民航智慧交通专业课程体系建设探索

王飞

［摘 要］民航业的快速发展和新一代信息技术的应用促进了民航智慧交通专业的诞生。文章分析了智慧交通专业建设的现状，并从需求调研、建设标准和培养模式方面入手，介绍了民航智慧交通专业建设状况。课程体系建设是专业建设的基石，文章同时对民航智慧交通专业课程体系建设的重要意义、人才培养目标、课程体系建设方案等进行了详细阐述，并对课程体系建设愿景进行了说明。

［关键词］民航运输；智慧交通专业；课程体系；STEAM人才培养模式

［中图分类号］G641［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2024）03-0009-05

大数据、互联网、人工智能、5G通信等新一代信息技术的应用改变了人类的交通需求及出行模式。党的十九大报告提出智慧社会、交通强国目标，明确要求大力发展智慧交通。2019年，中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》提出，要大力发展智慧交通，推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合。教育部印发的《高等学校人工智能创新行动计划》进一步指出，要推进以互联网和工业智能为核心的“新工科”建设，对交通运输、大数据、机械、自动化、计算机和软件工程等大类专业进行综合改革，培养新兴领域的工程科技人才。智慧交通将交通运输与计算机、电气自动化、电子信息与通信、机械设备与自动化等学科进行交叉融合[1]，延伸出了智慧水运、智慧公路、智慧民航等新方向。

2019年，中国民航局首次提出智慧民航理念。2022年，民航局制定了《智慧民航建设路线图》，明确要求增强智慧民航领域人才供给能力，完善人才培养培训体系。依托5G、AI、飞联网、数字孪生等技术，实现空管、签派人员、航空器、机场、气象、空域、特种车辆与场面运行之间的信息交互，这将给民航行业带来极为深刻的变革，实现由人工决策向数据决策的转变。智慧民航产业的转型升级，直接驱动了民航对于跨学科、复合型人才的巨大需求，而传统民航交通运输类专业侧重技能的培养目标和模式已无法适应其建设与发展需求。

总而言之，民航高质量发展和新型技术赋能的双重驱动，对民航人才培养提出了新需求和新要求。毫无疑问，民航智慧交通专业建设为培养跨学科、复合型人才提供了有效的实施路径。如何科学合理地构建课程体系，从而保障培养目标顺利达成，是当前相关高校迫切需要解决的重要问题。

一、智慧交通专业建设现状

教育部于2020年增设智慧交通专业，2021年批准合肥學院开设智慧交通专业，使其成为全国首家，也是第一批唯一一家开设此专业的学校；2022年，批准东南大学等9家院校开设此专业；2023年，又批准14家院校开设该专业。截至目前，我国有24家院校开设了智慧交通专业，中国民航大学（以下简称我校）位列其中，具体如表1所示。同时，我校也是首批开设民航智慧交通专业的高校之一。

我校主动适应新一轮科技革命和行业变革发展，以满足国家民航发展新形势下的人才培养新特点和新要求，民航智慧交通专业应需而设。这既是对我校“一流”交通学科的强有力支撑，也是深化专业供给侧结构性改革、优化本科专业布局的一项重要举措。

二、民航智慧交通专业建设基础

（一）需求调研

培养行业所需人才是一个专业的立足之本，因此，必须全面梳理民航新业态、新岗位的能力需求，明确行业发展对人才的素质要求，针对性地开发课程，构建科学合理的课程体系，才能做到有的放矢。我校专业教师走访了近30家民航单位，包括政府机构、企事业单位、科研机构等，各单位对人才能力需求虽然各有侧重，例如要求具备英语水平、创新能力、实践水平、综合素养等，但基本的能力要求是一致的，可概括为“民航知识+数理基础+智慧思维+编程能力”。民航知识，就是熟悉空管、签派、气象、飞行等业务流程；数理基础，就是能够应用工具进行数据统计分析、建模优化；智慧思维，就是掌握人工智能、机器学习等先进方法；编程能力，就是具备应用计算机进行编程解算和系统开发的能力。

可见，在智慧民航建设过程中形成的新业态和新岗位，对人才的能力需求与传统的管制、签派、现场指挥等技能型岗位需求具有显著差异。此外，民航智慧交通专业是典型的多学科交叉融合的专业，以交通运输工程、计算机科学与技术为主干学科，以系统科学、控制科学与工程、管理科学与工程为辅助学科，注重多学科交叉融合。

