魏明　堵俊　吳曉　孫博

摘要：智能交通是一個多交叉學(xué)科，融合交通、計算機、自動化等交通主干學(xué)科。本文以培養(yǎng)不同多交叉學(xué)科專業(yè)學(xué)生在智能交通集成方面的設(shè)計、研發(fā)、安裝集成和維護為目標(biāo)，構(gòu)建以計算機軟件基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、交通基礎(chǔ)理論、智能交通技術(shù)、交通控制集成系統(tǒng)、智能交通綜合實驗為基礎(chǔ)的課程群，依托一個真實項目，將多門課所涉及的相關(guān)知識點串聯(lián)起來，優(yōu)化整合教學(xué)和實驗內(nèi)容，在修訂教學(xué)和實驗大綱基礎(chǔ)上，通過改進課程教學(xué)方式、課內(nèi)外作業(yè)設(shè)計、整周實踐環(huán)節(jié)等途徑加以實施。

關(guān)鍵詞：智能交通系統(tǒng)集成；優(yōu)化整合課程資源；應(yīng)用型人才

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）17-0048-02

南通大學(xué)是江蘇省和交通運輸部共建的地方綜合性大學(xué)。為了推進省部共建工作，我校近年來非常重視交通教學(xué)和科研，其中，智能交通綜合訓(xùn)練中心于2013年被遴選為江蘇高校實驗教學(xué)與實踐教育中心建設(shè)點。該中心面向交通、計算機和自動化等所有交通主干專業(yè)學(xué)生，構(gòu)建以智能交通為工程背景的多層次、多方位的多個實訓(xùn)平臺，除了要求學(xué)生掌握扎實的軟硬件能力之外，還需要學(xué)生熟悉常見的智能交通設(shè)備，包括交通流檢測器、電子警察、信號機、信號燈等，通過交通設(shè)計、交通管理與控制等相關(guān)交通基礎(chǔ)理論課程學(xué)習(xí)，根據(jù)智能交通施工規(guī)范，將不同設(shè)備安裝在正確位置上，實現(xiàn)從交通數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和控制的全過程。這決定了智能交通綜合訓(xùn)練中心以培養(yǎng)學(xué)生掌握智能交通的核心技能為目標(biāo)，不僅要求學(xué)生所要掌握的軟硬件知識不僅比計算機、自動化多，而且比一般交通專業(yè)多，對該智能交通方向的教學(xué)管理提出了新的挑戰(zhàn)。因此，亟待構(gòu)建面向交通主干專業(yè)學(xué)生的智能交通系統(tǒng)集成方向課程群建設(shè)。智能交通涉及交通、計算機、電子信息等學(xué)科多門課程，若各門課程之間缺少融合，僅按一門課程獨立進行方案設(shè)計和建設(shè)，容易造成教學(xué)和實驗內(nèi)容重復(fù)、授課學(xué)時緊張以及相關(guān)知識點的前后銜接混亂等現(xiàn)象，從而造成無法培養(yǎng)學(xué)生具備用人單位最看重的工程實踐能力的缺憾。為了培養(yǎng)交通系統(tǒng)集成方面應(yīng)用型人才，以系統(tǒng)的觀點充分考慮智能交通多交叉學(xué)科的各課程所包含的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的共性和特性，合并相同或相近的實驗內(nèi)容，本著體系完整、注重廣度與深度的結(jié)合、注重新知識的溶入、注重前后課程的銜接，對相互銜接的實驗內(nèi)容進行融合，充分體現(xiàn)工程訓(xùn)練的全程性。因此，依托一個實際項目，將多門課所涉及的相關(guān)知識點串聯(lián)起來，亟待構(gòu)建相互銜接的智能交通系統(tǒng)集成方向課程群。

