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當(dāng)今時代,以人工智能為代表的新興技術(shù)正引領(lǐng)各行各業(yè)邁向數(shù)智化轉(zhuǎn)型。人工智能作為一種模擬人類智能的技術(shù),涵蓋了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、大語言模型、知識圖譜、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等多種核心技術(shù)。新技術(shù)與公安交通管理工作的深度融合,不僅為公安工作帶來了新的變化,也對公安教育提出了全新的挑戰(zhàn)。
面對數(shù)智化轉(zhuǎn)型的浪潮,公安院校交通管理工程專業(yè)亟需補(bǔ)齊短板,積極應(yīng)對機(jī)遇與挑戰(zhàn)。交通管理工程專業(yè)的畢業(yè)生需要具備解決復(fù)雜交通管理工程問題的能力,而課程體系是人才培養(yǎng)的核心載體。
因此,為適應(yīng)時代發(fā)展需求,本文將探討如何通過課程改革,優(yōu)化交通管理工程專業(yè)的課程設(shè)計,培養(yǎng)具有跨學(xué)科綜合能力的交通管理工程專業(yè)人才,從而全面提升公安機(jī)關(guān)的新質(zhì)戰(zhàn)斗力。
一、交通管理工程專業(yè)課程改革是人工智能時代的客觀要求
交通管理工程專業(yè)課程改革是國家政策的驅(qū)動所需
近年來,我國持續(xù)推進(jìn)教育現(xiàn)代化和教育強(qiáng)國建設(shè)。
2019年,中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《中國教育現(xiàn)代化2035》聚焦教育發(fā)展的突出問題和薄弱環(huán)節(jié),立足當(dāng)前,著眼長遠(yuǎn),重點部署了面向教育現(xiàn)代化的十大戰(zhàn)略任務(wù),其中包括“提升一流人才培養(yǎng)與創(chuàng)新能力”,“加快信息化時代教育變革”。
2022年,黨的二十大著眼于新時代新征程,對教育科技人才、法治建設(shè)和國家安全進(jìn)行了專章部署,進(jìn)一步提高了對公安人才隊伍建設(shè)的要求。中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《教育強(qiáng)國建設(shè)規(guī)劃綱要(2024-2035年)》指出:“要根據(jù)不同類型高校功能定位、實際貢獻(xiàn)、特色優(yōu)勢,引導(dǎo)高校在不同領(lǐng)域不同賽道發(fā)揮優(yōu)勢、辦出特色”;“深化新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科建設(shè),強(qiáng)化科技教育和人文教育協(xié)同”。
在這一系列政策的引領(lǐng)下,探索公安院校交通管理工程專業(yè)課程的創(chuàng)新與改革方式,以更好地適應(yīng)現(xiàn)代警務(wù)體系的需求,培養(yǎng)高素質(zhì)警務(wù)人才,具有重要的現(xiàn)實意義和戰(zhàn)略價值。
交通管理工程專業(yè)課程改革是技術(shù)變革的引領(lǐng)要求
人工智能技術(shù)的發(fā)展,為交通管理提供了新手段,提升了交通效率與安全。例如,基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),人工智能算法不僅能夠精準(zhǔn)識別疲勞駕駛、高速逃費等復(fù)雜違法行為,還能通過分析歷史交通事故數(shù)據(jù),預(yù)測高風(fēng)險區(qū)域和時段,從而優(yōu)化警力調(diào)配;依托知識圖譜和云邊端協(xié)同技術(shù)的智慧交通管理系統(tǒng),交通數(shù)據(jù)的利用效率顯著提升。
此外,最新研究表明,基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的智能交通控制系統(tǒng)和自動駕駛決策規(guī)劃系統(tǒng)在提升道路交通運行效率方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢,與傳統(tǒng)自適應(yīng)交通信號控制算法相比,基于人工智能的交通信號控制方法可將車輛排隊長度降低17%,同時根據(jù)《自然通訊》發(fā)表的一項研究,自動駕駛車輛在執(zhí)行常規(guī)駕駛?cè)蝿?wù)以及應(yīng)對追尾和側(cè)擦事故時的安全性顯著提升,事故發(fā)生率分別降低了50%和20%。
人工智能技術(shù)的廣泛應(yīng)用,大幅提升了交通管理的效率與精準(zhǔn)度,也對交通管理工程專業(yè)課程內(nèi)容與體系提出了新的要求。課程需要緊跟時代潮流,全面提升信息化、智能化和實戰(zhàn)化的含量,以適應(yīng)人工智能時代交通管理的需求。
