新工科背景下專業實習體系探索與實踐

黃贊武 楊世武 孫緒彬 李正交

摘? 要：為適應新工科對人才培養的新要求，針對軌道交通信號與控制專業的實習體系在實踐過程中存在的主要問題，通過深化產教融合、強化虛實結合、細化考評綜合，建立縱向“三階段”逐級遞進、橫向“雙形式”互補的實習新模式，形成“一平臺，雙引擎，三大素質”的實習教學新理念，構建“一核心，三過程，九指標”的綜合能力評價新機制。在實習組織形式、實習資源整合、實習評價方式等方面進行積極探索和大膽實踐，對其他工科專業的實習教學體系建立有一定借鑒和參考意義。

關鍵詞：產教融合；虛實結合；考評綜合；實習體系；軌道交通信號與控制專業

中圖分類號：G640? ? ? ? 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）03-0116-05

Abstract： In order to meet the new requirements for talent training under the background of Emerging Engineering Education，aiming at the main problems of the practice system of Rail Transit Signal and Control major， by deepening the integration of industry and education， strengthening the combination of virtual and real， and refining the comprehensive evaluation.A new practice mode of vertical "three stages" progressive step by step and horizontal "double forms" complementary has been established. A new practice teaching concept of "one platform， two engines and three qualities"is formed. A new comprehensive capability evaluation mechanism of "one core， three processes and nine indicators" has been constructed. It has made active exploration and practice in the aspects of organization form， resource integration and evaluation method. It has certain reference significance for the establishment of practice teaching system of other engineering majors.

Keywords： integration of industry and education;combination of virtual and real;comprehensive evaluation;practice teaching system; major of Rail Transit Signal and Control

建設交通強國是以習近平同志為核心的黨中央立足國情、著眼全局、面向未來的重大戰略決策，是建設現代化經濟體系的先行領域，是全面建成社會主義現代化強國的重要支撐，是新時代做好交通工作的總抓手。《交通強國建設綱要》對培育高水平交通科技人才提出了新要求。《新時代交通強國鐵路先行規劃綱要》也要求突出精良專業的人才隊伍建設[1]。

當前，國家推動創新驅動發展，實施“中國制造2025”“互聯網+”等重大戰略，以新技術、新業態、新模式和新產業為代表的新經濟蓬勃發展，世界范圍內新一輪的科技革命和產業變革及席卷全球的新經濟的蓬勃發展，對工程教育的改革和發展提出了新的挑戰，新工科建設的提出正是對這一挑戰做出的積極回應[2-3]。

新工科建設的目標是培養具有能夠引領未來的工程人才，培養學生正確的價值觀、使命感、家國情懷，激發想象力，樹立大工程觀，增強多學科協同交叉意識、關聯創新能力等[4-5]。近年來，北京交通大學（以下簡稱“我校”）軌道交通信號與控制專業（簡稱信號專業）對實習體系進行了重構探索和實踐，以滿足新工科對學生綜合能力素質提升的新要求。

一? 實習體系存在的問題

自我國卓越工程師教育培養計劃和工程教育專業認證實施以來，信號專業的實習培養模塊得到進一步重視，內容不斷豐富，形式不斷拓展，取得了很大成績，積累了寶貴的經驗，直接幫助專業獲得了國家級一流本科專業建設點、北京市重點一流本科專業建設點、國家級工程實踐教育中心等多項榮譽。但是由于教學學時、學生安全管理壓力、實習基地建設和實習企業需求等多方面的原因，實習教學依然是高校人才培養中的薄弱環節，與培養拔尖創新人才的要求還有差距[6]。主要存在如下問題。

（一）? 單一的集中式實習模式未能滿足學生個性需求

集中式實習模式將專業的所有學生按班級集中在一起，統一實習地點、統一實習時間、統一實習內容和統一實習考核。這一被廣泛接受并實行的實習教學模式，從學校和教師的角度來看，即方便了對學生的統一調度，又有利于對實習基地的統一管理。然而，從學生的視角來看，一些學生的職業規劃和實習內容并不匹配，難以實現以學生為中心的個性化因材施教。因此，這種單一的集中式實習模式未能兼顧學生共性基礎和個性需求，未能形成多元實習形態，未能完成共性培養向因材施教的轉變。

（二）? 傳統的參觀式實習形式未能融合現代信息技術

傳統的實習由于學生人數眾多、實習場地受限、實習設備數量短缺和實習安全保障等現實客觀原因，大多采用“走馬觀花”的參觀式實習，學生很難有條件、有機會、有時間對感興趣的系統、設備進行全面了解、深入探究，更不用說進行互動實操了。因此，這種參觀式實習形式未能融合現代信息技術，整合虛擬仿真優質教學資源，拓展實習廣度和深度，延伸實習時間和空間，完成參觀式實習向互動式實習轉變。

