新时代背景下工科课程教学质量提升探索

［摘 要］ 新时代背景下探索课程教学质量提升路径，对于培养可堪大任、德才兼备的高素质人才具有重要意义。首先，以“智能交通系统集成”课程为例，分析了课程教学在价值观引领缺失、教学内容陈旧、教学形式单一方面存在的问题；其次，以新时代教育价值观为导向，从价值观培育、教学内容优化、教学形式多样化设计三个方面提出了教学质量提升策略。所提策略能够有效改善教学效果，更好地服务新时代交通强国人才培养。

［关键词］ 智能交通系统集成；新时代；教学质量；提升策略

［基金项目］ 2023年度国家自然科学基金青年项目“基于边缘计算的交通网络流协同低碳控制”（62203021）；2023年度中国博士后科学基金面上项目“基于云边协同的智能网联混合交通流分布式协同控制”（2023M730150）

［作者简介］ 张永男（1991—），男，山东济宁人，博士，北京工业大学城市交通学院讲师，硕士生导师，主要从事人工智能、智能交通优化与控制研究；李昀轩（1989—），男，山东威海人，博士，北京工业大学城市交通学院讲师，硕士生导师，主要从事交通安全、应急交通研究；李同飞（1990—），男，山东泰安人，博士，北京工业大学城市交通学院副教授，硕士生导师，主要从事网联自动驾驶、复杂交通系统建模与优化研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）52-0012-04 ［收稿日期］ 2024-07-24

引言

2024年3月18日，习近平总书记在湖南第一师范学院考察时强调：“学校的办学宗旨，既要提高学生的文化素质，又要引导学生立志报国。”［1］这是习近平总书记围绕新时代教育使命与要求，在“立德树人”的基础上，提出第二个“立志报国”的教育目标。作为教育一线的高校教师，如何在新时代教育价值观的引领下上好每一堂课，培养造就一批理想信念坚定、专业素养过硬、听党话、跟党走的新时代高素质人才，成为摆在我们面前的头等大事。

彭一江［2］从教学理念、课前准备、课堂授课、师生互动以及课后辅导五个方面阐述了大学教师课堂教学质量提升的途径与方法；张忻等［3］针对“材料性能”课程存在的教学模式单一、学生主动性不高、参与度偏低等问题，从教学方法、教学资源、教学考核评价过程等方面提出课程建设的新思路和具体内容。然而，大学教师除了在传道授业方面需要不断精进教学水平以外，还需要在立德树人方面积极引导学生树立矢志报国的远大理想［4-5］。

“智能交通系统集成”作为交通设备与控制工程专业本科生的专业限选课，从集成性、系统性和综合性的视角，研究智能交通系统感知、传输、存储、处理和发布等模块涉及的典型技术，以及系统集成方案，为学生从事城市智能交通系统管理和控制相关工作奠定初步基础。本文将以“智能交通系统集成”课程为例，深入剖析教学实践过程中面临的问题与挑战，探索新时代背景下工科课程教学质量改善方法。

一、“智能交通系统集成”教学面临的问题与挑战

（一）知识传授与新时代价值观引领的脱节

知识传授与新时代价值观引领的脱节，已成为教育领域亟待解决的一大挑战。这一问题不仅深刻影响着学生的全面发展，还束缚着高等教育在培育新时代高素质人才方面的潜力与效能。以“智能交通系统集成”课程为例，传统教学模式在专业知识传授方面游刃有余，但是在树立社会主义核心价值观、培养家国情怀等方面却明显不足，造成了专业知识传授与道德品行培育之间的失衡。比如，部分学生受功利主义思潮的侵蚀，过分追求应试技巧获取高分以争取保研机会，或是采取不正当手段，如贬低他人、抬高自己，在激烈的学业竞争中占据优势。此外，手机依赖、作息紊乱以及学习动力不足等现象，已经悄然成为当代大学生群体中不容忽视的普遍问题。这类学生在课堂上往往表现出求知欲冷淡、注意力涣散以及精神状态萎靡不振。究其根源，笔者认为当前的课程教学未能充分激发学生的学习热情，无法让学生在专业学习中找到归属感、成就感和幸福感。此外，当前的课程教学缺乏一套富有感染力的价值观引导体系，不能有效促进学生的精神成长与价值观的塑造，难以激发学生的学习动力与内在潜能。

