鐵路信號設計與施工課程教學改革初探

摘要：作為高等職業教育鐵道信號專業重要專業應用課程，“鐵路信號設計與施工”具有較強的專業性和實踐性。本文從內容、方法、手段、實踐等方面對該課程的教學改革進行了探討，以期能夠更有效地培養提高學生的學科知識應用能力和實踐水平。

關鍵詞：鐵道信號 鐵路信號設計與施工 教學改革

《鐵路信號設計與施工》課程為我校高職鐵道信號專業設置的一門專業核心課程，主要目的是引導學生綜合運用鐵路信號的專業知識來分析、解決鐵路信號在設計開發、施工安裝等方面的實際問題，由于課程內容中涉及知識面廣，工程施工方法多，學科綜合性強，而學生接觸施工現場的機會有限，缺乏必要的現場經驗，對于設計部分則難以從整體上予以把握，這就往往導致學習效果欠佳。因此有必要探討本課程的教學改革問題，以下從兩個方面予以說明。

1 推動課程教學內容的改革

對于高職高專院校，教學內容由理論知識和職業技能構成，其合理與否是教學方法、教學手段發揮效果的基礎。為了適應鐵路建設發展和高等職業教育的需要，課程組借鑒當前一些先進的教學理念，對于課程教學內容進行了精心組織和調整。

1.1 精簡優化教學內容 本課程知識領域包括鐵路信號工程的設計與施工兩方面，信號工程設計內容包括初步設計、繼電集中聯鎖施工設計、計算機聯鎖工程設計、自動閉塞工程設計，而信號工程施工內容包括室內設備的安裝及試驗、室外設備的安裝及試驗等。

對于前者，以往的教學中主要按照鐵路信號工程設計的順序講解設計方法和步驟，每個設計環節先講設計標準和依據，而由于學生對于所羅列的各項條款缺乏整體性的認識和缺乏工程實踐經驗，因此理解起來比較困難，也非常枯燥乏味；而實際上，學生就業后主要從事的工作中基本上涉及不到按這些設計條款進行嚴密的工程設計，而主要是按照鐵道信號的相關圖紙進行安裝、維護、管理工作。有鑒于高等職業教育的培養目的，課程組確定了“以必需、夠用為度”和“以掌握概念、強化應用為重點”的思路。在內容的選取上不再堅持以工程設計為導向，而是將重點轉向了鐵路信號工程閱識圖，以“站場線路平面圖-信號設備平面圖-電纜徑路圖-組合連接圖-組合排列表-網狀電路圖-不拼貼電路圖-配線表”等一系列前后相關的圖紙類型為主線，在對于圖紙的閱讀的講解中，逐步展現每個設計環節的主要內容和重點，引導學生體會每種圖紙的作用和意義。一方面這樣有助于形象地用設計結果來重現整個設計過程，從而激發了學生的興趣和積極性，同時也降低了學習的難度，不至于使學生缺乏信心；另一方面，信號識圖作為一種最重要的專業基本技能也得到了強化和提高。

至于鐵路信號工程施工方面，理論難度并不大，長期以來的主要問題是施工過程和技術問題用課堂理論教學無法形象直觀表述，盡管采用了錄像、3D動畫等多種教學手段，但效果仍然差強人意。針對這種情況，課程組只保留了小部分理論教學學時，提綱挈領地講述室內外鐵路信號設備的安裝、接線及試驗工程的基本原則和步驟；同時，引入了項目實訓實操環節，將本部分教學內容分解為“電纜封端及箱盒的安裝”、“電纜接續”、“色燈信號機接線和調試”、“ZD6電動轉轍機接線和調試”、“ZPW2000A軌道電路接線和調試”等5個實訓小項目，由學生自主完成信號設備接線以及對設備送電調試到正常工作狀態的過程，使學生詳細認識相關信號設備的組成結構，對于常見鐵路信號工程施工工序的方法和技巧也有了親身的體會和收獲，也提高了基本的專業技能。例如在“電纜封端及箱盒的安裝”項目中，就可以使學生對于芯線編組、芯線斷線測試、芯線對號、絕緣電阻測試、電纜防護等內容實際動手，當他們找到一根斷線、對好一根芯線時，當他們通過搖表搖出電纜絕緣時，其收獲要遠比僅僅通過課堂講解要大。