交通管理工程專業(yè)課程改革是專業(yè)發(fā)展的需求
人工智能技術(shù)的深入應(yīng)用為交通管理帶來了新的機(jī)遇,但同時也伴隨著一系列挑戰(zhàn)。隨著自動駕駛技術(shù)的普及,事故責(zé)任歸屬等問題亟需相關(guān)政策、法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的完善,以確保法律體系的適應(yīng)性與前瞻性。由于算法訓(xùn)練數(shù)據(jù)的不足或概率模型輸出的隨機(jī)性,人工智能可能出現(xiàn)誤判,例如錯誤識別交通違法行為。
人工智能系統(tǒng)還可能因數(shù)據(jù)污染或網(wǎng)絡(luò)攻擊而失效,導(dǎo)致交通信號控制或車輛控制異常,進(jìn)而引發(fā)交通事故。
此外,人工智能在交通管理系統(tǒng)中的應(yīng)用尚未形成統(tǒng)一的技術(shù)與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致不同交通管理系統(tǒng)之間存在兼容性問題,增加了跨省、跨市協(xié)調(diào)的難度與成本。
在此背景下,公安交管業(yè)務(wù)的邊界也在不斷擴(kuò)大,從以交通秩序維護(hù)、違法查處為重點,逐步擴(kuò)展到常態(tài)治堵、事故預(yù)防等多項業(yè)務(wù)齊頭并進(jìn)。
面對人工智能時代公安交管業(yè)務(wù)智能化應(yīng)用的不斷深化以及業(yè)務(wù)邊界的持續(xù)拓展,公安院校的交通管理工程專業(yè)教育必須積極擁抱新技術(shù)與新理念,主動推動課程改革與創(chuàng)新,以適應(yīng)新時代交通治理的發(fā)展需求。
二、交通管理工程專業(yè)課程設(shè)置的現(xiàn)狀
課程交叉融合需要完善
我國公安院校交通管理工程專業(yè)的課程體系遵循以學(xué)科為中心的編制思路,同時結(jié)合交通管理工作崗位的實際需求設(shè)置課程。筆者對中國人民公安大學(xué)、浙江警察學(xué)院、湖南警察學(xué)院和四川警察學(xué)院交通管理工程專業(yè)的主要課程進(jìn)行了梳理與分析。
結(jié)果表明,這些院校間較為一致的核心課程共有8門,圍繞交通管理工作崗位所需的核心能力進(jìn)行設(shè)置。而交叉融合類課程的設(shè)置相對較少,每所學(xué)校列為專業(yè)主要課程的相關(guān)課程不超過3門,占總體課程的比例不足三成,且內(nèi)容呈現(xiàn)一定差異性。詳見表1:
表1 國內(nèi)公安院校交通管理工程專業(yè)開設(shè)主要課程情況
這種課程體系有助于學(xué)生快速適應(yīng)公安交通管理工作的實際需求,但在優(yōu)化和完善方面仍有較大提升空間。例如,當(dāng)前課程大多以業(yè)務(wù)導(dǎo)向為核心,雖有部分技術(shù)導(dǎo)向課程,但主要以傳統(tǒng)交通技術(shù)為重點,計算機(jī)類和統(tǒng)計學(xué)類課程的比例相對較低。
這種課程設(shè)計使得專業(yè)課程體系或多或少呈現(xiàn)出一定的碎片化傾向,比如人工智能相關(guān)知識被分散到道路交通控制和交通工程等課程中,尚缺乏系統(tǒng)化、體系化的深入講解,導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)中難以形成完整的知識框架。
此外,部分課程內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展的最新步伐尚存一定差距。例如,在人工智能領(lǐng)域,主流算法多基于Python實現(xiàn),但部分院校的程序設(shè)計課程仍以C語言為主,這在一定程度上增加了學(xué)生對人工智能算法實踐的學(xué)習(xí)難度,限制了他們對人工智能在交通管理中深度應(yīng)用的理解和能力提升,難以完全契合人工智能時代對復(fù)合型交通管理人才的需求。
學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)需要加強(qiáng)
目前,公安院校交通管理工程專業(yè)在學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面仍有較大優(yōu)化空間。從課程內(nèi)容與人才培養(yǎng)方案的角度來看,主要存在以下問題:從課程內(nèi)容與人才培養(yǎng)方案來看,存在一些有待完善之處:
一是課堂尚需注重問題導(dǎo)向。有效培養(yǎng)創(chuàng)新能力應(yīng)鼓勵學(xué)生主動提問和探索,但當(dāng)前教學(xué)更多強(qiáng)調(diào)規(guī)范性要求,學(xué)生的創(chuàng)新意識和試錯意愿相對不足。
