面向卓越工程師培養(yǎng)的“列車運行組織”課程改革探討

江志彬，徐瑞華

摘要：實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃是我國高等工程教育面臨的重大迫切任務(wù)。基于同濟大學(xué)“交通運輸專業(yè)”卓越工程師培養(yǎng)定位，從“知識、能力、人格”三位一體的人才培養(yǎng)模式出發(fā)，對該專業(yè)的核心課程“列車運行組織”課程教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容、教材、教學(xué)方法與手段、考核方式等內(nèi)容的改革思路進行了探討。

關(guān)鍵詞：卓越工程師;交通運輸;列車運行組織;運行圖課程設(shè)計;課程改革

中圖分類號：G642.0???? 文獻標(biāo)志碼：A???? 文章編號：1674-9324（2014）41-0125-04

為了能走中國特色新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家、建設(shè)人才強國等一系列重大戰(zhàn)略部署，我國迫切需要培養(yǎng)一大批能夠適應(yīng)和支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展的工程人才，一大批創(chuàng)新型工程人才和一大批具有國際競爭力的工程人才。為此，2010年6月23日，教育部在天津召開了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”啟動會，聯(lián)合有關(guān)部門和行業(yè)協(xié)（學(xué)）會，共同實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃（以下簡稱“卓越計劃”）[1，2]。

作為國內(nèi)首批試點高校，同濟大學(xué)已經(jīng)開始實施“卓越工程師”培養(yǎng)計劃[3]，“交通運輸專業(yè)”正式列為卓越工程師培養(yǎng)的試點專業(yè)。本文將基于同濟大學(xué)“交通運輸專業(yè)”卓越工程師培養(yǎng)定位，從“知識、能力、人格”三位一體的人才培養(yǎng)模式出發(fā)，對該專業(yè)的核心課程“列車運行組織”及配套課程的教學(xué)大綱、教材、教學(xué)方法與手段、考核方式等內(nèi)容的改革思路進行探討。

一、同濟大學(xué)交通運輸專業(yè)卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)

1.同濟大學(xué)“交通運輸工程學(xué)科”卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)。同濟大學(xué)是我國最早成立交通工程本科專業(yè)和獲得交通工程碩士及博士授予權(quán)的高校，也是第一批被確定為交通運輸工程國家一級重點學(xué)科的學(xué)校之一。交通運輸學(xué)科卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)是要培養(yǎng)我國交通運輸工程界具備卓越工程師素養(yǎng)和良好職業(yè)精神、具有創(chuàng)新意識和國際視野、能夠踐行技術(shù)創(chuàng)新并解決未來工程問題和具有終身學(xué)習(xí)能力的工程技術(shù)精英和領(lǐng)軍人才，確保在未來十年和更長遠(yuǎn)的時期中，源源不斷的同濟學(xué)子成為中國交通工程創(chuàng)新開發(fā)的主導(dǎo)力量。

2.同濟大學(xué)“交通運輸專業(yè)”卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)。同濟大學(xué)的“交通運輸專業(yè)”始建于1951年，是國內(nèi)最早從事軌道交通領(lǐng)域交通運輸規(guī)劃與管理的教學(xué)科研單位之一。“交通運輸專業(yè)”卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)為：德、智、體全面發(fā)展，具有人文素養(yǎng)、社會責(zé)任心和工程職業(yè)道德，掌握交通運輸工程學(xué)科的基礎(chǔ)知識和基本理論，能夠勝任軌道交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃與管理，并能面向未來，適應(yīng)軌道交通高、精、尖集成技術(shù)發(fā)展需要、具有終身學(xué)習(xí)能力和國際視野的高級工程專門人才和拔尖創(chuàng)新人才[4]。

二、滿足卓越工程培養(yǎng)目標(biāo)的專業(yè)課程體系改革

1.“三位一體”專業(yè)課程體系改革目標(biāo)。同濟大學(xué)始終把培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才作為崇高使命和責(zé)任，確立了“知識、能力、人格”三位一體的人才培養(yǎng)模式[3]。因此，為了滿足卓越工程師培養(yǎng)的要求，交通運輸專業(yè)課程體系改革總體思路如表1所示。

2.“交通運輸專業(yè)”課程體系改革思路。基于上述的“三位一體”的培養(yǎng)目標(biāo)，“交通運輸專業(yè)”課程體系改革的思路為：①調(diào)整課程組成的知識結(jié)構(gòu)以適應(yīng)未來工程師的需要。②適當(dāng)壓縮課時來增加實踐教育的時間，并提出與企業(yè)結(jié)合的科學(xué)的實踐教育方案。③調(diào)整課時安排以適應(yīng)培養(yǎng)具有國際視野的強化國際交流的教育模式。因此，新的卓越工程師課程體系將加強工程師專業(yè)知識和拓展知識的學(xué)習(xí)，增加實習(xí)時間，加強實踐教學(xué)，加強卓越工程師的實踐訓(xùn)練，采用多樣化方式進行教學(xué)和質(zhì)量評定，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力和國際交流能力。

