新工科背景下軌道交通行車組織課程教學改革與探索

王 菁

(長春師范大學工程學院，吉林長春，130032)

一、引言

隨著第四次工業(yè)革命的到來，“中國制造2025”“互聯(lián)網(wǎng)+”等國家重要戰(zhàn)略對我國高等教育改革發(fā)展提出新的要求，工科專業(yè)面臨新機遇、新挑戰(zhàn)，“新工科”應(yīng)運而生。新工科(Emerging Engineering Education，3E)，是科學、應(yīng)用科學、工程科學和工程實踐的創(chuàng)新與進步、不同學科交叉與交融而形成的新型工程學科或領(lǐng)域、新范式和新工科教育等綜合概念。[1]新工科是相對于傳統(tǒng)工科而言的，是一種新的工程教育發(fā)展模式，它不僅要解決如何培養(yǎng)具備更強的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力的新型工程科技人才的問題，更著眼于未來新技術(shù)和新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，著力推動學科交叉融合及可跨界整合，并且構(gòu)建了工程教育的新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式和新體系。[2]

近幾年，我國鐵路運輸持續(xù)快速發(fā)展——高速鐵路的大規(guī)模建設(shè)，鐵路運營管理體制改革的深入及客運快速化、公交化，貨運物流化、集裝化、集中化和重載化，高新技術(shù)設(shè)備和信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用等，使鐵路運輸組織的基本理論和方法發(fā)生了巨大變革。[3]因此，在新工科背景下，結(jié)合我國鐵路運輸現(xiàn)場生產(chǎn)實踐的需要，及時更新教學理念，對軌道交通行車組織課程進行教學改革，對提高學生工程實踐能力，培養(yǎng)符合地方產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟發(fā)展需要的綜合型人才有著重要的現(xiàn)實意義。

二、 軌道交通行車組織課程存在的問題

軌道交通行車組織課程是伴隨著我國交通運輸專業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展而形成的一門專業(yè)課，是交通工程專業(yè)課程體系中理論與生產(chǎn)實踐聯(lián)系最緊密、在專業(yè)基礎(chǔ)理論和基本技能培養(yǎng)方面起支撐作用的課程。該課程在綜合交通運輸體系的框架下，運用系統(tǒng)的思想，全面介紹軌道交通運輸組織的方法和具體的運作過程，集運輸組織、指揮、管理和實際操作于一體，具有很強的實踐性和應(yīng)用性，對培養(yǎng)面向城市軌道交通運輸和鐵路運輸?shù)膽?yīng)用型工程技術(shù)人才具有重要意義。

然而，在實際授課的過程中，由于課程內(nèi)容繁雜、覆蓋面廣，學生難以全面掌握相關(guān)知識。具體來說，傳統(tǒng)的課程設(shè)計與實際脫節(jié)，理論知識與實踐環(huán)節(jié)脫節(jié)，導致學生在學習的過程中難以把理論和實踐聯(lián)系在一起，分析解決工程實際問題的能力薄弱，無法滿足服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟的人才培養(yǎng)要求。除此之外，該課程的教學模式和考核評價方式也存在問題。

(一)課程教學內(nèi)容繁雜、陳舊

軌道交通行車組織課程共6篇34章內(nèi)容，理論知識覆蓋面廣、內(nèi)容繁雜，教師的授課時間有限，學生的學習效果也難以得到保證，且部分教學內(nèi)容陳舊，已與我國鐵路尤其是高速鐵路運輸發(fā)展的現(xiàn)狀脫節(jié)。例如，在列車運行圖和通過能力計算這章內(nèi)容中，教材和課堂教學還是以介紹傳統(tǒng)的普速旅客列車和一般貨物列車的鋪畫方案及既有鐵路線路的通過能力計算原理為主，對我國高速鐵路列車的鋪畫方案及其通過能力計算的內(nèi)容介紹過少。因此，只有及時增加我國鐵路運輸?shù)那把刂R，刪掉陳舊內(nèi)容，定期修訂課程計劃和更新課程內(nèi)容，及時向?qū)W生介紹我國交通運輸領(lǐng)域最新的發(fā)展和最新科研成果，高校才能保證課程教學與我國鐵路運輸生產(chǎn)實際的一致性。

