馬學思
內蒙古交通職業技術學院,內蒙古 赤峰 024000
第四次工業革命已經到來,在國家的號召下,中國高等教育的改革創新面臨著新的機遇和挑戰。“新工科”應運而生,新工程是科學、應用科學、工程實踐的創新與進步所形成的新學科或工程領域、新范式、新工程教育的綜合概念,與傳統工程相比,新工程是工程教育發展的新模式。它不僅解決了如何培養具有更大創新創業能力和跨界融合能力的新型工程技術人才的問題,而且著眼于未來新技術、新產業的發展,重點推進學科跨界融合,構建工程教育新理念、新結構、新模式、新體系。
近年來,中國鐵路的飛速發展——高鐵的大規模建設運行,鐵路管理制度的不斷革新和運營體制的深化改革,以及客運列車快速化發展、公交化、貨物物流化、集裝化和重載化,高新技術的不斷發展應用在鐵路運輸中,使我國鐵路運輸組織的基本理論和運輸方法都發生了巨大變化。因此,在新工程背景下,結合我國軌道交通現場生產實踐的需要,及時更新教育觀念,改革軌道交通組織課程,具有重要的現實意義,能提高學生的工程實踐能力,培養適應當地工業和經濟發展需要的綜合型人才。
軌道交通組織課程是隨著我國交通運輸專業的產生和發展而形成的一門專業課程。它是交通工程專業課程體系中理論與生產實踐聯系最緊密的課程,對專業基礎理論和基本技能的培養起著支撐作用。本課程運用系統的思想,將運輸組織、指揮、管理和實際操作相結合,全面介紹鐵路運輸組織的具體操作方法和流程,具有較強的實用性和適用性,為城市軌道交通和軌道交通培養應用型工程技術人才具有重要意義[1]。在經過軌道交通組織課程之后的學生對于我國車輛運輸、管理和指揮方面都增加了了解,將理論知識和實踐相結合,經過這一課程的洗禮,可以加深對理論知識的應用。
但在實際教學過程中,由于課程內容復雜、覆蓋面廣,學生很難完全掌握相關知識。具體表現為,傳統的課程設計與實踐脫節,理論知識與實踐脫節,這使得學生在學習過程中難以將理論與實踐相結合,分析和解決實際工程問題的能力較弱,無法滿足為區域經濟服務的人才培養需求。該課程的教學、檢查和評估方式也存在問題。
軌道交通行車組織課程中有六篇三十四章,理論知識面廣,內容復雜,教師時間有限,學生的學習效果難以保證。此外,一些教學內容陳舊,我國軌道交通特別是高鐵交通實際運行沒在課程上詳細介紹或充分體現。例如,在關于運行圖和運輸能力計算的章節中,教材和課堂教學繼續側重于介紹傳統正常客運速度列車和一般貨運列車的提交方案,以及計算既有鐵路線路運輸能力的原則,而對中國高鐵列車的安排和運力計算的介紹也很少。因此,只有及時增加中國鐵路運輸的前沿知識,刪除舊的內容,通過定期審查課程計劃和更新課程內容,及時向學生介紹中國交通領域的最新發展和科研成果,才可以確保課程教學與中國軌道交通實際生產一致性,這樣才能夠保證所學知識能夠運用到實踐中。
在課堂教學中,雖然教師采用了板書與多媒體相結合的教學方法,但教學內容仍然局限于課本。此外,由于本課程同樣強調理論與實踐,教學內容覆蓋面廣,許多枯燥的概念和復雜的原理難以理解,單單只是從課堂講解不能夠將概念和知識熟練掌握,單靠調車設備和調車運行方式的概念,不能讓學生直觀地掌握運行過程。有必要走進現場或觀看視頻,使學生更直觀地了解部分調車設備和調車操作模式,加深學習的印象。
此外,本課程的教學模式仍然是傳統的以教師為中心的填鴨式教學,學生以聽課為主,由于軌道交通組織課程的課堂內容和綜合學時較多,教學中使用的PPT信息量很大。由于學生不理解某一點的知識,很難跟上教學的步伐。在邏輯鏈中有一個破裂點,他們不會注意,導致厭倦,這大大降低了聽力狀態,這就導致學生們學習的效率不高,學習興趣下降,這會嚴重影響為我國輸送建設性人才。