三、“列車運行組織”專業(yè)課程的改革思路

1.“列車運行組織”課程介紹。“列車運行組織”是交通運輸專業(yè)的核心專業(yè)課程，該課程以軌道交通系統(tǒng)列車運行過程及特點為基礎(chǔ)，以列車運行圖為主線，重點介紹軌道交通系統(tǒng)列車運行過程控制及行車組織的基本原理與方法、列車運行圖要素及其編制、通過能力計算以及列車運行調(diào)度指揮等方面的內(nèi)容。通過該課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握軌道交通系統(tǒng)列車運行組織的基本理論和方法，具備從事軌道交通列車運行組織與管理、列車運行圖編制、通過能力計算和列車運行調(diào)整的能力，了解國內(nèi)外軌道交通系統(tǒng)列車運行控制與組織中的新技術(shù)及相關(guān)系統(tǒng)。

2.“列車運行組織”課程改革思路。①教學(xué)大綱與教學(xué)內(nèi)容改革。一是注重共性，強化基本原理和方法。本課程面向各類軌道交通方式（既有鐵路、高速鐵路、城際及城市軌道交通、磁浮交通），從軌道交通系統(tǒng)列車運行的基本特點出發(fā)，重點介紹軌道交通系統(tǒng)列車運行過程控制的基本原理、列車運行組織計劃的編制及優(yōu)化、線路通過能力的計算及加強的理論與方法。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解軌道交通列車運行過程及控制的基本原理，掌握軌道交通系統(tǒng)線路通過能力的計算、分析能力以及加強和提高軌道交通系統(tǒng)運輸能力的方法和措施的評價能力，能夠進行單雙線客貨混跑鐵路、高速鐵路、城市軌道交通列車運行圖的編制及調(diào)整，掌握列車運行調(diào)度與指揮的基本方法。二是結(jié)合實際，滿足軌道交通網(wǎng)絡(luò)運營管理的實際需要。近年來，我國高速鐵路、城際及城市軌道交通快速發(fā)展，部分區(qū)域和城市已經(jīng)形成軌道交通網(wǎng)絡(luò)，在本課程的教學(xué)過程中，重點增加在網(wǎng)絡(luò)化運營條件下，軌道交通系統(tǒng)各線路列車運行計劃的協(xié)調(diào)銜接的授課內(nèi)容，同時注重列車運行組織的基本原理，突出列車運行控制在運輸組織中的作用。新教學(xué)內(nèi)容將增加列車運行控制理論與方法的內(nèi)容，學(xué)習(xí)列車控制系統(tǒng)（CTC）的原理、應(yīng)用等級、工作模式等內(nèi)容，學(xué)習(xí)城市軌道交通列車自動控制系統(tǒng)（ATC）的原理與方法等內(nèi)容。三是介紹前沿，培養(yǎng)學(xué)生探索研究的興趣和能力。軌道交通列車運行圖編制中普遍采用了計算機技術(shù)，因此在課程講授中，重點講授列車運行圖的計算機編制技術(shù)。同時，考慮到計算機編制列車運行圖的部分內(nèi)容仍處于不斷研究過程中，相關(guān)的研究成果及學(xué)術(shù)論文較多，注重對最新研究成果的介紹，啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)文獻，進行文獻綜述，了解最新的研究成果。四是運行圖課程設(shè)計的配套改革。隨著我國軌道交通運輸?shù)难杆侔l(fā)展，軌道交通現(xiàn)場的計算機編制方法與操作方式也隨之發(fā)生了較大變化，為適應(yīng)這些變化的要求，本課程對運行圖課程設(shè)計的內(nèi)容進行了配套改革，重點突出多種軌道交通運輸組織方式的特征，體現(xiàn)與現(xiàn)場實際操作的吻合性，增加以滬寧高速鐵路線、上海軌道交通11號線等實際應(yīng)用案例，突出理論與實踐的結(jié)合。在設(shè)計內(nèi)容中，增加相關(guān)運行圖編制參數(shù)標(biāo)定實驗與調(diào)研等內(nèi)容，并突出計算機的操作技能。②教材改革。由于教學(xué)大綱發(fā)生了變化，需要對原教材進行修訂。新編教材將以該教材的部分內(nèi)容為基礎(chǔ)，重新編寫與當(dāng)前軌道交通系統(tǒng)最新技術(shù)相適應(yīng)的列車運行組織內(nèi)容，并重點突出軌道交通系統(tǒng)列車運行控制技術(shù)，增加高速鐵路（客運專線）、城市軌道交通系統(tǒng)中列車運行圖編制和調(diào)度指揮等方面的內(nèi)容，同時對列車運行圖的課程設(shè)計任務(wù)書進行了修訂與完善。③教學(xué)方法與手段改革。一是啟發(fā)式教學(xué)。注重深入淺出地解釋列車運行過程及運行組織的原理，并注重課堂提問，啟發(fā)學(xué)生思考。通過課堂練習(xí)和課后作業(yè)，使學(xué)生能夠全面認(rèn)識軌道交通系統(tǒng)列車運行過程及控制的基本原理，熟練掌握通過能力計算和列車運行圖編制，并具備通過能力加強方案的設(shè)計、評價能力。二是案例式教學(xué)。通過運營企業(yè)的實地調(diào)研，及時更新課程內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容緊貼運營實際。教學(xué)內(nèi)容中的列車運行圖均采用了具有實際背景的資料數(shù)據(jù)，使學(xué)生通過實際案例，了解實際編制程序和效果，掌握方法。結(jié)合配套的“列車運行圖課程設(shè)計”，在課程設(shè)計的內(nèi)容與設(shè)計方式上進行改進，利用教師科研成果（軌道交通列車運行圖計算機編制軟件），增加城市軌道交通列車運行圖的計算機編制內(nèi)容。三是探究式、參與式教學(xué)。由于本課程部分內(nèi)容在學(xué)術(shù)界仍然處于不斷研究、完善的過程中，因此在教學(xué)過程中，通過教師指導(dǎo)、設(shè)定主題，安排學(xué)生查閱相關(guān)文獻，完成文獻綜述，要求學(xué)生按照匯報要求，形成PPT文稿，由學(xué)生在課堂上進行匯報介紹，教師當(dāng)場點評，從而訓(xùn)練了學(xué)生的書面及口頭表達(dá)能力。四是現(xiàn)場工程師現(xiàn)身教學(xué)。在課程學(xué)習(xí)中，聘請鐵路和城市軌道交通運營企業(yè)的高級工程師來給學(xué)生上課，重點講述目前高速鐵路、城市軌道交通列車運行圖的編制技術(shù)、列車運行調(diào)度與控制技術(shù)的最新進展等情況，并將教材中沒有但屬于前沿研究的熱點內(nèi)容（如高速鐵路快速發(fā)展帶來的機遇與挑戰(zhàn)、城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)化運營帶來的問題等）介紹給學(xué)生。五是雙語教學(xué)。為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和把握相關(guān)領(lǐng)域的最新研究和應(yīng)用成果，本課程部分將開設(shè)雙語教學(xué)（部分內(nèi)容的PPT采用雙語展示），學(xué)生學(xué)習(xí)英語教材與文獻，教師詳細(xì)講解。六是實驗和實訓(xùn)教學(xué)。設(shè)計與本課程配套的兩個實驗課程：“高速鐵路行車調(diào)度指揮與列車運行控制模擬實驗”以及“鐵路模擬分散自律調(diào)度集中（CTC）仿真實驗”，通過模擬仿真、實體仿真、沙盤演示、學(xué)生參與等方法與手段，使學(xué)生全面掌握軌道交通系統(tǒng)的列車運行圖、列車運行計劃編制、列車運行調(diào)度和指揮的整個過程。設(shè)計本課程配套的實訓(xùn)教學(xué)課程和“Railsys實訓(xùn)”，通過Railsys的學(xué)習(xí)，使學(xué)生進一步掌握列車運行過程及運行組織特點。④考評方式改革。本課程的考核與評價改變以往是單一課程考試的方式，更注重學(xué)習(xí)過程、綜合能力和人格培養(yǎng)的綜合考評方式，如表2。

