基于OBE的列车运行控制技术教学模式探索

屈霞+韩学超+万军

摘 要：文章针对传统列车运行控制技术课程教学设计中存在的教学目标不清晰与未从轨道交通信号课程群视角整合知识等问题，聚焦课程目标，阐述了注重学习成果、扩大机会保证成功、增加期望值和反向教学设计等基于OBE理念的列车运行控制技术课程教学模式实施策略，并构建了基于OBE理念的多元成果评价模式。

关键词：OBE；教学模式；列车运行控制技术

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2017）06-0006-02

基于学习产出的教育模式（Outcome-Based Education，简称为 OBE）最早出现于美國和澳大利亚的基础教育改革[1]，作为追求卓越教育的正确方向，已成为了美国、加拿大、英国等国家教育改革的主流理念。目前，世界各国的工程教育都在积极地采用OBE模式，《华盛顿协议》各成员国大多采取“成果导向”之认证标准，2013年6月，我国成为《华盛顿协议》第21个签约成员[2]，目前，工程教育认证工作在全国范围迅速推进，基于OBE理念的工程教育成为大势所趋。常州大学抓住机遇，从2014年开始，以学习产出的教育模式引导工程教育改革，对人才培养方案、课程体系、教学大纲和教学评价体系等做出全面修订，这将进一步发挥成果驱动教育的重要作用。

一、基于OBE理念的“列车运行控制技术”教学模式改革的意义

（一）列车运行控制技术授课现状

列车运行控制技术课程是城市轨道交通学院轨道交通信号与控制、电气工程、车辆工程等专业培养方案中一门重要的专业课程，该课程是由“城市轨道交通概论”、“信号基础设备”、“城市轨道交通运营管理基础”、“系统可靠性原理”、“城市轨道通信系统”、“车站信号自动控制”、“列车运行控制技术”、“自动检测技术”、“轨道交通综合监控”等课程组成的轨道交通信号课程群交叉、渗透和综合的专业基础课程。课程群的设置是在调研和研究国内其他高校轨道交通信号与控制专业培养方案的基础上，在轨道交通企业专家参与，以及西南交通大学资深教授亲自指导下，根据自动化学科大类对应用创新型人才培养目标的要求，从加强核心专业基础教育，强调综合性和完整性出发，整合出的9门轨道交通信号与控制课程。

传统的列车运行控制技术教学中存在下面的问题：（1）教学目标不清晰，主要为教学内容而教；（2）未从轨道交通信号课程群的角度整合和优化教学内容，有些内容在多门课程中出现，但某些先进技术和大铁的列车控制方式却并没有出现在课程体系当中，这使得教学内容有重复和空缺，这种教学设计违背了工程教育的初衷，不利于学生能力的培养。

（二）基于OBE理念的教学模式的指导思想

以OBE为导向，围绕毕业要求，以轨道交通企业工程案例为切入口，整合轨道交通信号课程群知识，制定课程目标，目标聚焦于学生毕业时应达到什么样的结果[3]，学生最终能成功做什么；对课程目标做反向设计，即对照各专业培养方案中针对中国工程教育认证的12点毕业要求及其指标点，将列车运行控制技术课程进行指标点认领，之后交给有企业专家参与组成的学院教学指导委员会研讨其合理性；授课中，提供各种支持，扩大学生实现目标的机会，并对成功寄予高的期望值。课程结束后，对毕业要求达成度进行评价，提出持续改进建议并实施。

二、基于OBE理念的列车运行控制技术教学设计与实施

OBE理念下的教学设计围绕预期学习产出进行，基于OBE模式的课程教学主要围绕聚焦学习成果、扩大机会、提高期待和反向设计4个原则展开。

（一）教学目标聚焦于结果

列车运行控制技术课程选用北京交通大学出版社出版的《城市轨道交通列车运行控制》作为教材，以中国铁路出版社唐涛主编的《列车运行控制系统》为参考书目。在第一堂课，教师就清楚地对列车运行控制系统做概述，对其发展现状及前沿做交代，让学生对列车运行控制系统具有整体认识。随后，教师要展望学生通过该课程能获得的成果，指出需参考的书目和课后获得提升知识的途径，让学生预期成果，产生想学的动机。了解采用特定的方法达到学习成果，本身可以提高学生元认知能力及其倾向[4]。

基于学习产出的教育要求教师必须清楚地确定列车运行控制技术课程预期的“学习产出”：第一，学生根据先修课程，讲述与列车运行相关设备的原理，如各种信号机、轨道电路和计轴器、查询应答器和站台安全门；第二，区别各种测速技术、列车定位技术，分析无线通信技术、行车闭塞技术，辨别分级速度控制、速度—距离模式曲线控制；第三，设计ATC各种控制模式；第四，灵活应用ATP系统的三个组成部分；第五，会操纵APT各种驾驶模式与实现模式转换；第六，辨析ATS功能，操纵ATS系统运行；第七，能应用CBTC各种技术；第八，准确分析列车运动学知识。