一、培養(yǎng)學(xué)生智能交通系統(tǒng)集成能力的課程群設(shè)置

根據(jù)交通設(shè)備集成企業(yè)對智能交通工程項目等相關(guān)崗位的技能要求，依托一個實際道路上的智能交通集成項目，設(shè)置不同應(yīng)用場景，如：單交叉口交通控制、干線協(xié)調(diào)控制、違章抓拍等，構(gòu)建以熟悉整個智能交通數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理和控制流程為核心的旨在建設(shè)專業(yè)內(nèi)多課程大流程管理的項目并付諸實施，即：根據(jù)實際項目實施前后順序，將所需知識點串接起來，整合相關(guān)或相近的課程，以智能交通的設(shè)備硬件和信息系統(tǒng)集成兩條主線為教學(xué)重點，圍繞智能交通集成系統(tǒng)的方案設(shè)計、研發(fā)、施工、安裝集成和維護，按基礎(chǔ)理論類（計算機軟件基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、交通基礎(chǔ)理論）、技術(shù)類（交通數(shù)據(jù)采集與處理、交通網(wǎng)絡(luò)與通信、車輛定位與導(dǎo)航）、實現(xiàn)類（交通控制集成系統(tǒng)）、應(yīng)用類（智能交通綜合實驗）為序，分別構(gòu)建一個結(jié)構(gòu)合理、層次清晰、相互配合、相互滲透、課程間相互連接的遞進式的課程群體系。

二、基礎(chǔ)理論、技術(shù)類、實現(xiàn)和應(yīng)用四類理論課程的具體內(nèi)容

基礎(chǔ)理論類課程涉及計算機軟件基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、交通基礎(chǔ)理論三類，其中：計算機軟件基礎(chǔ)包括高級語言程序設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法和數(shù)據(jù)庫三門課程，是通用軟件開發(fā)的最核心知識；電子技術(shù)基礎(chǔ)包括電路、數(shù)字電路技術(shù)、模擬電路技術(shù)、單片機原理與接口技術(shù)四門課程，是通用集成電路應(yīng)用開發(fā)的靈魂；交通基礎(chǔ)理論包括交通工程學(xué)、交通管理與控制、交通規(guī)劃、交通設(shè)計四門課，主要用于分析交通現(xiàn)象和規(guī)律。技術(shù)類課程包括交通數(shù)據(jù)采集與處理、交通網(wǎng)絡(luò)與通信、車輛定位與導(dǎo)航，側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)如何利用軟硬件基礎(chǔ)知識研發(fā)交通設(shè)備，如：信號機、交通流檢測器、交通警察等，熟練掌握智能交通的數(shù)據(jù)采集、傳輸和信息發(fā)布關(guān)鍵技術(shù)。交通數(shù)據(jù)采集與處理側(cè)重如何研究智能交通終端設(shè)備，交通網(wǎng)絡(luò)與通信側(cè)重于將安裝道路或車輛上智能交通終端設(shè)備、控制中心之間數(shù)據(jù)傳輸和通信，車輛定位與導(dǎo)航在城市GIS基礎(chǔ)上統(tǒng)計分析交通事件在時間和空間上的分布特征。

實現(xiàn)類課程僅設(shè)一門交通控制集成系統(tǒng)，以交叉口交通控制為例，講解智能交通系統(tǒng)的總體框架，圍繞智能交通數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和控制，介紹各種交通前端設(shè)備的原理和使用方法，重點關(guān)注其通信協(xié)議和二次開發(fā)接口，以及如何集交通流檢測器、信號機、紅綠燈、電子警察于一體。應(yīng)用類課程也就是智能交通綜合實驗，針對圍繞復(fù)雜多變交通環(huán)境下實際智能交通系統(tǒng)集成，如：左右轉(zhuǎn)相位，利用主流廠家的真實設(shè)備，圍繞智能交通系統(tǒng)的方案規(guī)劃、施工設(shè)計、設(shè)備選型、安裝、信息集成和運行維護等，訓(xùn)練學(xué)生將不同設(shè)備安裝在正確的道路位置上，實現(xiàn)智能交通數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和控制。

三、基礎(chǔ)理論、技術(shù)類、實現(xiàn)和應(yīng)用四類課程之間關(guān)系

基礎(chǔ)理論類課程讓學(xué)生分別掌握軟件開發(fā)、硬件設(shè)計和交通系統(tǒng)分析的最基本知識，通過技術(shù)類課程告訴學(xué)生如何利用基礎(chǔ)理論類課程所學(xué)知識開發(fā)智能交通所涉及的相關(guān)前端設(shè)備，而實現(xiàn)類課程是講解智能交通系統(tǒng)集成的總體框架、前端設(shè)備及其集成關(guān)鍵技術(shù)。應(yīng)用類課程相當(dāng)于案例教學(xué)，根據(jù)復(fù)雜多變的交通場景，從方案規(guī)劃、施工設(shè)計、設(shè)備選型、安裝和信息集成等出發(fā)，利用真實設(shè)備集成一個智能交通大系統(tǒng)。因此，四個課程模塊是一個層次清晰、遞進式的課程群體系。