(二)教學模式傳統(tǒng)、單一

在課堂教學中，教師雖然采取了板書和多媒體相結(jié)合的方式，但是教學內(nèi)容仍然拘泥于課本，而且由于該課程理論與實踐并重，教學內(nèi)容覆蓋面廣，很多枯燥的概念和復雜的原理很難做到深入淺出，課堂不夠生動。例如，調(diào)車設(shè)備及調(diào)車作業(yè)方式僅通過概念闡述并不能讓學生直觀地掌握作業(yè)的過程，需要通過觀看現(xiàn)場調(diào)車作業(yè)流程視頻，使學生更直觀地了解調(diào)車設(shè)備各個部分的功能及調(diào)車作業(yè)方式。

此外，本課程的教學模式仍是以教師為中心的傳統(tǒng)填鴨式教學，學生以聽課為主。由于軌道交通行車組織課程內(nèi)容多并且課時緊湊，授課時所用的PPT信息量很大，學生一旦某個知識點沒理解就很難跟上授課節(jié)奏，邏輯鏈條一旦有斷點就會導致注意力不集中，進而產(chǎn)生厭煩情緒，使聽課狀態(tài)大打折扣。

(三)理論與實踐分離，學生工程創(chuàng)新能力不強

隨著先進設(shè)計方法和手段的發(fā)展，新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟、新技術(shù)下運輸市場對交通類人才知識和技能的要求也在發(fā)生變化，傳統(tǒng)課程實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容已與新工科背景下市場對人才的需求嚴重脫節(jié)。[4]在當前的教學過程中，理論講授課時比例過高。例如，在車站工作組內(nèi)容的教學過程中，課程對車站的線路、走行路徑圖、調(diào)車作業(yè)方案等與現(xiàn)場工程實際應(yīng)用聯(lián)系密切的內(nèi)容介紹較少，而對概念、調(diào)車計劃編制方法、取送車順序問題的計算等內(nèi)容的闡述更為詳細。這種理論教學與實踐教學失衡的講授方式，不利于培養(yǎng)學生的工程實踐能力。在實踐環(huán)節(jié)方面，現(xiàn)有的課程設(shè)計內(nèi)容為手繪列車運行圖，內(nèi)容偏少且過時，沒有結(jié)合先進的技術(shù)，更沒有充分發(fā)揮實踐環(huán)節(jié)對培養(yǎng)學生工程實踐綜合能力應(yīng)起到的作用。

(四)評價方式不完善

課程考核具有檢驗教學效果、引導學生學習的作用。但當前的軌道交通行車組織課程仍然采用以期末考試成績?yōu)橹鞯膫鹘y(tǒng)考核方式(平時成績占20%—30%，期末試卷成績占70%—80%)。這種缺乏過程性考核的評價方式使學生只注重平時考勤、與考試相關(guān)的理論知識的學習，忽視實踐動手能力的鍛煉。

三、在新工科背景下軌道交通行車組織課程改革措施

針對軌道交通行車組織課程在教學過程中存在的問題，根據(jù)當前新工科建設(shè)對交通工程專業(yè)的要求，本課程可以采用項目式教學和現(xiàn)場教學，以理論教學結(jié)合實踐環(huán)節(jié)的方式展開教學，培養(yǎng)學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力、學習知識能力；以實際工程應(yīng)用需求為導向，打破單一課程體系，進行多課程、多學科知識的融合，使學生適應(yīng)當前新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新經(jīng)濟發(fā)展需要。