（二）建设标准

一是要符合我国的《普通高等学校交通运输类教学质量国家标准》。本标准对培养目标和培养规格、师资队伍、教学条件、质量保障体系等提出了相应要求，并在附录中提出了知识体系和课程体系建设的建议。

二是要符合工程教育专业认证标准。工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保证制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。我国于2016年正式成为国际本科工程学位互认协议《华盛顿协议》的成员。工程教育认证以学生中心、产出导向、持续改进为基本理念，以培养学生解决复杂工程问题的能力为根本定位，对人才培养目标、毕业要求、课程体系、教学落实、评价与反馈等各个环节进行系统设计与实施。

民航智慧交通专业属于交通运输类专业，必须将国家的相关标准作为“上位法”贯彻实施。另外，该专业授予工学学位势必要进行工程教育专业认证，应符合认证标准。

（三）STEAM教育模式

STEAM即科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、艺术（Art）、数学（Mathematics）[2]。STEAM教育就是将科学、技术、工程、艺术、数学融合于一体的综合教育，目的是打破原有的学科划分界线，通过综合学科素养的培养达到使学习者能解决实际问题的目的[3]。STEAM教育模式如图1所示。STEAM教育模式包括教育目标、学科综合、学科分类及专业课程四个层次，四个层次依次形成宝塔结构。宝塔第一层是人才培养的终极目标；第二层是不同学科知识内容的交叉与融合，强调多学科的综合；第三层是学科分类，包括科学、技术、工程、艺术、数学等核心学科知识模块，强调各个学科的相对独立性；第四层是具体专业课程，强调各专业课程相关基础和专业知识的学习。民航智慧交通专业具有典型的跨学科特点，因此非常适用STEAM教育模式。[教育目标][学科综合][学科分类课程体系是专业建设的关键环节，也是实现人才培养目标和培养规格的重要载体，更是实施STEAM教育模式的坚实基础和重要保障。因此，本文将对民航智慧交通专业课程体系构建进行阐述。

三、民航智慧交通专业课程体系构建

（一）重要意义

我校传统的交通运输、交通管理等专业经过十余年的发展已取得了显著成效，为我国民航业培养了大量的管理和运行人才，虽然经历多次提质升级，但本质上仍以应用型人才培养为主。然而，在当前智慧民航深入建设阶段，其学科单一性、知识片面性、思维固化性等问题也越发凸显。民航智慧交通专业瞄准行业发展的人才需求，制定了培养跨学科、复合型人才的培养目标，这一培养目标具有如下意义。

一是有利于人才培养目标的顺利达成。实现培养目标要以翔实的培养计划、完整的课程体系建设作为支撑，课程设置合理与否直接决定着高校人才培养质量的高低[4]。课程体系是实现培养目标的重要载体与手段，决定了所培养人才的规格、质量与水平。课程体系的广度与深度将直接影响人才培养目标定位的层次及规格，反映出某一具体专业对人才培养规格的要求[5]。培养目标只有以课程体系为载体，才能在受教育者那里得以实现。面向民航智慧交通专业的跨学科、复合型人才培养目标，是在系统性梳理智慧民航建设对人才能力要求的基础上，科学合理地构建课程体系，为实现人才培养目标奠定坚实的基础。

二是有利于传统交通类专业提质改造。智慧交通专业并不能为智慧民航建设的所有领域和岗位提供契合的人才，因此开设智慧交通专业，并不意味着放弃传统交通运输类专业，而应当是精准定位、各司其职。传统交通运输类专业在智慧民航建设中需不断进行自我改革和完善，而智慧交通专业的成果可以为这些专业的提质改造提供借鉴。

（二）人才培养目标

民航智慧交通专业的人才培养目标为：面向两业融合和交通强国、智慧民航建设，立足本硕博贯通式人才培养设计，坚持立德树人，培养学生德智体美劳全面发展，使学生具有高度的社会责任感和良好的科学、文化素养，既掌握民航系统规划、设计、运行与管理等业务知识，又精通大数据处理技术、资源优化配置问题的建模和求解、计算机技术等应用技能，毕业后能够在民航相关技术部门从事科学研究、规划设计、运行管理和数据服务软件开发等方面的工作，具备较强的自学能力和创新精神的高素质科技创新人才。

