新工科背景下交通工程人才培养模式改革与思考

李晓华 陈君 王肇飞

摘  要：交通工程专业作为传统的工科专业，曾在交通基础设施建设规划及后期的运营管理领域做出了杰出贡献。但在新工科背景下，开始暴露出很多问题，专业建设与发展面临新的挑战。文章首先总结新工科的含义与特征，并在此基础上梳理新工科背景下交通工程专业人才培养模式改革的必要性，最后从培养目标、课程体系及师资队伍建设等方面探索新工科背景下交通工程专业人才培养模式的改革方案。

关键词：新工科；交通工程；人才培养；课程体系

交通工程学是伴随着汽车工业和道路交通事业的发展而发展起来的。1930年美国成立交通工程师协会，标志着交通工程学科的诞生。1979年，北京工业大学创办交通工程本科专业，成为我国首批招收交通工程专业学生的学校。

2016年6月，我国正式加入国际工程联盟《华盛顿协议》组织，我国的工程认证体系也从此走出国门，工程教育质量实现了国际互认，我国的工程教育改革发展实现了里程碑式的跨越。为了应对新一轮科技革命与产业变革、“中国制造2025”等一系列国家战略，我国提出了建设和发展“新工科”这一发展规划目标。在此背景下，交通工程专业作为的工学专业应如何变革和发展是值得深入思考的问题。

一、“新工科”的内涵与特征

（一）“新工科”内涵

“新工科”是传统工科的迭代更新，“新”字可包含三个层次的含义，即“新兴”“新型”“新生”［1］。“新兴”指从非工科类的基础学科演变发展而来的新学科，如应用理科等基础学科，不仅孕育了一批以新能源、新材料、生物科学为代表的新技术，还催生了如光伏、锂离子电池和基因工程为代表的新产业［1］。“新型”是指对传统学科进行必要的转型和升级，如机械、土木、化工等专业，虽曾是工程学科中的重要学科，但在互联网和人工智能对传统产业的冲击中，这些学科有必要与时俱进，转型改造成为新型工科。“新生”指由不同学科交叉融合而产生出的新学科。交叉融合的方式包括两种模式，一是传统工科专业之间的交叉融合，比如机械与计算机；二是工科与其他学科之间交叉融合，比如生物医学工程。

（二）“新工科”的特征

结合新工科“新兴”“新型”“新生”这一“三新”内涵，“新工科”可实现“交融性”“跨界性”“创新性”“引领性”和“发展性”五个特征［1］。

“交融性”是“新工科”的学科特征，多学科交叉融合，可发挥各学科优势，结合时代背景，或实现传统工科所必要的转型和升级，或产生全新的学科、专业。“跨界性”是“新工科”的产业特征，“新工科”需要突破原有的产业和行业边界，交叉融合其他专业、技术，进行必要的改造、升级，甚至新生。“创新性”是“新工科”的属性特征，是“新工科”的价值所在。“新工科”建设的目的是服务以“新技术、新产业、新业态和新模式”为特点的新型经济，因此在技术、产业上的创新以及创新人才的培养是“新工科”的主要任务。“引领性”是“新工科”的前沿特征，对高等教育而言，“新工科”的建设与发展将为其他学科起到引领和示范作用。对产业发展而言，“新工科”超前布局所孕育出的新技术，将支撑引领新产业的形成。“发展性”是“新工科”的动态特征，是指“新工科”在建设过程中需要根据产业发展的变化和趋势对学科内涵、边界等要素進行及时和超前的完善及调整。

总之，“新工科”代表的是最新的产业或行业发展方向，“新工科”建设亦被称为“卓越2.0计划［2］”，旨在培养具有创新精神、整合能力及国际竞争力的高素质工程技术人才。

二、“新工科”背景下交通工程专业改革必要性

上文介绍了“新工科”的内涵及特征，交通工程专业的“新工科”建设应属于“三新”中的“新型”之类，即对传统学科进行必要的转型和升级。结合“新工科”的五个特征，交通工程专业的“新工科”发展之路应该是以“交融性”和“跨界性”为根本途径，以“发展性”为指导方针，以“创新性”和“引领性”为发展目标。结合目前交通工程专业的发展现状，其在“新工科”背景下的改革必要性归纳如下：

