交通信息工程及控制专业创新人才培养机制

[摘 要] 在创新型国家发展战略背景下，建立与完善创新人才培养体系是新时代赋予高校的基本使命与任务。以北京航空航天大学交通信息工程及控制专业为例，剖析学科创新人才培养过程中存在的课程体系不健全、教学模式单一化、理论实践结合不紧密等问题，结合学科专业特点明确创新人才培养目标，提出包括教师队伍创新能力提升、传统课程体系改革、实践性教学模式探索、多样化考核方式设计四项改革建议与措施，初步实施后取得良好的授课效果，学生创新能力有所提升，有效实现了交通信息工程及控制专业创新人才培养。

[关键词] 交通信息工程及控制;创新型人才;培养目标;体系机制

[资助项目] 2021年度北京航空航天大学研究生教育与发展研究专项基金“交通信息工程与控制专业创新人才培养体系和机制研究”（JG20211324）

[作者简介] 陈 鹏（1982—），男，河南濮阳人，博士，北京航空航天大学交通科学与工程学院副教授，主要从事智能交通运行与控制研究。

[中图分类号] G643.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）18-0009-04 [收稿日期] 2021-08-13

引言

加快创新型国家建设是新时代国家发展战略之一，要始终明确“创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑”[1]。培养符合国家需求、顺应时代发展的创新型人才则是创新型国家建设和创新驱动发展战略实施的强劲根基。教育部在2017年对全国高校提出要求，将创新创业教育贯穿人才培养全过程，把增强学生创新创业意识，提高创新创业能力摆在首要位置。研究生教育作为培养高级人才的主要途径，需要注重锤炼学生的创新思维意识、创新实践能力，源源不断为国家和社会输送具有创造性贡献的人才。

在综合国力增强、城市现代化进程加快的今天，社会对交通运输领域的人才需求也大幅提升。交通信息工程及控制作为隶属于交通运输工程的二级学科，面向国民经济发展的主战场，为提升交通运营效率、改善交通运输管理、布局智能运输系统建设而服务[2]。无论从当前还是长远发展角度来看，加强本学科创新人才培养，顺应现代交通发展趋势，是新时代、新使命、新征程赋予的新任务。

在交通信息工程及控制专业创新人才培养体系和机制研究中，重点关注学生创新思维与意识的培养，强化提升学生的创新实践技能，并将实践教学与创新能力培养紧密结合。本文立足于交通信息工程及控制专业创新人才培养目标，通过改进实践教学模式、提升教学水平等方式，探索合适的教学方法，注重理论与实际相结合的培养模式，有意识地引导学生进行创新性学习，从而建立一套完善的学科创新人才培养体系和机制。

一、交通信息工程及控制学科基本情况

北京航空航天大学于2007年10月成立交通科学与工程学院，负责交通运输工程一级学科建设，并覆盖交通信息工程及控制、交通运输规划与管理、载运工具运用工程等二级学科。以科学发展观为指导，以培养适应交通现代化发展需要的创新型人才为目标，立足我国交通运输领域的重大需求，瞄准国际交通科技前沿，重点围绕综合交通系统协同运行与安全控制，建设具有空地协同和车路协同特色，能够引领未来交通发展的科技创新平台，逐步发展形成智能车路协同与安全控制、空地信一体化机场场面交通控制、综合交通系统需求管理、航空器适航技术、车辆智能化与系统优化、机场道面结构与安全状态监测等6个稳定的研究方向。

二、交通信息工程及控制专业创新型人才培养存在的问题

我国现代化城市基础设施建设逐步完善，生活物质条件迅速发展的同时，造成交通需求的急剧膨胀，引发包括交通拥堵、交通安全及环境污染等一系列问题，国家逐步加强对交通科技领域的关注与投入，特别是交通科学技术领域创新型人才的培养力度。当前交通信息工程及控制学科方兴未艾，智能化、信息化、一体化已然成为交通科学领域研究前沿和工程应用重点[3]。然而，课程体系不健全、教学模式单一化、理论实践结合不紧密等问题也在一定程度上制约了交通信息工程及控制学科的创新型人才培养。我国在交通信息工程及控制专业的硕士培养上存在以下几方面问题。