(一)整合教學內(nèi)容

根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)目標，本次改革參照軌道交通行車組織課程教學大綱和教學學時，對以往的教學內(nèi)容進行整合優(yōu)化。改革以就業(yè)需求為導向，重新確認教學重難點，分配學時比例，適當增加接發(fā)列車作業(yè)、調(diào)車作業(yè)及運行圖編制等實踐內(nèi)容的學時數(shù)；適當削減車站作業(yè)計劃編制、列車調(diào)度指揮和鐵路樞紐工作組織內(nèi)容的理論學時；刪掉列車運行圖的圖形表示方法及分類、列車運行圖要素等在軌道交通運營管理課程學過的內(nèi)容，避免重復教學。此外，本次改革還建設(shè)課程資源庫，包括教案、課件、練習題、軌道交通實際操作視頻等資源，并定期根據(jù)軌道交通發(fā)展的最新資訊、論文論著等建設(shè)拓展資料庫，使學生全方位地了解軌道交通運輸乃至整個交通運輸行業(yè)的發(fā)展及最新的動態(tài)，激發(fā)學生主動學習的興趣。

(二)優(yōu)化教學手段

由于鐵路行車工作的特殊性，大多數(shù)學校不能組織學生現(xiàn)場頂崗學習，就連現(xiàn)場參觀也很難實現(xiàn)。為此，學校可以在日常教學中采用項目式教學和現(xiàn)場教學的方式實現(xiàn)理論教學與實踐環(huán)節(jié)的結(jié)合。

1.項目式教學

利用項目式教學可以突破傳統(tǒng)的課程教學模式，在傳統(tǒng)理論教學的基礎(chǔ)上結(jié)合新工科教育理念，將課程內(nèi)容按照性質(zhì)重新歸納為若干個項目模塊，并將課程的理論知識、核心內(nèi)容融入其中。項目式教學中的每個項目都包含若干個工作任務(wù)，項目和任務(wù)之間相互獨立又彼此聯(lián)系，具有一定的靈活性。教師需要根據(jù)項目的內(nèi)容性質(zhì)，按照項目設(shè)計要求、必備理論知識、項目實施和擴充知識的架構(gòu)進行教學。學生以小組為單位，根據(jù)教師布置的任務(wù)，通過文獻查閱、報告撰寫、項目匯報等環(huán)節(jié)完成模塊內(nèi)容的學習。例如，對車站調(diào)車作業(yè)項目的學習，學生可以通過查閱文獻、互聯(lián)網(wǎng)學習等手段，掌握調(diào)車設(shè)備、調(diào)車作業(yè)方案設(shè)計和調(diào)車作業(yè)計劃的編制方法等內(nèi)容，形成教學教案，包括項目導入、知識框架、重點難點和項目總結(jié)等內(nèi)容，再撰寫項目任務(wù)書和項目報告，以板書、視頻或PPT等形式進行現(xiàn)場匯報。項目式教學有助于提高學生的主動學習興趣，將基本理論知識、系統(tǒng)設(shè)計能力、學生自學能力、電腦軟件操作能力和團隊協(xié)作能力結(jié)合在一起。項目學習要以學生為主體，使其在充分掌握理論知識的基礎(chǔ)上，提高其發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，同時鍛煉其文字表述和團隊協(xié)作等綜合能力。

2.現(xiàn)場教學

教師在開展項目式教學的同時還要進行現(xiàn)場教學，即將教室搬到實訓室或現(xiàn)場邊講邊做，使原本抽象的內(nèi)容具體化，提高學生參與課程學習的興趣。例如，對列車運行圖編制項目的教學，教師可以通過軌道交通實訓室的列車自動監(jiān)控仿真系統(tǒng)進行模擬教學，組織學生自己動手模擬繪制列車運行圖，使學生更加熟練地掌握旅客和貨物列車運行圖的編制方法。對運輸調(diào)度工作項目的教學，教師可以通過組織學生參觀輕軌集團控制中心和觀看現(xiàn)場調(diào)度的實際操作，再由工作人員講解答疑的形式，將抽象的運輸調(diào)度工作變得形象生動，幫助學生學習和理解相關(guān)知識。

