在信息技术迅猛发展的背景下,如何响应国家“新工科”建设战略需求,培养具有交通运输行业特色的计算机类交叉复合型人才?长安大学信息工程学院教师团队聚焦人才培养同质化、课程教学滞后产业发展、实践平台资源单一等一系列问题,开展10年探索与实践,构建了以专业群课程体系重构演进为基石、智能汽车与智能基础设施两大产业科教创新实践为抓手、多专业协同的“一体两翼多维”计算机类交叉复合型人才培养模式,取得显著成效。
人才培养兼具专业技术深度与产业应用广度
人工智能(AI)时代,对计算机类专业知识的深度需求不断加强,行业对交叉复合型人才学科广度的要求也在提高。基于这两方面需求,团队着力打造AI赋能的韧性可进化专业课程体系基座、智能汽车与智能基础设施两大产业牵引的特色实践平台、面向产业需求的精专差异化计算机类专业群。
为培养兼具专业技术深度与产业应用广度的交叉复合型人才,团队构建“课程教学—高阶实践—产业衔接”三维联动的多专业贯通式人才培养范式。首先,以韧性可进化专业课程体系为基座,通过“三元课程体系+智能演化引擎+教学创新范式”打造可按需重构、持续迭代的智能化课程集群。其次,整合校内外优势资源,引进中国交建、比亚迪、百度等领军企业技术负责人,设立“高校教授+企业技术高管”双导师引领制度,共同打造立体化实践平台群,形成深度融合的实践检验与能力提升阵地。最后,通过“学—践—产”联动,构建计算机类专业群协同创新培养模式。计算机科学与技术专业夯实车联网与智能汽车关键技术基础,卓越工程师班强化工程实践与复杂问题解决能力,软件工程专业主攻高并发系统架构设计,物联网工程专业靶向智慧互联与边缘计算,人工智能专业深化算法优化与智能决策应用,国际班对接全球工程场景、提升国际化视野……各专业群协同发力,为交通行业输送兼具专业特色与应用需求的交叉复合型人才。
这一模式成功应用于相关专业的人才培养实践,计算机类专业学生的综合能力得到显著提升。
构建三元递进式课程体系与AI赋能的教学新范式
信息化技术日新月异的背景下,传统课程的教学内容及方式与人工智能、大模型等前沿技术指数级发展之间的代际差距激增。团队科学构建了由16门学科基础课程、19门专业主干课程、46门特色方向课程组成的计算机类专业群“基础—核心—拓展”三元递进式课程体系;同时利用AI技术,实现了课程内容的高效动态更新与持续优化,形成“前导—筑基—迁移”三阶递进式教学范式,通过原理具象化演示、算法动态化推演、真实工程场景训练的有机衔接,实现从原理认知到产业技能迁移的系统性打通,显著提升了计算机类学生的计算思维与融合创新能力。
基于教学内容的个性化与迭代性需求,团队创新性提出了“知识胶囊+智能路径”的课程体系动态构建方法,把计算机类经典知识与近年涌现的前沿技术解构重组为300多个可动态组合和独立更新的“知识胶囊”,通过标准化接口进行封装,实现跨课程、跨方向的灵活组合与动态调整,使新知识、新技术的更新周期由原来的4至6年缩短至12至18个月。同时,依托智能学习路径算法,根据学生的认知水平、理解程度和实时反馈,动态调整知识传递的序列和深度,并通过多维反馈持续优化知识封装策略,不断增强教学内容的针对性和高效性。
打造科教融通产教融合的创新实践体系
传统的专业实践教学多为验证性实验,缺乏针对智能汽车、智能基础设施等新质领域复杂工程问题的系统性实践训练平台和方案,难以有效培养学生的跨学科系统集成能力与复杂问题创新思维。针对以上问题,团队建成由6大校内实体实验平台、1个国家级虚拟仿真中心、1个省级新概念技术验证中心、3个产业级校外实践基地组成的立体化实践平台群,完成“课内实验→综合实践→职业能力进阶”三阶递进,推动专业实践教学从从基础技能到复杂系统设计能力的跃升。
团队充分发挥科研反哺教学的功能,从系统架构、逻辑流程、功能模块、创新技术四个维度,对所承担的国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、交通强国试点项目等29项科研成果进行精细解构,建立“课程知识胶囊—研究成果基元”智能映射库,结合工程前沿技术讲解专业知识,实现科研要素向教学资源的有效转化;集中“自动驾驶仿真平台(Prescan/Carla)”“模块化无人驾驶小车”“高保真驾驶模拟器”“边缘云计算终端”等近150项优质科研资源,打造立体实践平台群,持续构建“数字孪生交通系统、V2X通信测试、智能汽车在环仿真”等52类真实产业场景的前沿实验项目,覆盖“感知—决策—控制—协同”全场景技术链;研发《智能网联汽车系统设计与实践》《智能交通基础设施数字孪生技术》《车路云协同算法开发与应用》等22类综合实践课程及跨学科综合项目包,推动计算机专业实践从“功能验证实验”向“场景化系统工程”转型,为交通特色计算机专业群建设提供示范性解决方案。
经过10年探索实践,该模式在人才培养质量、高校智慧教育改革、科教融合实践等方面取得了显著成效。计算机类专业学生的升学率与直博直硕比例同步增长,学术发展路径日益清晰。学生的跨学科融合能力与工程实践能力持续提升,三年来在各类高水平赛事中获得国际及国家级奖项100余项、省部级奖项300余项,覆盖自动驾驶、车路协同、人工智能、边缘计算等多个战略性新兴领域,60%的本科毕业设计选题来源于智能交通真实工程需求。毕业生就业率和就业质量持续领先,45%的毕业生进入华为、百度、腾讯、国家智能交通中心等头部企业,直接参与智慧高速、智能网联汽车、车联网关键系统等核心技术研发。累计培养工程科技领军人才120余名,其中近30%已成长为智能交通领域的技术骨干或项目负责人,参与国家级重大专项、城市级示范工程建设。
多年的实践成果正在加速形成具有广泛影响力的智慧教育新范式。该团队提出的“知识胶囊+智能路径”智慧教学理念有效提升了学生的学习效果和教师的教学效能,除了在全校10余个专业全面部署外,还在西安建筑科技大学、延安大学等高校得到成功应用与复制推广,为高校智慧教育改革提供有益借鉴和长大方案。
高等教育数字化进程方兴未艾,专业人才培养改革进无止境,交通强国、教育强国使命在肩,信息工程学院教师团队将始终瞄准国家战略需求和行业发展趋势,持续开展教育教学探索实践,为培养具有交通特色的计算机类交叉复合型人才而不懈奋斗。
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编辑:胖雨珊
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