二是課程創(chuàng)新實踐資源建設(shè)有待加強(qiáng)?,F(xiàn)有教材多以理論知識或基礎(chǔ)技能指導(dǎo)為主,創(chuàng)新實踐資源相對薄弱,學(xué)生難以有效將理論與實踐創(chuàng)新融合。
三是創(chuàng)新訓(xùn)練學(xué)分比例偏低。例如浙江警察學(xué)院的創(chuàng)新訓(xùn)練課程僅占總學(xué)分的1.5%左右,這限制了學(xué)生在創(chuàng)新實踐上的投入。
四是創(chuàng)新訓(xùn)練學(xué)分認(rèn)定方式有進(jìn)一步優(yōu)化空間。一些學(xué)分認(rèn)定內(nèi)容與實際創(chuàng)新能力關(guān)聯(lián)度較低,難以充分發(fā)揮提升效果。在人工智能時代背景下,加強(qiáng)問題導(dǎo)向教學(xué)、完善課程資源建設(shè)和優(yōu)化學(xué)分設(shè)置,將有助于學(xué)生創(chuàng)新能力的全面提升,更好地適應(yīng)崗位需求與技術(shù)發(fā)展步伐。
科技教學(xué)手段需要提升
交通管理工程專業(yè)作為公安技術(shù)類專業(yè),需要培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力、信息處理能力等核心能力,而授課教學(xué)是培養(yǎng)專業(yè)人才核心能力的重要途徑。然而,目前課堂中科技教學(xué)手段的應(yīng)用仍存在提升的空間:
一是課程實驗平臺建設(shè)有待完善。現(xiàn)有的實驗平臺數(shù)量雖多,但呈現(xiàn)分散、獨立的特征,搭建完成后難以持續(xù)優(yōu)化。此外,實驗平臺中,虛擬的數(shù)據(jù)與仿真場景占據(jù)了大部分內(nèi)容,這在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與主動性。
二是教學(xué)手段現(xiàn)代化程度有待加強(qiáng)。多數(shù)課程仍以板書和PPT講授為主,現(xiàn)代化工具如教學(xué)反饋系統(tǒng)和知識圖譜應(yīng)用較少,教師難以實時了解學(xué)生的知識掌握情況,限制了教學(xué)效果的進(jìn)一步提升。
三是專業(yè)資源投入相對有限。相比刑事科學(xué)技術(shù)等專業(yè),交通管理工程專業(yè)的軟件、硬件配備相對不足,這對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)產(chǎn)生了一定影響。
四是算力資源需要加強(qiáng)。許多國內(nèi)外高校已開設(shè)人工智能通識課程,并通過校企合作為學(xué)生提供免費算力,滿足訓(xùn)練和推理人工智能模型的需求。而當(dāng)前交通管理工程專業(yè)在算力方面資源不足,校企合作相對薄弱,導(dǎo)致學(xué)生需要依賴個人算力資源訓(xùn)練模型,實踐教學(xué)深度受限。
三、課程改革的路徑和方法
針對我國公安交通管理工程專業(yè)課程設(shè)置的現(xiàn)狀,課程改革已經(jīng)勢在必行,浙江警察學(xué)院面向社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型,提出“新公科”理念,面向行業(yè)新需求,提出了“學(xué)科交叉、專業(yè)整合、多元協(xié)同”的公安人才培養(yǎng)新思路。
本文探索了在這一新理念與新思路的指導(dǎo)下,淺析交通管理工程專業(yè)課程改革的思路,為推進(jìn)人工智能賦能公安教育提供了可借鑒的新樣本。
搭建“新公科”新專業(yè)平臺,融入人工智能技術(shù)
在“新公科”建設(shè)的指導(dǎo)下,浙江警察學(xué)院交通管理工程學(xué)院通過“開新課”與“老課新開”等方式,搭建新專業(yè)平臺,系統(tǒng)化、體系化地強(qiáng)化人工智能技術(shù)的教學(xué)與應(yīng)用。
學(xué)院以人工智能技術(shù)為核心引領(lǐng),結(jié)合學(xué)校學(xué)科專業(yè)特色,整合“交通管理發(fā)展前沿”、“智能交通與未來出行”、與“智慧交通警務(wù)”等課程內(nèi)容,融合計算機(jī)科學(xué)、統(tǒng)計學(xué)與交通工程學(xué)等多學(xué)科知識,創(chuàng)新開設(shè)“人工智能與道路交通管理”課程。
該課程內(nèi)容從兩大方面展開:
一方面,系統(tǒng)回顧線性代數(shù)、概率論等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識,深入講解機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)等人工智能核心概念,夯實學(xué)生的理論基礎(chǔ);