（一）知识体系陈旧，交融性不足

交通工程专业的研究对象是人、车、路和环境，其中较为核心的是人。而有人参与的系统是最为复杂的系统，因此交通工程是一门交叉性很强的学科，其交叉性包含两个层面。宏观层面，交通工程（Traffic Engineering）被国内的学者称为6E学科，6E分别是工程（Engineering）、环境（Environment）、能源（Energy）、教育（Education）、法规（Enforcement）、经济（Economy），因此交通工程学是一门软、硬相结合的交叉应用学科。微观层面，交通工程多门专业课的知识体系需要与其他专业交叉融合。例如交通管理与控制课程课程中，随着科学技术的发展，智能交通技术对城市交通的管理起到越来越举足轻重的作用。在交通安全课程中，需研究驾驶员心理及生理特征。

随着我国经济建设的持续推进以及现代交通行业的不断发展，交通行业的内涵也随着发生了很大的变化。在这种背景下，“大交通”的概念应运而生。传统的交通工程知识体系已经无法满足“新工程”背景下的发展需求，因此需要进行相应的改革。

（二）学科专业存在壁垒，跨界性不足

我国高校现有的学科划分，学习、借鉴了苏联的经验，在学科建设、人才培养等方面所起到的积极作用有目共睹。然而，我国现有高校本科工程教育阶段存在过早专门化、过分专业化等弊端，学生多局限于较狭窄的学科领域，缺少与其他领域的交融。学科壁垒导致过分专业化的人才培养模式与综合化的市场需求不相匹配，这是现阶段大学教育亟须解决的问题［3］。

在如今的时代背景下，学科的差别与界限不是绝对的，各学科之间应该互相沟通、互相渗透、互相借鉴，多学科联合攻关、跨学科融合创新。从这一角度来看，目前的交通工程专业仍存在较强的“学科壁垒”，不符合“跨界性”这一“新工科”属性。

（三）产学研结合不充分，发展性不足

产学研一体化是指大学、科研机构与产业相互合作，充分发挥各自优势。高校通过产学研相结合的人才培养机制，加强与企业、科研机构的联系，紧跟时代发展脉搏，为企业输送符合其要求的优秀人才。企业通过高校的科研团队加速科技创新，助力企业发展，并持续向高校提供设备、实习基地等教学资源，形成良性互动、持续发展的态势。

然而，实际上我国推动高校与企业合作起步相对较晚，初期阶段校企合作基本局限于“横向课题”方面，目前产学研相结合的人才培养机制在交通工程专业的实施过程中体现不够充分，尤其对于本科阶段而言。在整个人才培养方案中，在课程体系的构建、教学内容的设计及教学模式制定等方面，虽有征求企业专业意见的环节，但总体上企业的参与和反馈不足，完善的动态反馈、优化机制尚未形成。目前交通工程专业存在产学研结合不充分现象，不符合“发展性”这一“新工科”属性，存在改革的必要。

（四）对行业的创新、引领作用发挥不充分

目前交通工程专业毕业生在基础知识方面比较扎实，学习能力和执行力比较好，工作踏实，勤劳肯干，但也显示出知识结构单一、跨学科能力、创新能力和综合素质相对薄弱的特点，已成为部分毕业生走上工作岗位后成长过程中的痛点。这种情况也表现在行业的高层管理岗位、尖端技术岗位等高端人才的占有率方面，人才输出情况并不乐观，部分毕业生发展后劲不足、成长空间受限。因此，交通工程专业显示出对新技术、新需求的敏感度不足、学科融合度不够、发展创新性不高的特点，无法满足新工科的“创新性”及“引领性”的属性，亟须改革与完善。