四、結(jié)論與展望

卓越工程師計劃是我國未來教育改革中的重要工作之一，對于創(chuàng)新型、應(yīng)用型和復(fù)合型人才的培養(yǎng)，是需要體現(xiàn)在整個專業(yè)培養(yǎng)的教學(xué)體系中的，而專業(yè)知識的學(xué)習(xí)與積累是提升專業(yè)素養(yǎng)的關(guān)鍵步驟，相關(guān)專業(yè)課程的教學(xué)改革必須充分結(jié)合交通運輸行業(yè)的發(fā)展和需求變化，適度在理念上超前，勇于探索，在實踐過程中不斷修正與調(diào)整。

參考文獻：

[1]李淑慶，任其亮.對交通運輸類專業(yè)實施卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的思考[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2011，11（2）：108-110.

[2]宋佩維.卓越工程師創(chuàng)新能力培養(yǎng)的思路與途徑[J].中國電力教育，2011，（7）：25-27，29.

[3]同濟大學(xué).同濟大學(xué)——學(xué)校概況[EB/OL].

http：//www.tongji.edu.cn/survey/index.html.

[4]同濟大學(xué).同濟大學(xué)交通運輸專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)計劃方案[Z].2010.

基金項目：本文為同濟大學(xué)教學(xué)改革項目研究成果

作者簡介：江志彬，同濟大學(xué)交通運輸工程學(xué)院，副教授;徐瑞華，同濟大學(xué)交通運輸工程學(xué)院，教授。