隨著先進設計方法和手段的發展,新行業、新經濟、新技術下,交通市場對交通人才知識和技能的要求也在發生變化。課程內容與新工程下的市場人才需求嚴重脫節。在目前的教學過程中,理論教學時數比例過高。例如,在電站工作組內容的教學過程中,本課程介紹了與現場設計實際應用密切相關的較少內容,如線路、執行路線圖和車站偏離運行路線,更詳細地描述了偏離計劃的概念、編制方法、收集和交付順序的計算,這種理論教育與實踐教育不平衡的教學方法,不利于學生實踐工程能力的培養。在實踐中,現有的課程設計內容是手工繪制的運行圖,占時間比例較小,而且教學內容沒有結合先進技術,沒有充分發揮軌道交通組織實習的作用,不能夠培養工科學生的綜合實踐能力。
課程評估旨在測試教學效果和指導學生學習。但是,目前的軌道交通列車組織課程仍然采用基于考試最終結果的傳統評估方法(通常結果為20%和30%這種評價方法)對學生學習過程進行評價,只注重學生平時的學習頻率和與過程相關的理論知識的考試,而忽視了實踐能力的鍛煉,這嚴重影響了學生的創新能力和對現今交通問題進行深度思考。
根據當前新工程建設對專業交通工程的要求,考慮到組織軌道交通課程教學過程中存在的問題,本課程可采用項目教學和現場教學,結合實踐環節進行理論教育,培養學生的工程能力、創新能力和知識學習能力;以工程實際應用需求為導向,打破獨特的課程體系,整合多課程、多學科知識,使學生適應新技術、新產業、新經濟發展的需要。
根據本專業人才培養目標,本次改革結合軌道交通組織課程的教學計劃和課時,整合和優化了以往的教育內容[2]。改革以求知為導向,重申了教學重點和難點,重新分配課時比例,適當增加實踐內容的課時,如列車的接車和發車、列車運行圖的改道和編制;充分減少理論課時,以增加車站運營計劃、組織列車和火車站調度工作;排除了在公交運營管理過程中學習到的運行圖要素等內容的圖形化表示和分類方法的重復教學。此外,本次改革還建立了課程資源庫,包括教育計劃、課件、練習、軌道交通運營實踐視頻等資源,并根據軌道交通發展的最新信息和文件定期建立和擴展數據庫,使學生能夠充分了解軌道交通乃至整個交通行業的發展和最新趨勢,激發學生主動學習的興趣,建立了網上教育資源,通過在網上交流學習的方法,加深對課程的理解。
由于鐵路運營的特殊性,大多數學校無法組織學生現場學習,甚至現場參觀也難以實現,因此學校可以采用項目式教學和現場教學,實現理論教學與實踐環節的結合。
1.項目式教學
在傳統理論教育的基礎上,結合工程教育的新理念,課程內容可根據其性質歸納為幾個設計模塊,每個項目教學項目包含多個工作任務。項目和任務相互獨立,相互關聯,具有一定的靈活性。教師需要根據項目內容的性質、項目要求、所需的理論知識、項目的實施和知識擴展框架進行教學。根據教師布置的任務,通過查閱文獻、項目報告等環節完成模塊內容的學習,如車站設備運行項目的學習,學生可以掌握交通設備的運用。通過查閱文獻、網上學習等手段,避免操作計劃的編制方法錯誤,形成教育計劃,包括項目介紹、知識結構、重點難點和項目總結,然后撰寫作業和項目報告,以多媒體視頻或PPT的形式進行現場報告。項目教學有助于提高學生主動學習的興趣,并將基礎理論知識、系統設計能力、學生自學能力相結合。項目學習應以學生為主體,提高學生在完全掌握理論知識的基礎上發現問題和解決問題的能力,鍛煉學生的綜合技能,并能對其進行更多的了解,增加文字表達和團隊合作的能力。
2.現場教學
在實施項目教學時,教師還應進行現場教學,即將教室前移到培訓室或在現場講解,以獲得原始的抽象內容,提高學生參與課程學習的興趣。教學項目編制列車運行圖時,教師可通過鐵路培訓室的列車自動監控系統進行模擬教學,并組織學生自行模擬繪制列車運行圖,為了讓學生更熟練地掌握編制乘客和列車圖的方法,教師可以組織學生參觀輕軌集團控制中心,協助實際的現場運輸操作,然后進行運輸工作項目的教學工作人員可以解釋問答的形式,通過發送生動的作品呈現交通抽象教學的內容,幫助學生學習和理解相關知識。
