依托虛擬教研室的“鐵路信號基礎(chǔ)”課程建設(shè)研究

王墨琦

（唐山學(xué)院，河北 唐山 063000）

0 引言

“鐵路信號基礎(chǔ)”是軌道交通信號與控制專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，通過這門課程幫助學(xué)生建立起鐵路信號的基礎(chǔ)概念和知識框架，掌握鐵路信號的基礎(chǔ)設(shè)備，了解鐵路信號系統(tǒng)的組成，為后續(xù)的學(xué)習(xí)和工作打下一定的基礎(chǔ)，是該專業(yè)重要的核心課程[1]。

作為一門以軌道交通行業(yè)為背景的課程，與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合十分緊密，各種規(guī)則規(guī)范也十分繁雜，課程學(xué)習(xí)如果完全沿用傳統(tǒng)的教學(xué)方式，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果在一定程度上大打折扣，因此探索課程中可挖掘的改革點(diǎn)，提高課程的口碑度和學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情勢在必行。

依托全國軌道交通信號與控制虛擬教研室，對我院的“鐵路信號基礎(chǔ)”課程進(jìn)行改革探索，在這個過程中培養(yǎng)了師資，提高了學(xué)習(xí)熱情，教學(xué)成效得到顯著提升。

1 明確教學(xué)目標(biāo)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

“鐵路信號基礎(chǔ)”課程傳統(tǒng)的授課內(nèi)容比較繁雜，在有限學(xué)時中，考慮“要學(xué)習(xí)哪些知識點(diǎn)以及為什么要學(xué)這些知識點(diǎn)”對于教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化是比較重要的一環(huán)。首先對該課程的全體內(nèi)容進(jìn)行梳理，針對梳理之后的內(nèi)容以“為什么學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的必要性”為出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行論證，以確定教學(xué)目標(biāo)[2]。

例如在軌道電路這一部分，確定的教學(xué)目標(biāo)為“使學(xué)生掌握軌道電路的工作原理及各種軌道電路的結(jié)構(gòu)、工作過程”。經(jīng)過校本教研室內(nèi)討論，認(rèn)為該教學(xué)目標(biāo)可行。在虛擬教研室的大環(huán)境中，不只可以和本校教師進(jìn)行論證，還可以和虛擬教研室中的全國軌道交通信號與控制專業(yè)的教師進(jìn)行論證。在虛擬教研平臺上就軌道電路教學(xué)內(nèi)容這個問題，可以從基礎(chǔ)性和實(shí)用性等方面，同時結(jié)合各個學(xué)校不同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境等進(jìn)行了論證，最終確定該知識點(diǎn)的教學(xué)目標(biāo)為“使學(xué)生掌握軌道電路的工作原理，能夠?qū)ゎl交流軌道電路、移頻軌道電路、ZW2000軌道接線安裝。”教學(xué)內(nèi)容更加明確，教學(xué)目標(biāo)可評估性也大大提高。

論證后得出該課程作為后續(xù)“車站信號”“列車運(yùn)行自動控制”等專業(yè)核心課的基礎(chǔ)，可以分為兩大部分內(nèi)容：一是以軌道交通軌旁信號設(shè)備信號機(jī)、轉(zhuǎn)轍機(jī)和軌道電路為核心的基礎(chǔ)設(shè)備部分，這是鐵路信號的基礎(chǔ)；二是以鐵路信號系統(tǒng)的介紹為主的系統(tǒng)概述部分，這是軌道交通信號發(fā)展的現(xiàn)狀，是后續(xù)課程的先導(dǎo)[3]。

1.1 夯實(shí)基礎(chǔ)知識

第一部分的信號基礎(chǔ)設(shè)備是傳統(tǒng)鐵路的重要組成部分,至今還是整個鐵路信號發(fā)展的基礎(chǔ)，在教學(xué)中占有舉足輕重的作用[1]。打牢基礎(chǔ)設(shè)備部分知識內(nèi)容，可以幫助學(xué)生建立起鐵路信號的基本概念，因此把這部分確定為本課程的重點(diǎn)內(nèi)容。從實(shí)用性的角度出發(fā)，將一些在實(shí)際生產(chǎn)中使用較少的設(shè)備從教學(xué)內(nèi)容中刪除，將學(xué)時分給實(shí)用性更好的知識點(diǎn)也是改革措施之一。