（二）教学内容与新时代智能交通发展的脱节

随着人工智能、通信技术、车联网以及云边协同计算等前沿科技的迅猛发展，智能交通系统集成领域正经历着前所未有的深刻变革。然而，当前课程教学大纲所覆盖的教学内容，已逐渐显露出与新时代智能交通行业发展需求之间的脱节。鉴于此，笔者深入剖析课程教学内容，归纳总结出以下问题。

1.交通信息采集方式的滞后性。当前教学侧重于磁场、微波雷达、压力感应、视频监控及浮动车等传统数据采集手段，未能充分反映移动互联网、物联网及智能网联车技术带来的多模态数据融合趋势。

2.人机交互方式的时代脱节。传统的人机交互教学内容仍停留于基于仪表盘与导航系统的辅助驾驶层面，未能捕捉到新能源智能驾驶车辆兴起后个性化、智能化人机交互服务的快速发展趋势，与当前市场需求和技术革新存在明显差距。

3.道路收费系统的局限性。当前教学对收费系统的介绍局限于人工、半自动及全自动收费模式，这些模式虽有其实用价值，但却受限于实体收费站的物理空间与布局，导致车辆在通过收费站时不得不减速、排队，降低了车辆的通行效率。

4.交通控制策略的片面性。交通控制部分的教学内容仍侧重于人驾车辆场景下的定时控制、感应控制及自适应控制等，未充分考虑未来人驾与智驾车辆混行的复杂交通场景，缺乏对未来交通管理策略的前瞻性探讨。

（三）教学形式与新时代大学生信息接收方式的脱节

新时代背景下，大学生群体置身于信息洪流之中，习惯性地通过社交媒体平台、在线教育平台以及学术论坛获取信息与知识。然而，传统的课程教学模式往往局限于课堂讲授与教材研读，未能充分响应学生群体对于信息接收方式多样化的迫切需求。因此，笔者结合实际观察和教学经验，总结出以下问题。

1.课程开始的几分钟至十几分钟，是学生注意力最为集中的黄金时段。若未能有效利用此阶段激发学生的学习兴趣，则可能导致学生分心、走神，甚至厌学。随着时间的推移，这种负面情绪可能会在学生群体中逐渐累积并相互传递，学生之间的相互影响和情绪共鸣可能进一步加剧课堂氛围的沉闷和压抑，使后续的教学过程更加难以开展。

2.课程教学是为了培养本领域内的高素质专门人才，而人才的最终去向是就业。然而，当前教学往往偏重理论讲授，忽略了对学生就业导向的明确指引，导致学生对所学知识的实用价值与未来职业路径感到迷茫。此外，很多大学青年教师缺少行业从业经验，当谈论学生就业去向或者行业发展时，往往浅尝辄止，难以在学生群体中引起共鸣，进而影响教学效果。

3.作为一门理论与实践并重的课程，当前教学过度依赖理论讲授，缺乏对信号控制、道路收费、交通诱导及公交优先等系统实际操作与应用的演示与探讨。这种理论与实践的割裂，不仅限制了学生对技术应用场景的深入理解，也使他们难以把握智能交通领域的最新技术动态与实际应用案例，错失与行业前沿接轨的机会。

4.当代大学生对新生事物表现出高度的接受度与好奇心。然而，传统PPT与板书相结合的教学模式，难以持续吸引学生的注意力与兴趣。如何有效融入虚拟现实、大语言模型等先进技术，创新教学模式，使学生更加主动地学习专业知识，成为亟待解决的问题。

二、“智能交通系统集成”教学质量提升策略

（一）积极融入思政元素，铸牢新时代价值观与专业认同感

《高等学校课程思政建设指导纲要》中指出，全面推进课程思政建设，就是要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，这是人才培养的应有之义，更是必备内容。然而，如何在教学过程中巧妙地融入课程思政元素，做到育人润物细无声，仍然值得进一步研究。笔者结合自身教学经验和文献资料，谈几点改进建议。

1.通过视频资料、经典案例等多媒体手段，生动展现我国智能交通系统集成从萌芽到壮大的历史发展脉络、既有成果及未来蓝图，使学生直观感知交通强国战略的深远意义与宏伟目标，从而激发学生为国家智能交通事业努力奋斗的热情和历史使命感。