另一方面,結(jié)合實際交通管理場景,培養(yǎng)學(xué)生運用人工智能技術(shù)解決實際問題的能力,幫助學(xué)生形成辯證思維,正確認(rèn)識人工智能的作用,并靈活應(yīng)用于交通治理實踐。
此外,隨著DeepSeek、ChatGPT等人工智能應(yīng)用的不斷涌現(xiàn),學(xué)院組建了一支教師團(tuán)隊,專注于大語言模型技術(shù)的研究與教學(xué),建設(shè)包含大語言模型技術(shù)相關(guān)的選修課程。
該課程引導(dǎo)學(xué)生深入了解詞向量、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、大語言模型等核心技術(shù)概念,并通過實驗實踐,探索神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在交通流量預(yù)測中的應(yīng)用,以及大語言模型在智慧警務(wù)領(lǐng)域的實際應(yīng)用。
在“老課新開”方面,以“交通程序設(shè)計”課程為例,學(xué)院將課程內(nèi)容中的C語言替換為Python語言,將課程能力目標(biāo)從單純掌握程序設(shè)計能力轉(zhuǎn)變?yōu)檫\用程序運行人工智能算法解決公安實戰(zhàn)問題的能力,使課程內(nèi)容與人工智能賦能交通管理實戰(zhàn)的需求更加緊密結(jié)合。
學(xué)院課程緊扣警院實戰(zhàn)化、體系化的辦學(xué)目標(biāo),積極探索符合現(xiàn)代警務(wù)需求的新公科人才培養(yǎng)模式,為公安機(jī)關(guān)新質(zhì)戰(zhàn)斗力的生成提供有力支撐。
開設(shè)人才培養(yǎng)實驗班,創(chuàng)新培養(yǎng)模式
為應(yīng)對人工智能時代對學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的需求,浙江警察學(xué)院緊扣智能交通的發(fā)展方向,結(jié)合學(xué)校學(xué)科與專業(yè)優(yōu)勢,自2024級起開設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)人才培養(yǎng)實驗班。
實驗班面向2024級交通管理工程專業(yè)(智能交通方向)的大一學(xué)生,每學(xué)年擇優(yōu)招錄。實驗班以實戰(zhàn)為導(dǎo)向,結(jié)合相關(guān)學(xué)科的最新研究成果,設(shè)置“人工智能導(dǎo)論”、“機(jī)器學(xué)習(xí)”、“智能網(wǎng)聯(lián)自動駕駛”、“智慧交通感知與決策”、“智能網(wǎng)聯(lián)交通控制”、“交通大數(shù)據(jù)建?!焙汀皶r空智能與交通治理”等7門課程,共計13學(xué)分。
實驗班充分利用校企局合作模式,在當(dāng)?shù)毓簿值闹С窒?,組織學(xué)生利用寒暑假組建實踐小組,赴相關(guān)實習(xí)基地開展實踐鍛煉。實踐周期累計不少于兩周,鍛煉期滿后需通過由校企局聯(lián)合命題的能力測試,合格者將獲得相關(guān)證書及實踐鍛煉4學(xué)分。
創(chuàng)新訓(xùn)練則主要集中在第6學(xué)期開展,學(xué)生基于課程學(xué)習(xí)與實踐鍛煉的積累,在導(dǎo)師指導(dǎo)下選擇相關(guān)研究方向,開展科研訓(xùn)練項目。學(xué)生需完成科研論文、發(fā)明專利、調(diào)研報告等成果的撰寫,并經(jīng)院部學(xué)術(shù)委員會質(zhì)量評定后,獲得創(chuàng)新訓(xùn)練4學(xué)分。
通過這一系統(tǒng)化的訓(xùn)練模式,實驗班致力于培養(yǎng)學(xué)生的科研能力和創(chuàng)新思維。
創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是學(xué)院人才培養(yǎng)工作中的重要環(huán)節(jié)。通過智能網(wǎng)聯(lián)人才培養(yǎng)實驗班的設(shè)立,學(xué)院堅持不懈地提升交通管理工程專業(yè)學(xué)生的科技創(chuàng)新能力,確保學(xué)生在畢業(yè)后能夠適應(yīng)人工智能等科技的快速發(fā)展,為智能交通領(lǐng)域的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
構(gòu)建智慧化課堂,強(qiáng)化科技教學(xué)
為全面提升教學(xué)效果,浙江警察學(xué)院積極引入人工智能技術(shù),打造智慧化課堂,強(qiáng)化課程實踐,推動理論與實踐的深度融合。依托超星學(xué)習(xí)通平臺,學(xué)院構(gòu)建了課程教學(xué)知識圖譜,系統(tǒng)梳理課程知識點的概念、層級關(guān)系、關(guān)聯(lián)性及前后序關(guān)系,并以可視化形式呈現(xiàn),幫助學(xué)生直觀理解課程內(nèi)容,掌握知識結(jié)構(gòu)。