1.2 擴(kuò)展前沿知識

第二部分是鐵路信號系統(tǒng)介紹，從車站信號、列控系統(tǒng)以及調(diào)度集中3個系統(tǒng)著手。教學(xué)內(nèi)容設(shè)置上除了對三大信號系統(tǒng)的基本的概述之外，新技術(shù)的介紹以及信號系統(tǒng)的發(fā)展前沿也是重點(diǎn)。例如隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和自動控制技術(shù)日新月益的發(fā)展，列控系統(tǒng)對鐵路信號系統(tǒng)的大一統(tǒng)趨勢逐漸顯現(xiàn)的趨勢，城市軌道交通中的CBTC系統(tǒng)對移動通信的應(yīng)用以及正在研究中的車車通信及全自動駕駛等內(nèi)容，應(yīng)該在教學(xué)中不斷更新，力求擴(kuò)展學(xué)生視野，指明軌道交通信號技術(shù)的發(fā)展方向。這里就要依靠虛擬教研室平臺的大力支持，本校教師的信息渠道畢竟有限，但是有了虛擬教研室平臺上全國同專業(yè)的教師信息共享，使得前沿信息和前沿知識的獲得更為快捷，帶給學(xué)生的知識內(nèi)容也可以及時得到更新。

1.3 故障—安全理念的思想植入

故障導(dǎo)向安全原則是鐵路信號系統(tǒng)中普遍應(yīng)用的一種安全技術(shù)，能夠使得設(shè)備的狀態(tài)向安全導(dǎo)向。為了保證軌道交通運(yùn)輸安全，故障導(dǎo)向安全理論應(yīng)該是身為信號人始終貫徹的一條原則。在介紹安全型繼電器、軌道電路、聯(lián)鎖系統(tǒng)、列控系統(tǒng)等內(nèi)容中，要時時以故障導(dǎo)向安全的思想引導(dǎo)學(xué)生，這也是該課程重點(diǎn)教學(xué)內(nèi)容之一，且應(yīng)該貫穿始終。夯實(shí)基礎(chǔ)，擴(kuò)展前沿，構(gòu)筑安全思想防線，就是“鐵路信號基礎(chǔ)”課程教學(xué)內(nèi)容選擇，教學(xué)目標(biāo)確立的標(biāo)準(zhǔn)。

2 改革教學(xué)模式，促進(jìn)線上線下結(jié)合

目前“鐵路信號基礎(chǔ)”課程采用板書+PPT的方式進(jìn)行課堂教學(xué)，時常會出現(xiàn)學(xué)生被動接受，興趣不高的問題。在這樣的情況下，教學(xué)模式的改革也是迫在眉睫[4]。

2.1 線上線下混合教學(xué)模式

在疫情的影響下，加速了線下教學(xué)向線上教學(xué)的延伸，同時也提出線上線下混合教學(xué)模式的新問題。新的混合教學(xué)模式對教師的教學(xué)組織能力和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力都提出了挑戰(zhàn)。在“教”的方面，教師備課時需要對學(xué)情進(jìn)行研究，有針對性地向?qū)W生提供學(xué)習(xí)的資料和進(jìn)行引導(dǎo)學(xué)習(xí)，課堂教學(xué)不再是單純的“講“和“聽”的關(guān)系，而是根據(jù)學(xué)生課前自學(xué)的情況進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)，并設(shè)計(jì)學(xué)生參與學(xué)習(xí)的過程。課中和課后還要有相應(yīng)的反饋機(jī)制，以保證教學(xué)過程的監(jiān)控，這就涉及教學(xué)效果的評價(jià)機(jī)制，與產(chǎn)出導(dǎo)向的教學(xué)模式密切相關(guān)。學(xué)生需要具備自主學(xué)習(xí)的能力，保證進(jìn)行前期的學(xué)習(xí)，并能夠提出問題，總結(jié)出不明白的要點(diǎn)，及時對“學(xué)”進(jìn)行反饋，才能使這種模式有效地推進(jìn)。

2.2 產(chǎn)出導(dǎo)向的教學(xué)模式

在OBE產(chǎn)出導(dǎo)向理念引導(dǎo)下，教師的教學(xué)組織模式也向產(chǎn)出為導(dǎo)向的教學(xué)模式進(jìn)行轉(zhuǎn)化。在這樣的教學(xué)模式下，教師要考慮的是如何達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，或者說是如何使學(xué)生達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。因此需要對教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分解量化為可評價(jià)的指標(biāo)，并結(jié)合反饋機(jī)制得到評價(jià)結(jié)果。如果教學(xué)目標(biāo)達(dá)成，則教學(xué)過程繼續(xù)；如果教學(xué)目標(biāo)未達(dá)成，需要對前面的教學(xué)過程進(jìn)行修正，達(dá)到閉環(huán)校正的目的，最終保證產(chǎn)出，即教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