3.實踐環節的設計
由于軌道交通組織課程與現場生產密切相關,內容復雜,實踐課程環節的內容必須圍繞教育的重點和難點,以理論知識為基礎,培養學生在軌道交通組織指揮實踐工作中的基本技能,特別是教師可以建立實際內容,如列車調度指揮、繪制列車運行圖、編組站作業計劃編制等實踐內容,使交通組織課程能夠在強調學生主體地位的基礎上參與大學生創新創業項目。這不僅滿足個性化學生發展的需要,但它也旨在提高學生的創新能力,實現教學過程與工作過程的結合,實現“教、學、做”的一體化。
按照“工學結合”“教、學、做一體化”的要求,研究“大教育、小班討論、專題培訓”的新教學方法,有效提高學生的綜合素質和專業素養。“大班授課、小班討論和項目培訓”是教學組織的三種形式,它們之間沒有特定的順序關系。有些課程內容必須先是大班,然后是小班,有些課程內容也會打破這個順序,先做專題,然后討論,再講課。在教師的幫助下,學生緊密關注任務,通過親身體驗、自主探索和互動協助,完成學習任務的實際學習過程,交通組織的任務由城市軌道交通組織中的交通信號系統負責,各小組有義務根據交通信號的錯誤類別評估交通方式、具體組織流程和各個崗位的協調。
4.創新創業培訓
項目教育通過實踐環節加強對學生的職業培訓。在此基礎上,教師可以積極組織學生參與大學生創新創業項目,培養學生的設計創新能力,在滿足學生個性化發展需求的同時,實現提高學生創新能力的目標[3]。
評價方法的改革課程以實踐能力為基礎,注重學生在實踐中的表現評價和項目報告。在課程改革實施過程中,課題組根據實際情況改進了評價方法,并總結了課程評估方案:評估學習的完成情況(包括格式標準化程度、學習任務完成情況、內容深度等)和答辯表現,占總分的30%;評估實踐環節(包括實踐報告、設計、方案設計等)的完成情況,占總分的30%;為體現在新技術背景下培養具有工程實踐能力和創新能力的綜合型人才的理念,增加了創新評估項目,主要測試學生的創新能力和綜合知識應用能力,占總分的10%;根據平時表現、考勤考核和教學配合情況進行評價,主要考查學生的學習態度,占總分的10%;期末考試成績占總分的20%,未通過考試單個項目或單個實踐鏈接的學生必須重修該課程。防止一些學生在實踐和項目報告中取得了高分,平時經常缺課。考核中要貫徹“單環節否定”的原則:點名少于三次,項目報告不交兩次,項目組匯報兩次不參加,筆試成績低于及格線,符合其中一項的其考試成績為零。
在新工程背景下,軌道交通組織課程也對教師提出了新的要求,目前該課程由年輕教師講授,沒有工程經驗。學校應鼓勵教師經常深入企業開展研究和學習,并參與相關行業培訓,以提高教師的實踐能力。換句話說,學校應積極組織本專業相關教師組建教學團隊,充分發揮優秀教師的經驗,根據課程內容提高通識教育質量。
近年來,隨著軌道交通的快速發展,軌道交通人才缺口較大。全國許多高校相繼開設了軌道交通信號與控制專業,如何培養出更好的創新型人才,已成為高校教師改革的迫切問題。軌道交通是計算機、通信、控制等信息技術相結合的高科技水平。因此,在教學過程中,大學教師應該堅持如何積極更新課程,改革教學方法,豐富教材。
經過幾年的探索和實踐,基于運輸專業工程師組建了軌道交通組織課程的師資隊伍,在研究和綜合該課程存在問題的基礎上,對教學內容進行了改革,在新工程背景下,根據中國鐵路的最新發展,特別是在教學和實踐項目中,通過文獻綜述、報告寫作、實際操作和集體防御,教學方法、評估方法和師資建設,學生分析和解決問題的能力大大提高,工程實踐能力和創新能力有所提高,滿足了我國應用技術交通領域工程高素質人才的培養需求。