同時,搭建教學(xué)大模型,進(jìn)一步提升教學(xué)智能化水平。通過大模型對課程內(nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié),提煉核心知識點,生成AI課堂摘要和思維導(dǎo)圖,幫助學(xué)生快速定位知識點,理清知識脈絡(luò),形成邏輯化的學(xué)習(xí)路徑。
此外,基于大模型的課堂智能導(dǎo)師能夠即時解答學(xué)生疑問,提供個性化學(xué)習(xí)建議,并自動收集學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù),生成學(xué)習(xí)分析報告,為教師提供精準(zhǔn)的教學(xué)反饋,幫助教師及時調(diào)整教學(xué)策略。人工智能技術(shù)的深度融入,不僅加深了學(xué)生對課程內(nèi)容的理解,也讓學(xué)生通過實際應(yīng)用對人工智能技術(shù)有了更直觀的認(rèn)識。
在實踐教學(xué)方面,浙江警察學(xué)院依托交通管理工程專業(yè)(智能交通方向)的教學(xué)實驗實訓(xùn)基地——交通實驗中心,設(shè)計并實施了多項實訓(xùn)項目,包括車輛風(fēng)格聚類、路段交通狀態(tài)預(yù)測、路口交通信號控制等。
這些實訓(xùn)項目將機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)和強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法與交通管理實際問題相結(jié)合,幫助學(xué)生在實踐中掌握人工智能技術(shù)的具體應(yīng)用,提升理論與實踐結(jié)合的能力。為解決校內(nèi)實訓(xùn)資源不足的問題,學(xué)院深化與科研單位和企業(yè)的合作,構(gòu)建多元化實踐教學(xué)體系。
學(xué)院攜手之江實驗室、浙大城市學(xué)院城市大腦研究院等科研機(jī)構(gòu),通過線上平臺開展教研活動,圍繞“萬卡集群”“領(lǐng)域大模型”“城市大腦”“網(wǎng)聯(lián)自動駕駛”等前沿技術(shù)進(jìn)行深入探討,并將這些內(nèi)容作為“科教融合”點引入課堂,豐富課程內(nèi)容,幫助學(xué)生了解人工智能技術(shù)的快速迭代與發(fā)展趨勢。
同時,與中控信息公司合作,持續(xù)開發(fā)和優(yōu)化課程實訓(xùn)模塊,進(jìn)一步拓展實訓(xùn)內(nèi)容,提升學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識。
此外,學(xué)院不斷加強(qiáng)計算資源建設(shè),并與學(xué)?,F(xiàn)代教育技術(shù)實驗中心聯(lián)合共建教學(xué)專用算力中心,以滿足學(xué)生實訓(xùn)中的算力需求。
通過智慧課堂的構(gòu)建與實踐教學(xué)的強(qiáng)化,學(xué)院實現(xiàn)了教學(xué)模式的創(chuàng)新升級,既提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果,也為培養(yǎng)適應(yīng)人工智能時代需求的高素質(zhì)人才奠定了堅實基礎(chǔ)。
四、結(jié)束語
通過課程改革來適應(yīng)人工智能時代交通管理需求的發(fā)展,具有十分重要的意義。
在“新公科”建設(shè)理念的指導(dǎo)下,浙江警察學(xué)院積極擁抱人工智能技術(shù)給交通管理工程專業(yè)課程帶來的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)手段挑戰(zhàn),提出了搭建“新公科”新專業(yè)平臺,融入人工智能技術(shù);開設(shè)人才培養(yǎng)實驗班,創(chuàng)新培養(yǎng)模式;構(gòu)建智慧化課堂,強(qiáng)化科技教學(xué)等一系列舉措,這些舉措無疑為我們公安人才的培養(yǎng)提供了新思路,為人工智能賦能公安教育提供了新范式。
在未來的工作中,交通管理工程專業(yè)仍需要繼續(xù)探索、改進(jìn)和完善課程改革工作,確保學(xué)科交叉更深入,專業(yè)整合更全面,多元協(xié)同更明顯,滿足高質(zhì)量公安人才培養(yǎng)的要求。
作者簡介:徐圖,浙江警察學(xué)院交通管理工程學(xué)院助理研究員;李強(qiáng)偉,浙江警察學(xué)院交通管理工程學(xué)院副教授。
來源:賽文交通網(wǎng)
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