（二）反向进行教学

反向设计主要是根据各专业的特点，对中国工程教育专业认证中12点毕业要求做不同的指标点分解，接着针对毕业要求各指标点，根据列车运行控制技术课程能够对指标点的贡献，形成匹配关系[5-6]。以轨道交通信号与控制专业为例，列车运行控制技术课程目标与毕业要求指标点的关系，如表1所示，列车运行控制技术课程主要对专业工程知识、问题分析、设计/开发解决方案等三点毕业要求有贡献。

（三）扩大学生成功机会

教师课堂授课中，应以肯定的目光对待每一位学生，除了列控基本技术的要求，要求学生自学列车运动学基础知识，包括能够分析列车运动过程、分析列车牵引力、分析列车运行阻力、计算列车制动力及其制动距离，要求学生走上讲台在黑板上画图并表述，一旦有学生达到这项目标，组织演示及检查结果，保障每个学生有充足的时间和机会来达成学习成果。考虑到学生的个性化要求，专业教师每周提供固定的答疑时间，并通过网络课堂上传充足的教学资料，布置和检查作业、随时参加学生的答疑讨论。关注学生独特的学习需要，创设条件增加他们成功的机会，直接地促进他们的进步。

（四）增加期望值

在学生预期成果达成后，为了提高对学生学习的期待，设定具有挑战性的绩效标准，通过各种途径支持和引导有能力的学生向着更高的成果努力；如学生能应用CBTC各种技术之后，提出对比分析CTCS-3系统的运营场景以及驾驶模式的要求，让学生进一步灵活掌握车—地安全通信模式，并向学生提供相关列控的参考书；为了提高期望值，可以引出车载控制器设计、ATO设计和速度控制器设计、轨旁区域控制器设计等设计案例，通过启发，让学生查阅文献，提出相关设计方案。另外，可让有能力的学生登录中国大学MOOC课程，在线学习西南交通大学的“高速铁路动车组技术”课程，以对高速动车组的发展、相关新技术及轮轨关系等展开研究。

三、基于OBE理念的多元成果评价模式

（一）将过程性评价与总结性评价相结合

评价成果要注重过程性和终结性成果。可将学生上课出勤、课程预习、主动提问、答疑、上课回答问题、作业，以及撰写的阐述其通过本课程能力得以提升的课程总结报告等作为其过程性成果；课程期末考试作为终结性成果，总成绩的评定分过程性成果（占30%）、终结性的期末考试成绩（占70%）两部分。

（二）注重目标达成度评价及持续改进

为评价学生在列车运行控制技术课程中对工程知识、问题分析、设计/开发解决方案等3项毕业要求的达成情况，考虑到课程具有与专业直接相关的技术性指标，毕业要求达成度评价方法采用课程考核成绩分析方法。根据某项指标点在不同支撑课程中相应试题的平均得分比例，分配该项指标点在各支撑课程中的贡献度权重；由学生的试卷成绩，分别计算列车运行控制技术6个指标点的评价值；对各项毕业要求指标点所支撑全部课程的评价值求和，选取各指标点最小值可作为该项毕业要求的达成度评价值。

抽取一个教学班，分析连续两年的课程对毕业要求各指标点的达成目标值和评价值，通过对比分析两年学生的学习状态和取得的成果，发现学生存在的问题，提出持续改进方案，并进一步修订教学计划和教学大纲。

在列车运行控制技术课程中采用成果驱动教学模式，重新定位教育：从强调方法到强调结果，从教到学；调动了学生的“学习主动性”，激发其探究和创造的兴趣，促进教师更好地优化教学环节和教学内容[7]，使他们受到学生的欢迎和學院的肯定。

参考文献：

[1]顾佩华，胡文龙，林鹏等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2014，（1）.

[2]海莺.基于OBE模式的地方工科院校课程改革探析[J].当代教育理论与实践，2015，（4）.

[3]姜波.OBE：以结果为基础的教育[J].外国教育研究，2003，（3）.

[4]屈霞，邹凌，杨长春等.学习理论在独立学院课程设计中的整合应用[J].实验室研究与探索，2010，（11）.

[5]陈晓倩，戴光麟.论高校大学生综合素质评价体系的构 建——从OBE工程教育模式的视角[J].浙江工业大学学报：社会科学版，2015，（4）.

[6]李志义，朱泓，刘志军等.用成果导向教育理念引导高等工程教育教学改革[J].高等工程教育研究，2014，（2）.

[7]邱剑锋，朱二周，周勇等.OBE教育模式下的操作系统课程教学改革[J].计算机教育，2015，（12）.