课程教学中去，培养学生绿色低碳发展理念且知识面广、实践能力强成为课程教学的主要目标。

1.2 课程内容

《交通工程学》是一门围绕道路交通所涉及的人、车、路、环境、能源等若干要素之间的有机关系，分析道路交通流运行特性，阐明交通规划、交通管理与控制和道路交通环境保护等理论以及新技术在交通工程中的应用[7]。该课程内容涉及工程、执法、教育、环境与能源等多个领域，具有较强的系统性、综合性、交叉性、社会性、前瞻性和动态性特点[8]。学生学习该课程后，对所学专业知识架构和重要知识点有明确的认识，可进一步了解交通新技术在交通工程中的应用和发展动向，为后续其它专业课程的学习打下基础。课程教学内容近年来一直更新和补充，教学成效有明显提升。但是，随着国家“双碳”和交通强国战略的提出，以及绿色低碳交通运输体系转型升级势在必行，《交通工程学》急需增设可持续绿色发展理念及碳中和新理论、新技术等课程教学内容，以满足“双碳”时代对科学素养、综合创新和实践应用的新工科人才的迫切需求。

1.3 教学模式

《交通工程学》作为一门交叉性很强的课程，它涉及工程、教育、环境与能源等多领域知识，既有基本理论，又有应用研究等。目前采用这种“灌输型”课堂教学模式显得“捉襟见肘”，主要体现为理论与实际结合困难、师生间互动少、学生积极性不高，达不到课堂预期的教学目标与要求[9]。在“双碳”目标背景下，交通新技术、新产品和新模式不断发展，新问题也不断产生，显然这种单一的教学模式已经很难适应越来越高的创新性复合型“双碳”人才培养目标的要求。针对内容面广、前沿特征强等应用型课程特点，关键是打破现有教学模式局限，采取多种教学方法来调动学习主动性，引导学生对所讲内容举一反三，激发学生学习兴趣。

2 “双碳”背景下《交通工程学》课程教学改革

综上所述，在“双碳”背景下，该课程存在教学目标不突出、“双碳”教学内容缺乏、教学模式单一等问题，应紧扣“双碳”目标人才需求，重新确定课程教学目标；结合交通工程学科前沿和“双碳”技术，丰富课程内容，同时在“双碳”背景下进行课程思政元素的挖掘及与课程内容的融合；改进课程教学模式，在传统授课的基础上增加案例教学、课题驱动、校企联动等环节，为国家培养“双碳”时代人才提供丰沃的土壤，具体内容如下。

2.1 教学目标

“双碳”目标的达成是充满挑战的，这些挑战不仅需要基础学科的发展，更需要对实际问题有深入理解并找到真实有效的解决方案。因此，在课程教学过程中，要始终坚持理论与实践有机联动的教学目标，培养学生具有扎实的理论基础与分析问题和解决问题的能力。具体而言，在知识层面上，要让学生了解交通工程学科在“双碳”背景下的内涵和外延，掌握道路交通系统的基本特性、交通流基本规律等理论知识；在能力层面上，让学生掌握交通调查基本方法与手段、交通流理论、交通规划、交通管理与控制，以及交通体系下碳减排方法，能够针对具体交通问题提出解决办法；此外，在素质层面上，应围绕“双碳”背景，将碳中和理念融入课程教学过程，培养具有碳中和创新能力的新时代“交通人”。首先，通过“双碳”目标的概念和战略意义的解读，引导学生理解战略提出的时代意义；同时，在面对交通、能源与气候变化等问题时，要让学生始终坚持从人类社会可持续发展的高度出发，呼应国家重大关切，求真务实、主动求变，打破学科固有界限，融汇学科知识，培养学生具有综合创新和跨界能力的复合型、专业型、创新型人才。

2.2 教学内容

综合来看，我国交通运输碳达峰、碳中和工作尚存诸多挑战，迫切需要新能源、新技术与新模式的支撑。同时，交通运输领域碳中和是一项新的系统工程，要处理好交通发展与减排的关系，需要在顶层上做好道路交通碳排放全寿命周期评估，在过程中倡导绿色低碳出行和发展节能减排技术。因此，《交通工程学》课程内容应推陈出新，及时吸纳“双碳”背景下的新知识和新技术。课程团队还应结合自身研究背景，加快把科研成果转化为教学内容，通过一些研究前沿和热点的实例讲解，激发学生对“双碳”知识的学习兴趣，为培养综合创新的“双碳”人才提供基础。