2.精选国内智能交通系统集成领域的标志性自主创新项目，如智慧高速公路、自动驾驶示范区、城市大脑等，深入分析其涉及的理论创新、技术创新和社会价值，以此增强学生的民族自豪感和专业自信，激发其探索未知、勇于创新的精神。

3.明确智能交通系统集成是多学科交叉融合的典范，引导学生关注并深入理解信息技术、通信技术、大数据、人工智能、智能网联汽车等前沿科技在智能交通领域的最新应用与发展趋势，培养其跨学科思维、知识整合与协同创新能力，为解决复杂交通工程问题奠定坚实基础。

4.在讲解智能交通系统集成如何缓解城市交通拥堵、提升通行效率的同时，巧妙融入绿色、低碳、环保的生态理念，阐述其在推动国家实现“双碳”目标进程中发挥的关键作用，引导学生树立可持续发展理念，增强学生对专业课程学习价值的深层次认同，培养其成为未来智能交通领域可持续发展的推动者与实践者。

（二）及时更新课程内容，紧跟新时代智能交通行业发展的脚步

为了适应新时代智能交通系统对高素质科技创新人才的需求，应及时将涌现的新方法、新技术结合具体的交通应用场景，不断丰富、优化和更新课程教学内容，激发学生学习的自觉性和主动性。笔者认为，作为大学教师，应当紧盯行业发展和学术前沿，不断学习、消化新知识、新方法，进而不断更新迭代课程内容，让学生能够以全新的视角认识、理解和感受科技创新带给智能交通行业的冲击和发展。针对“智能交通系统集成”这门课程，笔者结合自身教学科研实践和文献资料，从更新教学内容上提出几点改进建议。

1.构建多模态交通信息采集体系。在介绍传统磁场型、微波雷达、压力式、视频及浮动车等数据采集手段的基础上，拓展至车联网、5G通信、智能网联车等前沿科技的融合应用，深入剖析人车路环境的全面互联互通与信息交互机制，建立数据融合的多模态交通信息采集体系，以展现智能交通系统集成的综合感知能力。

2.引领人机交互新风尚。结合大语言模型与新能源智能驾驶系统的发展，课程应引入更多关于智能座舱、语音控制、手势识别等先进交互技术的探讨以及如何赋能个性化、智能化的驾驶体验，如抬头显示技术如何显著提升驾驶安全性，引导学生探讨人机交互界面的未来发展趋势及其对驾驶行为的影响。

3.探索新型道路收费系统。引入基于北斗导航定位和区块链的新型自由流收费系统，详尽解析其技术架构、软硬件构成、推广优势及当前挑战，培养学生的创新思维与解决实际问题的能力。

4.创新交通控制策略。在巩固传统点、线、面控制模式的基础上，探讨新能源智能驾驶汽车普及对既有交通控制系统的挑战，鼓励学生思考在智驾与人驾混行的复杂场景下，如何创新交通信号控制策略，以及如何通过车路云一体化控制模式实现交通大模型的应用落地，培养其跨领域整合技术优势与协同创新能力。

（三）创新教学形式，打造新时代生动有趣的智慧课堂

为了打造多元互动的智慧课堂，深度激发学生的学习兴趣与探索欲，笔者结合实际教学经验，提出以下几方面策略以优化教学体验与成效。

1.建立课前视频导入机制。精心策划并播放一段3～5分钟的开场视频。视频内容应涵盖但不限于新兴技术与方法的概览、科学家探索历程的生动再现，或紧密贴合课程内容的时事新闻与科学发现。此举措旨在利用视觉与听觉的双重刺激，迅速吸引学生的注意力，激发其好奇心与求知欲，为后续教学奠定良好的情感与认知基础。

2.建立行业专家交流平台。每学期积极邀请2～4位智能交通系统集成领域的资深专家，通过线上直播或者线下讲座的形式，分享实际项目案例与行业经验。此举不仅能为学生搭建与业界精英直接对话的平台，使其能够直观理解所学技术在行业应用中的价值与影响，还能促进理论与实践的深度融合。同时，行业专家的职业规划建议，能够为学生提供宝贵的行业视野与发展方向指引。