軌道交通特色信息類創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系探索

張翠芳，王 茜，王小敏，潘 煒，楊 燕

(西南交通大學(xué) 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610031)

軌道交通是國民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈，現(xiàn)代軌道交通產(chǎn)業(yè)和新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，以及 “中國鐵路走出去”“一帶一路”“中國制造2025”戰(zhàn)略對(duì)軌道交通工程技術(shù)人才和運(yùn)維管理人才提出了更高要求，包括具有更深入的綜合創(chuàng)新能力，更強(qiáng)的信息化、數(shù)字化與工程結(jié)合能力，更強(qiáng)的工程實(shí)踐能力、系統(tǒng)觀和國際化能力[1]。要進(jìn)一步改善我國交通運(yùn)輸狀況，除了大規(guī)模建設(shè)，還需要引進(jìn)新技術(shù)，用以信息技術(shù)為代表的高新技術(shù)解決現(xiàn)代交通運(yùn)輸中的關(guān)鍵技術(shù)。為此，本文深入分析研究軌道交通領(lǐng)域需要的交通信息的采集、傳輸、處理與控制的基本理論和電子、通信、信息與控制技術(shù)在交通運(yùn)輸工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，圍繞軌道交通信息 “采集” “傳輸” “處理”及“控制”的全過程，將學(xué)院的通信、計(jì)算機(jī)、軟件、電子與自動(dòng)化等新一代信息技術(shù)相關(guān)學(xué)科的進(jìn)行交叉融合。以學(xué)生工程實(shí)踐能力和綜合創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，通過構(gòu)建多學(xué)科多專業(yè)交叉融合的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，加強(qiáng)多學(xué)科多專業(yè)融合的軌道交通信息類創(chuàng)新人才培養(yǎng)，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和專業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，滿足軌道交通信息化、現(xiàn)代化和國際化發(fā)展的要求。

1 搭建多學(xué)科多專業(yè)交叉融合的綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

在培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的國家戰(zhàn)略方針指導(dǎo)下，依托國家級(jí)特色專業(yè)、卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃和重點(diǎn)專業(yè)建設(shè)計(jì)劃，積極開展國家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)。結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位與軌道交通信息類人才培養(yǎng)特色，以學(xué)生為本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念的內(nèi)涵，形成了富有特色、多層次開放、學(xué)習(xí)與研究相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新理念[2－3]。

在建設(shè)中，從交通信息類學(xué)科特點(diǎn)和工程應(yīng)用實(shí)際問題出發(fā)，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)在資源配置、教學(xué)內(nèi)容等方面互為補(bǔ)充，融為一體，激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造欲；以信息類多學(xué)科多專業(yè)為支撐，努力做到將先進(jìn)的技術(shù)和科研成果引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，進(jìn)一步統(tǒng)籌教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)資源，實(shí)現(xiàn)二者的融合與相互補(bǔ)充；以現(xiàn)有教學(xué)型實(shí)驗(yàn)室、校企共建實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地為依托，深化校企合作人才培養(yǎng)的廣度和深度，搭建覆蓋交通信息采集、傳輸、處理以及控制全過程的實(shí)驗(yàn)大平臺(tái)，并將建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，與企業(yè)聯(lián)合建立大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化平臺(tái)。通過上述措施拓展 “以學(xué)生為本”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的深度，拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的覆蓋面與受益面[4－6]，為交通信息類人才培養(yǎng)與科學(xué)研究提供有力支撐。

從有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)出發(fā)，根據(jù)五大綜合平臺(tái)的功能定位，將引入 “實(shí)驗(yàn)群”概念對(duì)實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行重新組合劃分。同一專業(yè)的不同實(shí)驗(yàn)室根據(jù)功能可分屬于不同的綜合平臺(tái)(如自動(dòng)化專業(yè)的傳感技術(shù)實(shí)驗(yàn)室歸屬于信息獲取綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)工程實(shí)驗(yàn)室歸屬于信息傳輸綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái))，同一門實(shí)驗(yàn)課程由于實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目不同也可歸屬于多個(gè)實(shí)驗(yàn)群。