（三）? 片面的實習考核方式未能全面評價學生綜合能力

因為采用集中式單一模式、參觀式實習形式，實習的考核往往采用實習后的統一書面考核為主、考勤為輔的方式來進行，只能片面地考核學生對專業知識的書面認知水平，很難區分學生實習過程中具體表現的優劣。需要建立一種全面綜合的考核方式，采用全過程實習考核方法，建立多維度綜合能力評價體系，完成單一評價向綜合評價轉變。

二? 構建適應新工科要求的實習體系

在“交通強國，鐵路先行”的國策驅動下，發揮學校在我國信號專業上的“領頭羊”作用，聯合優質行業企業，深化產教融合以豐富實習形式，整合線上虛擬平臺和線下實習基地，強化虛實結合以優化實習資源，加強過程質量監控，細化考評綜合以改進實習評價，實現軌道交通信號與控制專業技術人才在思想品德、專業知識、工程能力三方面綜合提高，并通過反饋優化改革措施，實現持續改進。實習體系改進總體思路如圖1所示。

（一）? 深化產教融合，建立遞進互補實習模式

產教融合是推動高等教育內涵發展的核心機制[7]，依托北京交通大學在全國信號專業中的“火車頭”地位，以學校信號專業科技孵化的3個在科創板上市的軌道交通行業頭部公司為切入點，聯合軌道交通行業主要科技企業及其地方鐵路局集團公司，統一協調企業和學校訴求，綜合考慮學生共性專業基礎和個性化發展需求，建立了縱向“三階段”逐級遞進、橫向“雙形式”互補的實習模式，如圖2所示。

（二）? 強化虛實結合，構筑線上線下實習平臺

依托學校學科專業和校外合作企業的優質資源，探索虛實結合的個性化、智能化、泛在化實習教學新方法，建立線上線下虛實結合的實習“一平臺”，以線上虛擬仿真和線下實習基地“雙引擎”，助推學生“三大素質”（思想品德、專業知識、工程能力）提升。形成“一平臺，雙引擎，三大素質”的知識層次合理、開放共享有效的信息化實習教學新理念，如圖3所示。

（三）? 細化考評綜合措施，完善綜合能力評價機制

堅持以德為先、能力為重、專精結合和全面發展，遵循國際工程教育認證理念，加強對非技術指標點“工程與社會”“環境與可持續發展”“職業規范”等的支撐。同時充分考慮過程性評價的重要性，過程性評價不僅能幫助學生形成發展性思維，還可以通過將目標分解到實習過程中，以過程性指標作為考核重點，以過程控制確保實習質量[8]。綜合結果性考核和過程性評價多維度的考評，形成分階段、多形式、全方位的考核評價，構建“一核心，三過程，九指標”的綜合能力評價機制，如圖4所示。

三? 實習體系實踐案例

以我校信號專業為例，詳細說明實習體系的探索實踐思路和具體操作過程。我校信號專業每屆5個自然班，學生人數大致150人。其中60%以上畢業生會升研繼續深造。就業方面，部分畢業生選擇進入地方鐵路局、工程局等，部分畢業生選擇進入軌道交通信號相關民營科技公司，也有跳出軌道交通行業，選擇去互聯網、銀行系統發展的畢業生，還有部分畢業生選擇出國留學。培養需求呈現個性化、多元化特性，倒逼作為專業培養重要環節的實習體系由原來的單一集中式向滿足個性化需求的多元化實習模式演進。

（一）? 建立“三階段”逐級遞進的實習課程體系

作為首批國家卓越工程師教育培養計劃專業，專業依托控制科學與工程一級學科、交通信息工程及控制國家級重點學科、軌道交通控制與安全國家重點實驗室，定位于“國際知名，國內一流”水平，確保在國內同類專業中處于領軍地位，并不斷提高國際知名度。在專業類課程中設置作為專業必修5個學分的專業實習類課程，由三門課程構成：專業認知實習、專業企業實習、專業生產實習，具體見表1。

三門實習課程縱向“三階段”逐級遞進，大二小學期S2開展認識實習，大三小學期S3開展企業實習，大四第2學期開展生產實習，按縱向時間線和學生專業知識掌握情況逐級遞進。分階段開展認識實習、企業實習和生產實習，認識實習是“看”行業，企業實習是“練”技術，生產實習是“跟”現場。專業認識實習主要內容包括專業歷史、專業系統、行業探究和企業文化；專業企業實習主要內容包括現場設備、系統架構、方案設計和可行驗證；專業生產實習主要內容包括跟班定崗、實操實控、項目實施和測試分析。