三、“新工科”背景下的交通工程专业的变革内容

（一）培养目标

交通工程专业是一个综合性的学科专业，专业服务范围涉及工、管、理等学科。具体而言，该专业设置的培养目标是从两个层次上解决当前出现的道路交通问题：在宏观上，主要针对区域交通规划、路网规划和交通管理等方面；在微观上，主要针对道路和桥梁等交通基础设施的建设［4］。

传统交通工程专业是培养掌握专业技能，可从事交通管理及规划的人才。在“新工科”背景下，交通工程专业应摒弃之前专业口径过窄的弊端，着重培养兼具实践能力和创新精神的跨学科人才。跨学科人才具备交通规划、交通管理、交通安全、交通信息以及交通运输系统分析等专业知识，毕业后能够更加高效地从事交通规划与设计、交通管理与控制、交通发展政策研究等方面的工作。

（二）课程体系

交通工程专业属于综合性学科，涵盖了工程、经济、环境及法律等多个领域的相关知识。课程体系不仅要注重交通专业思想和工程意识的培养，还要通过实践和自主学习，培养学生在设计、施工、咨询等相关领域的综合能力。综上所述，将交通工程的课程体系分为三个模块［5］，分别是通识教育教学模块、专业教育教学模块、拓展能力培养模块。

1. 通识教育教学模块

此模块包括高等数学、大学英语、计算机技术及思修等课程，在基础知识教学的同时，使学生掌握基本技能，并形成正确的三观。为适应“新工科”发展需要，可增设物联网、大数据、人工智能等选修课，为“新工科”建设助力。

2. 专业教育教学模块

此模块包括专业基础课及专业方向课两部分。专业基础课通过力学、测量学及工程制图等课程培养学生与工程基础技能相关的逻辑思维能力和动手能力。专业方向课围绕交通系统和交通设施两个方面，通过对交通系统、交通设施的规划、设计及管理、控制类课程强化学生的专业素养，初步具备相关专业能力。

在“新工科”背景下，专业课的授课内容需要进行升级。如“交通调查与分析”课程增加大数据采集的内容，可使交通调查更加智能化，提高交通调查的效率和可靠性；“交通管理与控制”课程中增加智慧交通的相关知识，可更好地进行交通智能化管理和控制；至于“交通安全”课程，可融入心理学、医学及生物学技术，提升现代交通安全管理水平。

除原有专业课升级外，还需要围绕交通信息技术领域增加与行业最新发展动态相关的课程，如智慧交通、交通大数据分析与挖掘等，以助力“新工科”建设。

3. 实践能力培养模块

实践能力培养模块，包括多门专业课的课程设计及各类实习。课程设计任务由任课老师根据教学情况，并结合学科发展状况进行布置。课程设计可锻炼学生依据课堂所学的专业知识进行方案设计的能力。实习环节契合各阶段学生需求，从有助于了解专业基本情况的认识实习，到锻炼学生自主设计能力的道路勘测实习，再到深入实习单位进行的生产实习，最后是结合毕业设计题目进行的毕业实习。实践能力培养模块可在拓宽学生视野，开阔学生眼界的同时，培养学生理论联系实践的专业能力。

（三）培养模式

1. 以学生为主体

首先，应改变教师讲、学生听的传统教学方式，改为以学生为主体的教学模式。即制定合理的教学模式，让学生参与到教学环节中。不但可以提高学生的学习兴趣，还能激发学生提取信息、主动思考的能力。其次，在管理层面上建立学生管理信息系统，对学生的学习情况和培养目标达成情况进行评估与跟踪。在明确培养目标和毕业要求的前提下，实施多种考核方式，可以更好地对学生的学习情况进行评估。

2. 竞教结合模式

交通工程專业的各类学科竞赛要求学生具备多学科的综合知识，如数学、计算机、通信及自动控制等。可根据实际问题，在交通工程核心理论知识的背景下，以交叉学科知识为辅助，将其与科技竞赛有机地结合起来，探索实践应用方法，体验学科竞赛成果在工程实际中的应用［6］。