交通信息類學(xué)科各專業(yè)既有共性，又存在明顯差異性。共性主要體現(xiàn)在交通特色突出、以軟硬件開發(fā)能力為基礎(chǔ)、學(xué)科間聯(lián)系緊密并部分重疊、理論基礎(chǔ)與實(shí)踐能力并重、知識(shí)體系龐大、發(fā)展更新快等方面；而差異性則主要體現(xiàn)在不同學(xué)科專業(yè)的技術(shù)內(nèi)涵和知識(shí)內(nèi)容不同。在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)上，采用單一實(shí)驗(yàn)課程、綜合實(shí)驗(yàn)課程、綜合課程設(shè)計(jì)等多種類型，不同專業(yè)根據(jù)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，從不同實(shí)驗(yàn)群中選擇實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。其中，單一型實(shí)驗(yàn)課程是與某一門理論課程(如鐵路信號(hào)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)組成原理、現(xiàn)代通信原理等)相配套的實(shí)驗(yàn)課程，幫助學(xué)生加深對(duì)相關(guān)理論知識(shí)理解并學(xué)習(xí)相關(guān)設(shè)計(jì)方法。綜合實(shí)驗(yàn)課程面向整個(gè)專業(yè)知識(shí)體系設(shè)立，幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的概念并進(jìn)而培養(yǎng)專業(yè)領(lǐng)域綜合能力(如車站與區(qū)間控制實(shí)驗(yàn)、通信與測(cè)控技術(shù)實(shí)驗(yàn)、信息安全綜合實(shí)驗(yàn)等課程)。綜合課程設(shè)計(jì)則是以課題形式實(shí)施教學(xué)的實(shí)驗(yàn)課程(例如電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)、高級(jí)編程課程設(shè)計(jì)、微機(jī)硬件綜合課程設(shè)計(jì)等)，提高學(xué)生靈活應(yīng)用知識(shí)能力、方案設(shè)計(jì)與實(shí)施能力等。

如圖1所示，通過平臺(tái)和實(shí)驗(yàn)群，將打破傳統(tǒng)的按專業(yè)邊界和實(shí)驗(yàn)室邊界進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程設(shè)置與教學(xué)資源建設(shè)，為學(xué)生提供合作性、問題性和實(shí)踐性學(xué)習(xí)的平臺(tái)，使得理論教學(xué)與實(shí)踐訓(xùn)練有機(jī)結(jié)合，科研成果與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，系統(tǒng)訓(xùn)練與創(chuàng)新培養(yǎng)有機(jī)結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)信息大類專業(yè)在軌道交通信息工程這一特色鮮明的行業(yè)應(yīng)用背景下的新一代信息技術(shù)相關(guān)學(xué)科和專業(yè)交叉融合，為創(chuàng)新人才的培養(yǎng)創(chuàng)設(shè)一個(gè)豐富多元的實(shí)踐訓(xùn)練場(chǎng)所，切實(shí)提升學(xué)生科學(xué)研究和創(chuàng)新的能力。

圖1 基于 “實(shí)驗(yàn)群”的新一代信息技術(shù)相關(guān)學(xué)科專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

2 軌道交通信息類人才實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系的探索

實(shí)踐環(huán)節(jié)需要注重基礎(chǔ)知識(shí)和工程訓(xùn)練，注重應(yīng)用型人才的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，實(shí)施個(gè)性化層次化培養(yǎng)的工程實(shí)踐模式[7]。軌道交通信息類人才實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)將根據(jù)自身實(shí)際，從學(xué)生“學(xué)”的角度出發(fā)，以提高學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力為目標(biāo)，以能力培養(yǎng)的多維度強(qiáng)化為出發(fā)點(diǎn)，建立起多學(xué)科融合、多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)，多維度實(shí)踐創(chuàng)新能力的人才培養(yǎng)體系。如圖2所示，人才培養(yǎng)體系由實(shí)驗(yàn)五層次，能力三維度(綜合能力、專業(yè)能力、創(chuàng)新能力)構(gòu)成。

