軌道交通信號及控制專業人才培養模式

張振海 閔永智 張雁鵬 林俊亭

（蘭州交通大學自動化與電氣工程學院，甘肅 蘭州 730070）

軌道交通作為國民經濟大動脈、國家重要基礎設施和大眾化交通工具，在我國經濟社會發展中的地位和作用至關重要。近年來，路網規模大幅提升，軌道交通在高速鐵路、高原鐵路、重載運輸和機車車輛等方面技術創新取得重要突破。中國未來幾年將大力發展和建設高速鐵路和城市軌道交通。高速鐵路及城市軌道交通的快速發展，在軌道交通信號及控制方面急需大批具有工程應用與創新能力的優秀人才[1]。蘭州交通大學作為西北地區軌道交通領域的唯一的高校，一直肩負著為軌道交通建設和發展輸送優秀人才的重任。但是，由于學校地處西部，教學模式單一，教學資源相對缺乏，實訓投入不足，對培養具有工程應用與創新能力的軌道交通人才提出了嚴峻挑戰。本文以服務軌道交通為目標，研究建立集理論教學、實踐教學、工程應用能力和創新能力培養并重的“四維滲透”式人才培養模式，為培養優秀人才提供良好的支撐平臺。

1 四維并重的課程體系

針對軌道交通領域的需求，從課程體系、實踐環節和工程應用與創新等多個方面進行了研究，建立了四維并重的培養體系，構建了綜合化的課程體系，強化了學生的實踐創新能力，為提高軌道交通信號及控制特色專業學生的綜合素質奠定良好基礎。

1）課程體系及內容改革

在專業課程體系建設中始終本著為鐵路與軌道交通行業服務的宗旨，突出鐵路與軌道交通行業特色，明確各專業技術方向的人才培養目標，把握人才培養的內涵，按照專業技術培養方向層次化設置課程，注重學生工程應用與創新能力培養[2]。專業課內容必須與生產實際緊密結合，實驗、現場考察或現場試驗等實踐教學內容占課程總內容的比重需由課程組審核認定。另外，邀請各鐵路設計院、研究所、鐵路局、工程局、地鐵公司等業界專家參與課程教學、開設專題講座，以更好補充相關課程的實踐內容。邀請用人部門共同對本專業知識、能力和素質結構進行優化研究，實現了用人單位共同參與制定培養方案的合作機制。

2）實踐課程改革

根據對軌道交通的人才需求的調研，以用人單位的需求為導向，將實踐課程增加計算機應用能力實訓、電子元器件與系統設計、電氣和信號設備組裝實訓等實踐環節，并對原有的課程設計進行了過程改革，以培養工程應用能力強和綜合素質高的應用型人才。如圖1所示，通過增加實踐環節，規范實踐教學過程，嚴格訓練，側重培養學生的實際動手操作能力，使學生掌握現場實用的技術、方法及技能操作流程。通過實踐課程改革，幫助學生更好地將理論應用于實踐，并鞏固課堂講授中所學到的知識。

圖1 實踐課程體系的改革

3）構建立體化的教學資源

以軌道交通人才需求和技術發展的特點為依據，不斷優化教學內容，并根據教學內容合理選擇教學方法，重視立體化教材的建設，將基礎課程教材、教學參考書、學習指導書、實驗課教材、專業課程教材等配套建設；加強計算機教輔軟件、多媒體軟件、電子教案、教學資源庫的配套建設，形成了由教材、課件、網絡教學平臺組成的立體化教學資源。

4）畢業論文改革

軌道交通行業對電氣和信號專業人才需求量大，對人才培養強調工程應用與創新能力的提高。開展畢業設計論文工作前，要求本科生結合實際工程或科研項目進行科研實踐，為論文選題提供支持，讓學生了解研究工作的總體過程。畢業論文主要依托現場實際工程或科研項目開展研究，畢業論文以應用研究為主，同時為了提高其創新能力，要求設計內容通過現場驗證、實驗驗證或提出可實施的技術方案。

5）創新教育與實踐能力培養

在修改教學計劃時適當壓縮總學時，給學生留出充分的時間和空間參加大學生研究計劃，培養學生創新精神。舉辦具有特色的校級競賽，指導學生參加各類大學生創新實驗項目，激發學生學習的興趣和求知的欲望。豐富多彩的各種校內競賽、開放式實驗為學生的創新提供了平臺，如智能車競賽、項目投標大賽、鐵路信號設計大賽，及文化知識綜合競賽活動蓬勃開展。通過積極參與這些項目的實施過程，學生的能動性、創造力和團隊合作精神得到了空前的發揮。如結合大學生創新實驗項目的研究，學生參與系統設計、軟硬件開發、現場調試與試驗等，解決了部分工程技術問題。

2 依托校企共建培育工程實踐創新基地

軌道交通信號及控制具有起點高、發展快、技術更新快等特點。而學校教學、科研資源相對缺乏和分散，現有的項目研究和實驗平臺難以滿足教學的需要。通過建設及整合現有教學資源、科研資源和實驗室資源，充分利用企業的優勢資源，積極開展校企聯合培養，構建了多元化培養平臺，實現資源共享，解決了學生工程應用與創新能力培養過程中資源缺乏和分散的問題，為培育工程實踐創新基地奠定了堅實的基礎[3，4]。