此外，为了实现专业教育与“双碳”时代同频共振，在课程思政教学中融入“双碳”战略、交通强国战略等，有利于培养学生的历史使命感与民族自豪感，培养学生可持续发展理念，践行低碳生活方式，使其明确自己身上背负的社会责任和时代任务，树立正确的价值观和职业素养[5]。因此，应结合课程内容与“双碳”战略对交通人才的培养需求，提炼出低碳交通、科学素养、工匠精神、家国情怀、民族自信与可持续发展等课程思政育人元素[10]。综上，《交通工程学》课程主要教学内容、思政元素及融合设计如表1 所示。

表1 《交通工程学》课程教学与思政元素融入设计

2.3 教学方法

围绕上述教学目标和课程内容，改进传统教学方法，实施多元化“双碳”教学模式改革。具体从以下几个角度进行。

2.3.1 案例教学，小组合作

将抽象、难懂的理论知识借助鲜活的案例来阐述，可使学生直观感受到交通工程学科与“双碳”目标之间的内在联系与耦合作用，提高学生的学习热情，加深学生的理解和认知。例如，在介绍行人交通特性时，通过一些具体的慢行绿色交通的案例，让学生能够直观理解绿色低碳出行方式与实际意义。采用“小组合作”教学模式，结合具体问题与案例，通过课堂翻转、小组协作与讨论，引导学生思考并讨论案例背后的“双碳”意义，增强学生的参与感，调动学生的学习主动性，从而提高教学效果。

2.3.2 课题驱动，激发兴趣

依托纵横向课题，引导学生参与实验研究，避免传统课堂因教师单向知识灌输而产生的枯燥感，促使学生将课程所讲述的抽象知识转化为实际应用，培养学生理论联系实际和解决实际工程问题的能力。如通过参与道路交通改善项目，启发学生深入了解交通调查与交通规划在实际项目中的应用，增进学生对交通调查意义、内容及要求与交通规划程序的思考与理解。鼓励学生参加大学生创新创业项目、全国交通科技大赛等学术科技竞赛，培养学生良好的科技创新意识和实际动手能力。

2.3.3 追踪前沿，校企联动

交通工程学是一门新兴的应用型学科，具有交叉性强、前沿特征突出和实际应用广等特点。教学内容不应只讲授书本上的知识，还应更多地关注学科研究动态和前沿热点，将最新的学术成果和业界新技术、新案例及时补充到课堂教学中，使学生知识面进一步拓宽，同时对交通领域发展动向有最新的了解。此外，鼓励教师深入交通企业与政府部门交流与合作，及时更新专业新知识，课堂上实现理论与实践相结合，进而提高教学质量。与此同时，积极邀请业界专家走进课堂、走上讲台，定期为学生讲授“双碳”新技术与实际案例，激发学生的学习热情，培养“双碳”工程实践能力。

3 预期成效

通过课程教学目标、教学内容与教学模式的改革，培养具有科学素养、创新意识和综合能力，且能解决实际工程问题的高水平复合型人才，使学生具有强烈的专业自信和获得感，毕业后能得到行业内企业的认可和发展机会。

（1）激发学习兴趣，提高“双碳”战略背景下的交通人才培养质量。在培养交通专业人才时应注重其解决问题的实际能力、科学素养的培养与综合创新创造能力[11]。通过教学内容改革，帮助学生了解《交通工程学》课程重要性及交通专业对实现“双碳”战略与交通强国目标的重要影响，激发学生的学习主动性和学习兴趣，树立正确的绿色、低碳与可持续发展观与职业素养。

（2）增强课程思政教育的时代感和吸引力。课程思政元素紧密结合当前“双碳”与交通强国战略，提升了课程思政教育的针对性和时代性，让学生明确肩上的社会责任，使其成为具有家国情怀的交通人。

（3）培养高素质人才的综合创新和跨界能力。“双碳”目标的实现需要多学科和相关技术的综合、协同，应塑造学生的综合创新与跨界融合意识和能力。

4 结束语

在“双碳”与交通强国战略背景下，对交通专业核心课程教学改革是高校开展“双碳”时代人才培养的必经之路[12]。通过瞄准“双碳”战略背景和交通强国战略需求，对《交通工程学》课程教学目标与教学内容进行更新，精心挖掘思政育人元素与案例素材，以及教学手段的丰富，可以将“双碳”理念有机的融入课程的教学和实践中，激发学生的学习兴趣和主观能动性，为推动高校“双碳”相关专业的学科建设和培养符合时代发展需要的“双碳”科技创新人才提供理论支持[13]。