實(shí)驗(yàn)五層次將服務(wù)于實(shí)踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的三維度。綜合能力是指交通信息類人才所必備的文獻(xiàn)檢索閱讀寫作、技術(shù)交流溝通乃至初步的項(xiàng)目組織管理等能力。綜合能力的培養(yǎng)除了通過相關(guān)課程如文獻(xiàn)寫作、項(xiàng)目管理等來講授而外，更重要的是貫穿在實(shí)驗(yàn)課程、課程設(shè)計(jì)、課外實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)、畢業(yè)與科技論文撰寫、教師科研輔助等各個(gè)環(huán)節(jié)之中。專業(yè)能力則主要是軟硬件技術(shù)在信息獲取、信息傳輸、信息處理、信息控制4個(gè)專業(yè)技術(shù)環(huán)節(jié)的應(yīng)用能力。每種專業(yè)能力又分為基礎(chǔ)型、綜合型和研究創(chuàng)新型3個(gè)層次的能力培養(yǎng)模塊。學(xué)生專業(yè)能力的培養(yǎng)還可以通過課外實(shí)踐創(chuàng)新環(huán)節(jié)、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、各類大賽以及參加教師科研等來完成[8－10]。創(chuàng)新能力的培養(yǎng)主要是通過個(gè)性化實(shí)驗(yàn)、各類課外實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目、參與教師工程類科研實(shí)踐項(xiàng)目、科創(chuàng)活動(dòng)以及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等方式實(shí)現(xiàn)，培養(yǎng)環(huán)節(jié)與專業(yè)能力培養(yǎng)類似，但更著重在技術(shù)創(chuàng)新、系統(tǒng)應(yīng)用創(chuàng)新和創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)上。創(chuàng)新是一個(gè)實(shí)踐的過程，要重視在創(chuàng)新實(shí)踐過程中激發(fā)學(xué)生的興趣，完成學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)到主動(dòng)學(xué)習(xí)、由正向思維到反向思維的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)合作與實(shí)事求是的工作作風(fēng)[11]。

圖2 交通信息類人才創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系示意圖

從交通信息類人才需求特點(diǎn)來看，綜合能力、專業(yè)能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)貫穿于從本科低年級(jí)到高年級(jí)的培養(yǎng)過程當(dāng)中[12]。通過具有明顯行業(yè)背景的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)訓(xùn)練，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣和參與科研實(shí)踐的主動(dòng)性，鍛煉軌道交通專業(yè)學(xué)生解決行業(yè)復(fù)雜工程問題的能力，建立系統(tǒng)整體概念和工程系統(tǒng)觀，以提升信息類工程師的專業(yè)核心能力，滿足創(chuàng)新人才培養(yǎng)需要。

3 結(jié)束語

軌道交通信息類創(chuàng)新人才培養(yǎng)立足于軌道交通特色，瞄準(zhǔn)軌道交通信息類課題的多學(xué)科交叉、工程應(yīng)用明顯等特點(diǎn)，注重科研成果向教學(xué)實(shí)踐資源的轉(zhuǎn)化，通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)驗(yàn)資源配置、管理運(yùn)行機(jī)制等方面的創(chuàng)新，帶動(dòng)軌道交通信息類創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的根本變革，提高學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。經(jīng)過4年來的廣泛實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)了工程創(chuàng)新人才培養(yǎng)與軌道交通行業(yè)需求的緊密對(duì)接，取得了顯著效果。完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目253項(xiàng)，年均受益學(xué)生23 309人，開設(shè)大學(xué)生科研訓(xùn)練項(xiàng)目(SRTP)358項(xiàng) (國家級(jí)64項(xiàng)，已結(jié)題國家級(jí)項(xiàng)目32項(xiàng))、個(gè)性化實(shí)驗(yàn)144項(xiàng)以及重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目60項(xiàng)，為學(xué)生實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)和培訓(xùn)提供貴重設(shè)備機(jī)時(shí)累積2 000余小時(shí) (年均約500小時(shí))。

隨著一帶一路、各大城市地鐵飛速建設(shè)和中國高鐵走出去戰(zhàn)略，對(duì)軌道交通人才的需求越來越高。融合多學(xué)科資源優(yōu)勢(shì)創(chuàng)建的軌道交通信息類新型實(shí)踐平臺(tái)，以信息技術(shù)為載體，有著廣闊的拓展空間，將不斷提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，為國家培養(yǎng)主動(dòng)適應(yīng)軌道交通事業(yè)高速發(fā)展需要的優(yōu)秀人才。

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