（一）课程体系设置不合理

当前交通信息工程及控制专业的课程体系较为单一，未实现交通类课程与学科前沿领域、计算机科学技术的有机融合。简单堆砌的专业课程不利于学生系统性、结构性的学科知识体系构建，创新思维与创新意识在此束缚下不能得到有效地锻炼与强化。主要体现在以下几个方面：（1）课程体系构建的指导性不足。指导性思想着重突出传统交通领域的建设，未能突出体现现代化、前沿化的学科特色，在培养学生创新思维、创新能力和工程实践能力方面需要完善。（2）部分课程设置不合理。目前缺少对课程开设的必要性与充分性的探讨，致使不同的课程可能存在知识重叠现象，或是课程间的关联性不足等问题使得所学专业知识过于碎片化。（3）课程选择范围有限。由于教学资源等问题的限制，多数学生所学课程往往相同，不能根据自身需求有针对性地选择感兴趣或符合自身研究方向的课程。

（二）授课内容陈旧

工科类研究生的教学内容不应局限于基础的理论知识，应重点关注学术前沿领域的相关方法与技术，通过案例讲授等形式，将理论与实践相关联，深入了解学科知识在实际生活中的应用。对于交通信息工程及控制专业而言，交通科技发展重点逐渐转向以车路协同、车联网、交通资源融合共享等方面为代表的智能交通领域，传统的交通理论知识难以满足现代交通运输工程领域专业人才的需求。这要求教师能够结合学科前沿技术和发展趋势，及时地将近期相关优秀论文、课程资料及工程实践案例等内容介绍给学生，极大地提高学生的学习兴趣，并拓宽学生学术视野。但是现阶段大多数交通信息工程及控制专业的授课内容过于陈旧，重复性、滞后性等问题使其脱离学科发展现状，学生的知识结构难以跟上新时代的步伐，创造思维、创新意识的提升过于缓慢。

（三）教学方式单一

教学手段与教学方法的单一性是传统教学方式的弊端。当前研究生阶段的授课手段较为有限，纸质教材和PPT课件演示的效果一般，而数字化软件或教学器材尚未能灵活地应用于课程教学当中，学生不能直观地接纳与吸收授课内容，难以充分将所学知识延伸至工程实践。在教学方法上更着重体现教师讲授为主，学生自主讨论和交通仿真场景设计及实验为辅的传统模式，此类教学方法注重教师对知识的讲授，学生更多处于被动接受的状态，限制了学生对问题的发散性思考。教师与学生的互动往往能够在活跃课堂气氛的同时，提高学生的思维敏捷性，从而使学生积极参与课程学习。此外，学生上课听讲，课后完成作业的传统模式也导致了学生的学习倦怠性，从而降低学习效率，束缚了学生的创造力，不利于专业创新型研究生人才的培养。

（四）理论学习与工程实践相脱节

交通信息工程及控制专业具有理论指导与实践应用相结合的特点，课程教学与工程实践的融合应贯穿于研究生培养的全过程，有必要根据教学内容变换教学场地，有效提高教师教学质量，利于学生直观地了解交通现象、分析交通行为，进而发现交通运行背后的规律。然而，现阶段学生的学习仍停留在理论层面，较少接触到交通工程中的实践应用，致使学生不能灵活地将所学知识应用到实际的交通场景中。传统的教学模式没有将交通实践知识系统化、结构化和理论化，教学内容与工程实践的融合出现脱节现象，同时也削弱了学生参与工程实践的积极性。如何将理论知识与工程实践深度融合，减少两者之间的差异是交通信息工程及控制专业教学改革的关键，也是学科创新型人才培养的重要突破口。

因此，有必要结合交通信息工程及控制专业的特点及当前学科发展存在的问题，明确创新人才培养目标，构建并优化创新型人才培养体系，更好地发挥高校创新型人才培养及社会服务的功能。

三、交通信息工程及控制专业创新型人才培养目标

根据国家建设与社会发展的需要，明确本专业创新型人才的培养目标是研究生培养工作中的首要任务。为此，结合交通信息工程及控制学科性质与本专业学生特点，有针对性地制订创新型人才培养目标与要求。