（二）? 建立“雙形式”互補的實習基地族群

集中式實習和自主式實習實現橫向“雙形式”互補，各個實習階段都考慮學生個性化需求，因材施教，除了參加集中式的統一實習外，還可以自主選擇去企業進行定制化的個性化實習。在成熟的集中式實習基礎上，借鑒加拿大滑鐵盧大學的Co-op自主實習模式[9]，這種產教深度融合下的帶薪實習制度，已經在國內大學得到推廣和成功實踐[10]。為學生提供個性化實習機會，“雙形式”實習互為補充，滿足不同職業規劃的學生需求。

專業認知實習、專業企業實習、專業生產實習三門實習課程的實施都需要在實習基地進行，在建立課程體系的同時，需要逐步建立橫向互補的實習基地族群。既能滿足集中式實習要求，也能兼顧個性化自主實習需求，因此實習基地具有族群性質，包含集中式實習基地和自主式實習基地。其中，集中式實習基地包含校內實習基地、市內實習基地、京外實習基地；自主式實習基地包含京內簽約帶薪實習企業。

校內實習基地由國家級軌道交通通信與控制虛擬仿真實驗教學中心、軌道交通運行控制系統國家工程研究中心、軌道交通控制與安全國家重點實驗室、國家軌道交通安全評估研究中心和北京交通大學運輸設備教學館（全國鐵路科普教育基地）等。校內實習基地主要支撐專業認知實習的校內部分，實習時間是1周。

市內實習基地包括中國鐵道科學研究院、北京鐵路局、北京市軌道交通指揮中心、中國通號集團、和利時科技集團有限公司、卡斯柯信號有限公司北京分公司及我們專業科技孵化成立的3個上市公司等。市內實習基地主要支撐專業認知實習校外（市內）1周的實習內容，同時也交叉承擔個性化自主實習的部分任務。

京外實習基地主要有與鄭州鐵路局合建的國家大學生校外實踐教育基地暨國家級工程實踐教育中心、沈陽鐵路局、呼和浩特鐵路局、濟南鐵路局和長春鐵路局等。京外實習基地主要承擔專業企業實習和專業生產實習的任務。一般一個實習基地每年承擔一個自然班的實習規模，實習時又將一個自然班分為幾個小組，各小組成員在不同崗位間輪崗實習。如圖5所示。

作為自主式實習基地的簽約帶薪實習企業可以從市內實習基地里優選，也可以與其他中小科技企業合作，堅持“少而精”的原則，并保持迭代更新。

實習基地的建立和維護需要經過以下的幾個關鍵階段：考察調研、比較遴選、合作簽約、投資建設和交流互訪等。加強產教融合師資隊伍建設，建立學校和企業導師“雙導師”共同指導學生實習的機制，建立企業導師的遴選、聘用、培養、管理和考核等規章流程。

（三）? 建立與線下結合的線上虛擬仿真實習平臺

由于虛擬仿真實習平臺具有不受場地限制、時間限制、人數限制、臺套數限制、地域限制和安全限制等特點，其作為線下實習基地實習資源的必要補充，在以下三方面發揮了重要作用：①新冠感染疫情防控期間的線上實習[11]；②非安全實習內容的虛擬化替代實現；③解決實習場地狹小、設備數量受限、實習時間不統一的問題。

線上虛擬仿真平臺依托國家級軌道交通通信與控制虛擬仿真實驗教學中心、國家虛擬仿真實驗教學項目及信號專業VR資源庫等。

近年來，完善虛擬仿真教學資源共164 GB，軌道交通列車運行控制虛擬仿真實驗教學項目在2021年教育部交通運輸類學科人氣指數總排行第一，學科共享指數校外實驗人數總排行第三，入圍2021年實驗教學應用示范課程。面向全國院校，開放在線實驗資源達100余項，近一年獨立訪客達6 730人次，訪問量達32 881次數。

線上虛擬仿真實習平臺和線下實習基地形成“雙引擎”，共同支撐專業認知實習、專業企業實習、專業生產實習“三階段”全過程的集中式、個性化“雙形式”實習要求。

（四）? 建立安全保障、過程監控及綜合評價機制

學生外出實習過程中的安全保障是重中之重，也是指導教師最為關注和揪心的事情。為了確保實習安全，實習前在校內進行集中的動員大會和安全教育，學院教學主管院長和專業負責人參加并做安全教育報告，出發前由學院統一購買實習期間的保險，到達實習基地后的第一堂課就是安全教育課，請基地的指導教師進行生產規范和安全保障教育，在實習過程中，設置專門的安全員把控實習安全。通過一系列的措施確保學生實習期間的人身安全，指導教師是安全第一責任人。選擇在京內公司參加自主實習的一定要簽訂實習協議，由實習企業購買實習期間的保險并發放實習薪金。