在基礎(chǔ)理論類課程中，包括計算機軟件基礎(chǔ)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、交通基礎(chǔ)理論三類，每類基礎(chǔ)理論類課程相互獨立，但它們自身的各門課之間各自成體系、相互融合。計算機軟件基礎(chǔ)以開發(fā)軟件信息系統(tǒng)為線索，開設(shè)了高級編程語言、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法設(shè)計、數(shù)據(jù)庫等課程，是通用軟件開發(fā)的最核心知識；電子技術(shù)基礎(chǔ)以單片機應(yīng)用開發(fā)為主線，集成了電路設(shè)計、電子元器件、傳感器于一體；交通基礎(chǔ)理論以城市的交通規(guī)劃、設(shè)計、管理與控制為研究對象，開設(shè)了交通調(diào)查與分析、交通工程系、交通設(shè)計、交通系統(tǒng)分析、交通管理與控制、交通規(guī)劃等。

技術(shù)類課程的三門課是智能交通設(shè)備集成的核心技術(shù)，相對獨立、相互配合。在基礎(chǔ)理論類課程基礎(chǔ)上，交通數(shù)據(jù)采集與處理解決如何研發(fā)交通前端設(shè)備，車輛定位與導(dǎo)航解決移動車載設(shè)備與道路交通設(shè)備和數(shù)據(jù)中心的位置信息，而交通信息網(wǎng)絡(luò)與通信是交通前端設(shè)備和數(shù)據(jù)中心通信交互的技術(shù)保障。

實現(xiàn)和應(yīng)用類課程是一門綜合課程，結(jié)合實際智能交通項目存在的問題，以基礎(chǔ)理論和技術(shù)類為基礎(chǔ)，圍繞智能交通的方案設(shè)計、施工、安裝和集成，介紹常見的智能交通前端設(shè)備的原理和使用方法，以及這些交通設(shè)備的通訊協(xié)議和二次開發(fā)接口，實現(xiàn)集成一個智能交通大系統(tǒng)，是鍛煉學(xué)生實際動手能力的一門課程。

四、落實“課程群”的教學(xué)實踐

首先，修訂培養(yǎng)計劃。調(diào)研相關(guān)智能交通企事業(yè)單位，邀請專家學(xué)者、交通工程師和專任教師、學(xué)生共同進行研討會的方式，圍繞智能交通相關(guān)崗位的核心能力所需的核心知識，構(gòu)建課程體系，包括基礎(chǔ)課程、支撐課程和選修課程，確定其教學(xué)和實驗內(nèi)容，據(jù)此編制培養(yǎng)計劃、教學(xué)大綱等教學(xué)資料。

第二，課程整合與優(yōu)化。分析課程群的各門課程教學(xué)內(nèi)容之間的相互關(guān)系，進行整體規(guī)劃，突出每門課程的重點和難點，避免課程之間內(nèi)容的重復(fù)，并補充不足的知識點。例如：車輛定位與導(dǎo)航、交通網(wǎng)絡(luò)與通信這兩門課的部分知識重復(fù)，補充軟件工程、軟件測試等部分知識。

第三，課堂教學(xué)。圍繞實際智能交通系統(tǒng)集成項目的實施過程，將相關(guān)知識點串聯(lián)起來，注意它們之間前后關(guān)系，后續(xù)知識點則反復(fù)利用和提升前面的知識，據(jù)此安排各門課的教學(xué)計劃。例如：交通數(shù)據(jù)采集與處理將交通和計算機融合在一起。

第四，實驗教學(xué)。綜合考慮多門課的課堂教學(xué)相關(guān)聯(lián)知識點，以項目導(dǎo)向式，設(shè)立一個或多個知識的大、中和小綜合實驗項目，從交通子系統(tǒng)到大系統(tǒng)，將智能交通系統(tǒng)集成方向課程群多門課程融為一體，最終完成一個交叉口的智能系統(tǒng)項目設(shè)計，以培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力。

第五，教學(xué)方式。將一個班學(xué)生分為幾組，以案例教學(xué)方式，基于小組合作方式讓學(xué)生共同完成一個智能交通系統(tǒng)集成項目，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、團隊協(xié)作、溝通和語言表達等綜合能力，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。endprint