（一）夯实理论基础、提高实践能力

系统掌握本学科专业理论知识是对新时代创新型人才的必然要求。学生通过回溯学科发展史，更好地把握学科发展现状与未来发展方向，将先进理论、技术与实验研究方法融会贯通，以端正严谨的态度投入科学研究。同时，实践能力的提升应跟上理论知识学习的步伐，通过参加科研竞赛、工程实践等活动切实激发学生的学习热情、调动活动参与积极性。将理论知识应用于实践不仅可以检验自身学习成果，还能够提升学生的动手能力与创新实践意识。

（二）强化科研素质与能力

科研训练是培养学生创新能力的主要途径，应贯穿于整个研究生阶段。研究生教学过程中所开展的一系列科研活动是对研究生理论基础的强化和发散思维的锻炼，通过构建以问题为导向的学习模式和启发式教学手段引导学生对科研问题进行讨论与探索，发现本学科与其他科研领域的关联性，进一步培养学生的科研思维与思辨能力。

（三）适应现代化交通发展趋势

交通信息工程及控制学科的创新型人才培养要适应现代交通发展潮流与趋势。在课程教学中融入学术发展前沿和实践案例分析，使学生充分了解本学科的最新发展动态，以及在相关生产生活中的应用。突破课本内容的局限性，广泛关注国内外学科发展动向，构建全面而完整的知识框架以拓宽自身研究视野，为日后从事交通事业、科学研究奠定良好基础。

四、交通信息工程及控制专业创新人才培养改革

为培养交通信息工程及控制专业学生的创新思维、创新能力和实践能力，结合前文指出的创新型人才培养存在的问题，以及人才培养目标和要求，从教师队伍、课程体系、教学模式和考核方式四个维度进行探讨，提出如下具体改革方案与措施。

（一）教师队伍创新能力提升

教师在学生创新能力培养过程中扮演关键角色。交通信息工程及控制专业由于涵盖课程面广，研究方向多，授课教师数量也多。虽然每名教师的授课风格不尽相同，但要求教师应具备创新性思维、创新性意识及创新性能力。授课教师要能够及时更新教学内容、转变传统教学方式、丰富教学手段。在授课过程中，重视学生的实际操作与动手能力，结合学科发展前沿与社会需求等现实问题，有意识地引导学生进行发散性思考与提问，从而锻炼其形成良好的创新思维与意识。

（二）传统课程体系改革

课程教学是学生提高理论素养的主要途径，研究生所进行的一系列科研活动的实质是对其所掌握知识的拓展与延伸。国外一流大学在交通信息工程及控制专业学生培养过程中，不仅要求研究生能够掌握基础的理论、技术、案例研究，还要求具有透过现象看本质的能力，强调独立思考的重要性，引发学生对交通基础理论、现象背后蕴含的信息采集、融合、挖掘等方法学的思考与探讨[4]。学生可以从自身实际情况出发，结合能力与需求有针对性地从包含公共基础课、专业技术课的课程体系中进行课程选择。鉴于此，可以在课程中融入前沿技术理论和应用成果，丰富的课程体系使得学生在满足专业需求的同时拓宽视野，现代化的教学内容将打破传统课程设置的局限性。

（三）实践性教学模式探索

实践性教学既可以帮助学生夯实理论基础，又可以提高其发现问题、分析问题和解决问题的能力，理论与实践的有机结合使得实践性教学十分有利于学生创新能力的培养，并为日后从事科学研究奠定基础。为此，提出以下四点实践性教学探索方向：（1）研究生专业导师往往都具备丰富的实践经验，充分将此类优势发挥到研究生素质能力提升中，根据学生能力与特点进行针对性的培养与指导，帮助学生建立科学的思维方式与创新意识，激发其主观能动性。（2）鼓励学生之间、导师与学生之间，特别是不同专业背景的学生之间进行问题的探讨与研究，不同的知识沉淀、思维方式的碰撞将激发学生更大的潜力，实现综合素质与能力的全面提升。（3）组织学生参加各级创新创业大赛、交通科技竞赛等，以提升学生的创新实践能力，使得学生能够更系统地增强专业知识的应用能力、工程实践能力和创新能力。