1.2 緊跟學科行業發展前沿 當前隨著鐵路建設尤其是高速鐵路客運專線的高速發展，鐵路信號設備和系統也發生了很大變化，主要表現為技術條件日益復雜、標準要求較高、試驗項目多、測試技術指標更為精確；同時在工程施工領域，對既有線鐵路信號設備的維修和施工質量要求越來越嚴格，對信號設備更新、改造和大修及新舊設備更替時間的要求也越來越短。為了更好適應這一發展趨勢，課程組對于教學內容進行了及時的改動，刪減了部分陳舊內容，而增加新的設備和施工工藝。具體來說，在車站信號設計與施工部分，由于現場已經基本淘汰了6502繼電集中聯鎖，因此在課程內容中對于6502的相關組合及其運用、網狀電路圖等內容予以弱化，而將微機聯鎖的組合加以詳細講解，同時保留具有通用性的信號機點燈電路等非拼接電路圖內容；而在區間信號設計與施工部分，則去除64D半自動閉塞、UM71移頻自動閉塞等應用較少或過時的內容，重點加強ZPW2000A移頻自動閉塞的設計與施工。

2 結合工程實踐，強化專項技能

職業教育的重要目標是提高學生的職業能力，培養滿足生產一線所需要的高技能應用型人才。鐵道信號專業的學生畢業后會在鐵路局電務段從事鐵道信號系統運營管理、維護保養工作或者在鐵路工程局從事鐵路信號工程的建設施工工作，現場需要的不是空有理論知識卻缺乏動手能力的研究者，而是具備足夠專業技能和職業素養的技術人員，其應該掌握熟練的制圖、識圖、安裝、調試等基本技能。在《鐵路信號設計與施工》課程教學過程中，課程組結合當前鐵道信號領域發展狀況和趨勢以及現有的教學資源條件，建立了一個較為合理的課程實踐教學體系，如圖1所示，該體系將實踐能力的培養分為三個層次：基本能力、專項能力和核心能力。基本能力由前期課程和實習實訓環節培養，本課程教學中加以引用和歸納總結；專項能力為課程教學的重點，負責鐵路信號工程中所需要的各項專業技能的培養和提高，其中包括制圖、識圖、接線、調試等現場工序；而綜合技能則是對整個鐵路信號工程（車站或區間）從系統層次的掌控能力，是對專業原理、專項技能的綜合應用和整體提升。根據課程具體條件和學科專業需求，課程組將重點放在了專項技能的提高。

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圖1 《鐵路信號設計與施工》課程實踐教學體系

信號圖紙的繪制和識讀是鐵路信號工程的常見需要，也是專業從業人員的一項關鍵技能，但鐵路信號圖紙由于自身技術原因與一般電氣工程圖紙有著很大的不同，具體表現為信號圖紙數量和種類眾多、涉及設備分布范圍廣、供電通訊等不同性質線路混雜、不同圖紙相關性較強等，這就為講解帶來了不便。為了取得較好的教學效果，在教學過程中采用了點面結合、前后呼應的策略：教學內容和重點從單一的信號機、轉轍機、軌道電路等信號設備引入到系統設備的結合、信號設備布置、信號碼序設置、列控信息數據等方面，引導學生從一個個孤立的圖上信息點逐漸融合成一個實現聯鎖功能的有機整體；同時，通過對同一設計對象的不同圖紙，如車站信號里的信號平面布置圖、組合連接圖、組合排列表、端子配線圖等相互對照，使學生掌握各種圖紙的作用意義和表示方法，切實理解其間的時間、空間、電氣連接關系。

在教學過程中，考慮當前鐵道信號發展的新變化，課題組確定了信號圖紙教學的關鍵點：①結合移頻軌道電路、重型道岔、應答器電纜等新型設備要求對電纜使用要求，合理布設室外電纜徑路；②結合計算機聯鎖功能與接口要求，設計聯鎖組合、進行設備配置、架柜布置，完成與室外設備結合的控制電路圖；③考慮信號常態滅燈的技術要求、道岔控制的特殊邏輯要求，合理設計并完成信號點燈控制及道岔控制電路圖。

參考文獻：

[1]姜大源.職業教育學研究新論[M].北京：教育科學出版社，2007.

[2]趙志群.論職業教育工作過程導向的綜合性課程開發[J].職教論壇，2004（2）：4-7.

[3]馬建如.基于項目課程的《模擬電路分析與實踐》教學設計[J].職業技術教育，2010（5）：61-62.