3.實踐環(huán)節(jié)設(shè)計

因為軌道交通行車組織課程與現(xiàn)場生產(chǎn)聯(lián)系緊密，內(nèi)容繁雜，所以課程實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容要緊密圍繞教學重難點，在掌握理論知識的基礎(chǔ)上培養(yǎng)學生從事軌道運輸組織與指揮實際工作的基本技能。具體來說，教師可以設(shè)置列車調(diào)度指揮、列車運行圖鋪畫、編組站作業(yè)計劃編制等實踐內(nèi)容，在強調(diào)學生的主體地位的基礎(chǔ)上，積極組織學生以此為題參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。這既適應(yīng)了學生個性化發(fā)展的需要，也達到了提升學生創(chuàng)新能力的目的，做到了教學過程與工作過程的結(jié)合，融“教、學、做”為一體。

4.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練

項目式教學通過實踐環(huán)節(jié)加強了學生的專業(yè)技能訓練，教師可以在此基礎(chǔ)上積極組織學生參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，培養(yǎng)學生的綜合設(shè)計能力和創(chuàng)新能力，在適應(yīng)學生個性化發(fā)展需要的同時，達到提升學生創(chuàng)新能力的目的。

(三)改革考核方式

本課程考核方式的改革以實踐動手能力為導向，重點考核學生在實踐環(huán)節(jié)和項目匯報環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)。在課程改革實施的過程中，課題組根據(jù)實際情況對考核方式進行完善，總結(jié)出該課程的考核方案：針對每個項目的完成情況(包括格式規(guī)范程度、工作量的大小、內(nèi)容深度等方面)和答辯表現(xiàn)進行考核，占總成績的30%；針對實踐環(huán)節(jié)的完成情況(包括實踐報告、圖紙繪制、方案設(shè)計等方面)進行考核，占總成績的30%；為體現(xiàn)新工科背景下培養(yǎng)具備工程實踐能力、創(chuàng)新能力的綜合型人才的理念，增加創(chuàng)新性考核項目，主要考查學生創(chuàng)新能力和綜合運用知識能力，占總成績的10%；針對平時成績、考核考勤和教學配合等情況進行考核，主要考查學生學習態(tài)度，占總成績的10%；期末考試成績占總成績的20%。單個項目匯報環(huán)節(jié)或單個實踐環(huán)節(jié)考核不及格的學生需要重修該環(huán)節(jié)。為了防止出現(xiàn)部分學生在實踐環(huán)節(jié)和項目匯報取得了較高分數(shù)平時就經(jīng)常曠課的現(xiàn)象，考核需要實行“單環(huán)節(jié)否定”原則：點名三次不到、設(shè)計報告兩次不交、項目小組匯報兩次不參加、卷面考試成績低于及格線，符合其中一項者總成績?yōu)榱恪?/p>

(四)加強師資隊伍建設(shè)，組建教學團隊

新工科背景下，軌道交通行車組織課程對師資隊伍也提出了新的要求。目前，該課程的授課教師是青年教師，缺乏工程背景。因此，學校應(yīng)鼓勵教師深入企業(yè)進行調(diào)研學習和參加行業(yè)內(nèi)相關(guān)培訓，以提升教師的工程實踐能力。也就是說，學校要積極組織本專業(yè)相關(guān)教師組成教學團隊，針對課程內(nèi)容發(fā)揮教師專長，提高整體教學質(zhì)量。[5]

四、結(jié)語

經(jīng)過幾年的探索與實踐，長春師范大學交通工程專業(yè)組建了軌道交通行車組織課程教學團隊。團隊在調(diào)研和總結(jié)本課程存在問題的基礎(chǔ)上，在新工科背景下根據(jù)我國軌道交通的最新發(fā)展情況對教學內(nèi)容、教學手段、考核方式與師資建設(shè)方面進行了教學改革，學生的學習主動性高漲，取得了良好的教學效果。尤其在項目式教學和實踐環(huán)節(jié)中，學生通過文獻查閱、報告撰寫、實際操作和小組答辯等環(huán)節(jié)，很大程度上提高了分析問題、解決問題的能力，在一定程度上提高了工程實踐能力和創(chuàng)新能力，符合我國交通運輸領(lǐng)域應(yīng)用型工程技術(shù)高素質(zhì)人才的培養(yǎng)需要。