采用竞教结合的培养模式，一方面可调动学生关注学科发展前沿的积极性，另一方面有助于实现理论与实践相结合，培养学生积极探索、思考并解决问题的能力。契合“新工科”发展理念，有利于培养高水平人才。

3. 加强校企协作

积极联合高新技术企业，优化教学形式。例如开展高校与企业联合培养模式，即大学老师主讲，邀请企业导师参与授课。大学老师的强项是雄厚的理论知识底蕴，可培养学生掌握专业知识：企业导师则拥有丰富的实践经验，可引导学生如何理论联系实际，培养学生的实践能力。在校企联合培养过程中，可及时发现并改进现阶段课程设置及人才培养模式中存在的问题，从而形成“反馈—优化”动态完善机制。

（四）实践平台

对高校而言，在人才培养过程中，在培养学生掌握专业素养的同时，要兼顾实践能力及创新能力的培养。只有这样的培养方式，才是满足行业发展需求、契合“新工科”建设理念且符合时代发展特征的培养方式。为实现这样的目标，高校应该建设相应的教学实践平台。具体而言，可包括以下三个子平台的构建：数字化资源平台、多元化试验平台、企业协同育人实践平台［7］。

1. 数字化资源平台

建立由大学教师和企业员工组成的实践资源开发小组，多渠道收集、整理教学资源和实践信息，定期上传至系统，由此建立包括教学及实践资源在内的多维度数字化实践资源平台，为学生的学习提供支持。

2. 多元化试验平台

为实现学生创新能力及工程实践能力培养的目的，在原有的校内模拟实验室和实体实验室的基础上，建设多元化的开放试验平台。实验内容包括基础验证性实验、专业性实验及综合设计性实验。

3. 企业协同育人实践平台

充分发挥校企合作带来的益处，寻找合适且可行的校外实习场所，建立长期稳定的校外实习基地。从而实现产教融合，推进企业协同育人计划，可拓宽学生视野，开阔学生眼界，有助于培养高水平人才，助力“新工科”建设。

四、结语

新时代，伟大祖国的繁荣离不开交通行业的蓬勃发展，在“新工科”视角下，交通工程专业人才培养更是一个复杂的系统工程。基于此，有必要对交通工程专业本科生的人才培养模式进行深入思考和探索，使我国高校交通工程人才的培养目标和培养方法不断发展、完善。将有助于培养具有强大专业知识储备的高素质工程人才，以适应“新工科”的建设，满足日新月异的新时代交通行业发展需要。

参考文献：

［1］ 林健. 面向未来的中国“新工科”建设［J］. 清华大学教育研究，2017（38）：26-35.

［2］ 林健. “新工科”建设：强势打造“卓越工程师教育培养计划”升级版［J］. 高等工程教育研究，2017，18（03）：7-14.

［3］ 邱欣，刘可音，童卫丰，等. “新工科”背景下交通运输专业人才培养路径研究［J］. 教育教学论坛，2021，3（10）：9-12.

［4］ 韩振峰，胡晓军．“新工科”背景下交通工程应用型人才培养体系的构建［J］. 应用型高等教育研究，2017，12（02）：49-53.

［5］ 王芳，孙林华. “双一流”背景下地方应用型本科高校交通工程专业课程体系的构建［J］. 安徽建筑，2020，27（11）：119-121.

［6］ 罗强. “新工科”背景下通过竞教结合提高交通工程专业人才培养质量研究［J］. 科教文汇，2022，1（553）：52-55.

［7］ 张文利. “新工科”背景下地方高校交通工程专业实践教学平台构建［J］. 专家论坛，2020（04）：1-2.

（责任编辑：莫唯然）

作者简介：李曉华（1977—），女，硕士，西安建筑科技大学，讲师，研究方向为城市道路交通问题；陈君（1977—），男，博士，西安建筑科技大学土木工程学院交通运输工程系系主任，副教授，研究方向为基于大数据的城市交通系统分析和优化；王肇飞（1983—），男，硕士，西安建筑科技大学讲师，研究方向为交通运输与管理。