1）校企合作共建實驗室

通過積極開展與國內外知名企業單位合作，整合校內外資源，創建實踐教學與應用創新的多層次教學研究平臺，構筑由鐵道信號校企共建聯合實驗室、組態王自動化軟件實驗室，以及GE智能自動化實驗室等組成的實踐教學研究平臺。

2）校企聯合培養

學院組織教師到企業單位進行廣泛的現場調研，跟蹤鐵路與軌道交通技術領域的發展趨勢，在企業建立大學生實習及實踐教育基地。目前，已與鐵道第一勘察設計院、蘭州鐵路局、青藏鐵路公司、中鐵電氣化局、中鐵建、南車集團等20余家企業合作開展聯合培養，有序地派遣學生利用實習、畢業設計的時間，參與企業的生產過程，實現理論與實踐相結合，提升學生的工程應用與創新能力。

圖2 團隊化協作指導的實踐方案

3）企業專家技術講座

為了營造校企深入合作的良好氛圍，定期聘請現場技術人員開展技術講座，鼓勵學生參加學習與交流，讓學生了解軌道交通技術前沿，把握軌道交通發展動態。通過技術講座的舉辦，拓寬了學生的知識視野，促進了學生對所在學科的主要研究方法的掌握，培養和激發了學生的創新思維和工程應用能力，提高了培養質量。

3 階梯式團隊化的培養模式

軌道交通信號及控制是一個多學科交叉的技術領域，面向現場的實際工程項目需要多學科知識的融合和團隊協作。本文提出階梯式團隊化的培養模式，建立融課堂教學、實踐指導和項目研究為一體的教學團隊，解決了學生培養過程中的知識交叉和團隊協作的問題。

1）多學科知識融合

以學科群為基礎組建教學團隊，依托優勢學科，開拓學科交叉領域，走特色發展之路。通過不斷深化專業內涵，形成了圍繞特色專業衍生出來的專業方向和培養目標，保證培養質量。團隊根據調研的內容，以學科方向為基礎建立導師組，開展研究，指導畢業論文。吸納相關學科和方向的導師形成指導團隊，并且根據課題需求可在各導師組之間動態調整成員，從而實現學生培養過程中的知識交叉和融合。

2）本科階梯式培養

在本科階段的知識教學方面，強調知識獲得的探索性和發現過程，并注重拓寬學生的知識面。低年級階段注意培養學生進行多學科知識的學習和探索，多學科教師合作進行某一交叉學科或集成學習計劃的教學工作，以培養適應性較強的學生。高年級階段強調解決工程問題的能力。在能力培養方面，突出學生實踐性教育環節和科研活動的展開。低年級階段重視實驗形式的多樣化（如驗證性實驗、綜合性實驗等），在此過程中培養一定的分析問題的能力。高年級階段，組織學生進行一定的科研活動，并鼓勵本學參與教師研究項目或大學生創新實驗項目，并在其中做一些力所能及的工作，以了解和初步掌握科學的研究方法，培養良好的研究習慣和功底。

3）團隊化的協作指導

以項目為基礎建立研究組，由導師、本科生組成一個科研組，分工協作開展研究，如圖2所示。在導師指導下，由本科生配合或獨立完成子項目工作，或者從參加實驗等方面逐漸融入團隊[5]。根據本科生的特長與愛好，圍繞項目進行雙向選擇，使本科生投入到最合適的項目工作中，如理論知識扎實、分析能力強的學生從事仿真與數據分析；動手能力強的學生從事系統開發等。通過項目工作的分工合作，提升本科生的團隊協作精神，培養本科生的團隊協作能力。

4 結語

近幾年來，軌道交通信號及控制專業畢業生整體上基礎理論扎實，專業技能強，綜合素質高，受到了用人單位的普遍好評。近年來多家軌道交通領域的企事業單位主動與我院建立長期的用人關系，學生就業率在全校乃至全省一直名列前茅，就業率始終保持在90%以上。同時為鐵路局、地鐵公司等運營單位舉辦軌道交通信號新技術培訓班30余期，培訓人員已超過800人。通過校企共建實驗室，實踐教學資源得到有效補充，為培育工程實踐創新基地奠定了堅實的基礎。并鍛煉培養了一支教育教學理念先進、實踐操作能力強、教學水平高、素質過硬的教學團隊。該人才培養模式的成功應用對鐵路院校起到了非常好的示范輻射作用，具有一定的借鑒意義。

[1]傅世善.談鐵路信號理念的變化[J].鐵路通信信號工程技術，2008，(2):325.

[2]趙向華，崔艷琦，陸穎.模擬教學法在工學結合中的運用[J].赤峰學院學報: 自然科學版，2008，24(3):120-121.

[3]楊金山.改革實驗工作模式促進應用型創新人才培養[J].實驗室研究與探索，2010，29(2):78-81.

[4]顧秉林.秉承實踐教育傳統加強創新能力培養提高學生全面素質[J].清華大學教育研究，2006，(1).

[5]萬 柏 坤 ，李 清 ，楊 春 梅 ，等 .Team Work:培 養創新能力和團隊精神的好形式[J].高等工程教育研究，2004，(2):83-84.