将人才培养目标进行分解，可以确定主干课程，再根据课程间的逻辑确定课程的衔接关系，进而形成主干课程体系。

（三）课程体系建设方案

民航智慧交通专业面向跨学科、复合型人才培养目标，聚焦未来航空器运行过程的动态自主间隔保持、基于航迹运行、地空数字化指令、空域灵活管理等规划、管理和运行的新形态，梳理民航智慧交通专业所涉及的支撑学科，并进行知识重构和归类，分别以通识类、交通类、计算机与大数据类为脉络来科学设置课程，然后将这些课程融合，创新形成跨学科的民航智慧交通类课程，从而构建基于这四类课程的课程体系，具体如图2所示。将“理论+实践”“专业+思政”的理念贯穿于这四类课程建设中。

通识类课程主要包括思想政治、军事理论、体育教育、数学物理等，主要培养学生正确的政治方向、良好的人文素养和科学的逻辑思维。

交通类课程遵循“交通分析、交通规划、交通优化管理、交通仿真评估”的脉络，结合空中交通的特点，开设交通系统分析、空域机场系统规划与设计、空中交通仿真与评估技术等课程。

计算机与大数据类课程遵循“数据采集、传输、处理与分析、存储”的脉络，结合空中交通管理应用场景，开设Python语言程序设计、空管设备与系统、计算机网络与通信、交通数据统计与分析、数据库技术与应用等课程。

民航智慧交通类课程主要培养学生运用智慧思维针对智慧民航应用场景进行系统开发的能力，开设航空地理信息系统、智能调度理论与方法、民航信息系统、智慧民航综合实践等课程。

通过这四类课程的交叉融合来构建跨学科的课程体系，并不是对传统民航交通运输类专业培养方案的简单完善，而是面向新时代交通强国战略目标和智慧民航建设任务的背景，对传统民航交通运输类专业课程在高度、广度和深度上进行根本性的提质改造和体系重构，从而适应新业态对人才能力的新需求。尤其是创新性地提出民航智慧交通类课程，国内外并没有可以借鉴的先例，是一项极具创新价值的开创性工作。民航智慧交通专业所构建的主干课程体系如图3所示。

四、民航智慧交通专业课程体系建设愿景

（一）瞄准行业需求，深度融合产学研用

符合行业发展需求，是专业课程存在的根本前提和重要基础，脱离了行业需求，专业课程将成为无源之水。因此，在构建民航智慧交通专业课程体系时，要瞄准智慧民航建设对人才多样化、复合型、高层次的需求，逐步完善主干课程体系，实现产学研用的深度融合。

（二）打破学科界限，构建交叉课程体系

民航智慧交通专业涉及交通运输工程、计算机科学与技术、控制科学与工程、管理科学与工程等学科，跨学科特征十分明显。其以知识点为基本单元，以应用场景为载体，重构知识体系，进而建立课程。梳理每一门课程的逻辑关系，进一步形成课程体系。民航智慧交通专业课程体系不能仅是各学科形式上的简单堆砌叠加，而應当是知识内容的深度融合。

（三）利用智慧平台，打造线上线下一体化

为促使学生充分利用课堂外的时间进行自主学习和过程性考核，我校研发了智能学习平台——郁金香平台。该平台采用任务式教学法，引导学生完成每一项学习任务，并能对学生进行阶段性考核，有效实现了线上线下混合式教学。

五、总结

民航业的快速发展呼唤智慧交通专业。作为新兴专业，其课程体系建设没有成熟的案例可以借鉴，目前还处于探索阶段。本文从行业实际需求出发，结合民航智慧交通专业的跨学科特点，经知识重构后形成四类课程，进而构建本专业的课程体系。本文成果可应用于我校其他传统交通类专业的升级改造，从培养应用型人才逐步过渡到培养创新型人才，也可为其他民航院校建设智慧交通专业提供借鉴。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 彭涛，许淼，关志伟.智能交通专业建设及发展模式探析[J].教育现代化，2019， 6（9）： 83-85.

[2] 董宏建，胡贤钰.我国STEAM教育的研究分析及未来展望[J].现代教育技术，2017（9）：114-120.

[3] 范文翔，赵瑞斌，张一春.美国STEAM教育的发展脉络、特点与主要经验[J].比较教育研究，2018（6）：17-26.

[4] 杨有振，王书华，卫博.高校人才培养目标与课程体系设置改革研究[J].山西财经大学学报（高等教育版），2010，13（4）：10-15.

[5] 陈立乾，高亮.培养目标与课程体系在人才培养中的作用及关系[J].赤峰学院学报（自然科学版），2014，30（3）：270-272.

［责任编辑：刘凤华］