2.3 結(jié)合以上兩種教學(xué)模式，以“鐵路信號基礎(chǔ)”中的聯(lián)鎖表編制一節(jié)為例說明

這一節(jié)的教學(xué)目標(biāo)確定為“學(xué)生能夠編寫聯(lián)鎖表”，這一目標(biāo)是比較籠統(tǒng)的，必須進(jìn)行細(xì)化。可以細(xì)化為4個二級目標(biāo)，即（1）知道聯(lián)鎖表中各列的意義；（2）清楚聯(lián)鎖表中的基本概念，如敵對進(jìn)路；（3）能夠窮舉站場平面圖中的進(jìn)路；（4）能夠用符號表示進(jìn)路。確定了教學(xué)目標(biāo)之后再根據(jù)目標(biāo)準(zhǔn)備相應(yīng)的學(xué)習(xí)資料和課前測評題目，上傳至超星學(xué)習(xí)通并設(shè)置課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)點(diǎn)，達(dá)到促使學(xué)生線上自主學(xué)習(xí)的目的。課堂授課需要根據(jù)線上測評反饋及時進(jìn)行調(diào)整，因此測評題目教師必須精心設(shè)計(jì)。課后通過安排學(xué)生分組對案例進(jìn)行討論，鞏固所學(xué)知識，要求學(xué)生用思維導(dǎo)圖將所學(xué)知識進(jìn)行整理，以及書面作業(yè)等進(jìn)行學(xué)習(xí)效果的反饋。

圖1 教學(xué)模式流程設(shè)計(jì)

3 虛擬教研室在課程建設(shè)中的價(jià)值

教研室是校內(nèi)教學(xué)研究的基層單位，是一線教師教學(xué)交流的場所。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)特別是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的虛擬教研室，擴(kuò)展了教研室的功能和作用，對校內(nèi)的教研室起到補(bǔ)充作用。本著“共建、共享、共贏”的虛擬教研室在本院的課程建設(shè)中，也體現(xiàn)出其不可或缺的價(jià)值[5]。

3.1 帶動教師的專業(yè)發(fā)展

教師專業(yè)的提升是教育教學(xué)質(zhì)量提升的核心力量，加入虛擬教研室中的教師都有著提升專業(yè)能力的共同愿望，只要加上適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)協(xié)調(diào)，容易形成凝聚力和向心力，形成強(qiáng)大的“場”效應(yīng)，促進(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展。虛擬教研室可以組織線上教研活動，可以聘請業(yè)內(nèi)的專家進(jìn)行學(xué)習(xí)交流，可以共同參與制定培養(yǎng)方案，可以共同進(jìn)行課程大綱制定、教學(xué)目標(biāo)的確定、教學(xué)方法的改革等，或者直接跨校進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，對教師既是學(xué)習(xí)也是鍛練，是教師專業(yè)發(fā)展的助力器。

3.2 校內(nèi)教研室的有力補(bǔ)充

長期以來校內(nèi)教研室在一線教師的組織、管理、培訓(xùn)、研究中起到積極的作用，同時也存在人員集中、教育教學(xué)觀念更新慢、教研手段陳舊等問題，虛擬教研室的存在，是教研室信息化的重要一環(huán)，加強(qiáng)了教研室與外校的聯(lián)系，增進(jìn)了教師和業(yè)內(nèi)的交流溝通，對于更新教師的教育理念，改進(jìn)教研科研方法等有極大的幫助。同時各校之間優(yōu)勢互補(bǔ)，傳幫帶效果明顯，利于校內(nèi)教研室的發(fā)展。

3.3 實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢教育資源共享

軌道交通虛擬教研室依托著北京交通大學(xué)國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺，該仿真平臺提供了很多的優(yōu)秀虛擬實(shí)驗(yàn)資源以及課件資源，對于我院現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件是很好的補(bǔ)充。同時對很多學(xué)校來說，可以緩解建設(shè)實(shí)驗(yàn)室的時間和資金的難題，有效助力了教學(xué)的開展。

4 結(jié)語

課程的建設(shè)不是畢其功于一疫的事情，建設(shè)到一個段落之后取得了一些改進(jìn)，仍要沿著正確的改革方向持續(xù)改進(jìn)。該課程建設(shè)依托于軌道交通信號與控制虛擬教研室，集中了虛擬教研室中優(yōu)秀的師資力量和優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)資源，使得“鐵路信號基礎(chǔ)”的課程建設(shè)取得了一定的成效，在之后的建設(shè)中，還要在實(shí)驗(yàn)融入課堂，專業(yè)競賽進(jìn)入課堂，共享師資遠(yuǎn)程教學(xué)等方面進(jìn)行探索。