指導教師對實習的各個環節全程進行監控，集中實習的內容由實習指導書統一確定，自主實習內容必須是專業相關的技術或研發崗位，具體內容由校內指導教師審核，審核通過后才能進入公司實習。整個過程監控內容涵蓋：實習計劃書、實習任務書、實習考勤、實習紀律、企業導師評議、實習日記、實習考核成績、實習報告和企業自主實習報告等。

建立“一核心，三過程，九指標”的綜合能力評價新機制，以學生綜合能力考評為“一核心”，分“三過程”實施過程監控、實習考核與實習報告，采取學校教師考評和企業導師考評多種形式，全方位考評學生“九指標”：職業道德、安全意識、專業認知、職業規范、團隊合作、分析能力、創新意識、人文素養和總結能力。

四? 實習體系實踐效果分析

自實習體系建設實踐以來，協助專業建設了國家大學生校外實踐教育基地暨國家級工程實踐教育中心、國家級軌道交通通信與控制虛擬仿真實驗教學中心，獲批了首批國家虛擬仿真實驗教學項目、國家級新工科研究與實踐項目（第二批）、5項教育部產學合作協同育人項目，孵化成立了“軌道交通信號專業產教融合聯盟”、國家級工程實踐教育中心和16個校外實習基地，與9家北京市企業簽署定制實習生（帶薪實習）協議。建立了學生企業實習的系列管理制度，明確了組織分工和責任要求，促進了校企合作，為學生就業、攻讀非全日制工程碩士構建了橋梁。

實習體系建設實踐獲得中國工程教育專業認證專家和審核評估專家認可，并得到教育部自動化教指委“卓越工程師教育培養計劃”實施情況評價反饋函的充分肯定。在2019年，支撐獲批教育部“雙萬計劃”首批國家級一流專業建設點和北京市重點建設一流專業。支持培育了1個北京高校優秀本科育人團隊“軌道交通控制研究所教學團隊”。

實習體系建設實踐面向國外院校，承擔了越南城市軌道交通發展與規劃研修班、肯尼亞國家鐵路留學生本科教育、澳大利亞伍倫貢大學留學實踐等教學環節，接待蘭卡斯特大學、俄羅斯莫斯科國立交通大學等國外高校師生到訪交流。在新冠感染疫情防控期間，北京聯合大學、大連交通大學等高校直接使用開展SPOC教學，并使用虛擬仿真實驗教學資源。

分別在第一、二、三屆全國自動化專業“卓越工程師教育培養計劃”論壇上發言，分享建設成果。近些年分別在“教育部高等學校自動化類教指委軌道交通信號與控制專業教學指導組”年會上作報告，引領全國信號專業建設。

五? 結束語

本文從實習組織形式、實習資源整合、實習評價方式三個方面，全面考慮實習體系組成要素，建立了新模式、形成了新理念、構建了新機制，具有可推廣性和易復制性，實習體系具有如下幾方面創新。

（一）? 創新了實習模式，提高了實習效果的針對性

借鑒國外高校的自主實習（帶薪）制度，建立了縱向“三階段”逐級遞進、橫向“雙形式”互補的實習新模式。相比國內部分高校本科階段的實習，從本碩貫通培養考慮，注重機制建設，建立了實習企業和實習崗位的細化要求，設定了實習企業導師的資質，明確了學校、企業、學生三方的權力義務，對學生實習質量進行有效監督，保證在不同企業實習的實質等效。

（二）? 拓展了實習資源，實現了實習資源的多元化

根據實習需求，補充并充分利用虛擬仿真教學資源。在實習前，利用大量安全事例視頻進行安全教育；對于一些組成復雜的關鍵現場設備，如應答器、轉轍機等，通過借助VR等技術實現功能部件拆解、工作原理直觀體現，虛擬資源打破了時空限制，向學生全天候開放，與現場真實設備相輔相成，達到知行相合的目的。

（三）? 完善了評價機制，增強了主動學習的積極性

基于工程教育認證理念，根據課程自身特點修訂課程目標和評價方式，包括增加對非技術能力畢業要求的支撐，全面完善過程考核。科學合理地制訂、落實實習計劃，并通過總結反饋不斷進行持續改進。制定了貫通認識實習、企業實習、生產實習和自主實習的統一的評價體系，綜合過程監控（20%）、實操考核（40%）和實習報告（40%），實施“三位一體”綜合考核，涵蓋了工程教育認證對畢業生在工程與社會、環境與可持續發展、職業規范等方面的要求。

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