新工科背景下轨道交通行车组织课程教学改革与探索

王 菁

(长春师范大学工程学院，吉林长春，130032)

一、引言

随着第四次工业革命的到来，“中国制造2025”“互联网+”等国家重要战略对我国高等教育改革发展提出新的要求，工科专业面临新机遇、新挑战，“新工科”应运而生。新工科(Emerging Engineering Education，3E)，是科学、应用科学、工程科学和工程实践的创新与进步、不同学科交叉与交融而形成的新型工程学科或领域、新范式和新工科教育等综合概念。[1]新工科是相对于传统工科而言的，是一种新的工程教育发展模式，它不仅要解决如何培养具备更强的创新创业能力、跨界整合能力的新型工程科技人才的问题，更着眼于未来新技术和新产业发展，着力推动学科交叉融合及可跨界整合，并且构建了工程教育的新理念、新结构、新模式和新体系。[2]

近几年，我国铁路运输持续快速发展——高速铁路的大规模建设，铁路运营管理体制改革的深入及客运快速化、公交化，货运物流化、集装化、集中化和重载化，高新技术设备和信息技术的广泛应用等，使铁路运输组织的基本理论和方法发生了巨大变革。[3]因此，在新工科背景下，结合我国铁路运输现场生产实践的需要，及时更新教学理念，对轨道交通行车组织课程进行教学改革，对提高学生工程实践能力，培养符合地方产业与经济发展需要的综合型人才有着重要的现实意义。

二、 轨道交通行车组织课程存在的问题

轨道交通行车组织课程是伴随着我国交通运输专业的产生和发展而形成的一门专业课，是交通工程专业课程体系中理论与生产实践联系最紧密、在专业基础理论和基本技能培养方面起支撑作用的课程。该课程在综合交通运输体系的框架下，运用系统的思想，全面介绍轨道交通运输组织的方法和具体的运作过程，集运输组织、指挥、管理和实际操作于一体，具有很强的实践性和应用性，对培养面向城市轨道交通运输和铁路运输的应用型工程技术人才具有重要意义。

然而，在实际授课的过程中，由于课程内容繁杂、覆盖面广，学生难以全面掌握相关知识。具体来说，传统的课程设计与实际脱节，理论知识与实践环节脱节，导致学生在学习的过程中难以把理论和实践联系在一起，分析解决工程实际问题的能力薄弱，无法满足服务区域经济的人才培养要求。除此之外，该课程的教学模式和考核评价方式也存在问题。

(一)课程教学内容繁杂、陈旧

轨道交通行车组织课程共6篇34章内容，理论知识覆盖面广、内容繁杂，教师的授课时间有限，学生的学习效果也难以得到保证，且部分教学内容陈旧，已与我国铁路尤其是高速铁路运输发展的现状脱节。例如，在列车运行图和通过能力计算这章内容中，教材和课堂教学还是以介绍传统的普速旅客列车和一般货物列车的铺画方案及既有铁路线路的通过能力计算原理为主，对我国高速铁路列车的铺画方案及其通过能力计算的内容介绍过少。因此，只有及时增加我国铁路运输的前沿知识，删掉陈旧内容，定期修订课程计划和更新课程内容，及时向学生介绍我国交通运输领域最新的发展和最新科研成果，高校才能保证课程教学与我国铁路运输生产实际的一致性。

(二)教学模式传统、单一

在课堂教学中，教师虽然采取了板书和多媒体相结合的方式，但是教学内容仍然拘泥于课本，而且由于该课程理论与实践并重，教学内容覆盖面广，很多枯燥的概念和复杂的原理很难做到深入浅出，课堂不够生动。例如，调车设备及调车作业方式仅通过概念阐述并不能让学生直观地掌握作业的过程，需要通过观看现场调车作业流程视频，使学生更直观地了解调车设备各个部分的功能及调车作业方式。

此外，本课程的教学模式仍是以教师为中心的传统填鸭式教学，学生以听课为主。由于轨道交通行车组织课程内容多并且课时紧凑，授课时所用的PPT信息量很大，学生一旦某个知识点没理解就很难跟上授课节奏，逻辑链条一旦有断点就会导致注意力不集中，进而产生厌烦情绪，使听课状态大打折扣。

(三)理论与实践分离，学生工程创新能力不强

随着先进设计方法和手段的发展，新产业、新经济、新技术下运输市场对交通类人才知识和技能的要求也在发生变化，传统课程实践环节的内容已与新工科背景下市场对人才的需求严重脱节。[4]在当前的教学过程中，理论讲授课时比例过高。例如，在车站工作组内容的教学过程中，课程对车站的线路、走行路径图、调车作业方案等与现场工程实际应用联系密切的内容介绍较少，而对概念、调车计划编制方法、取送车顺序问题的计算等内容的阐述更为详细。这种理论教学与实践教学失衡的讲授方式，不利于培养学生的工程实践能力。在实践环节方面，现有的课程设计内容为手绘列车运行图，内容偏少且过时，没有结合先进的技术，更没有充分发挥实践环节对培养学生工程实践综合能力应起到的作用。

(四)评价方式不完善

课程考核具有检验教学效果、引导学生学习的作用。但当前的轨道交通行车组织课程仍然采用以期末考试成绩为主的传统考核方式(平时成绩占20%—30%，期末试卷成绩占70%—80%)。这种缺乏过程性考核的评价方式使学生只注重平时考勤、与考试相关的理论知识的学习，忽视实践动手能力的锻炼。

三、在新工科背景下轨道交通行车组织课程改革措施

针对轨道交通行车组织课程在教学过程中存在的问题，根据当前新工科建设对交通工程专业的要求，本课程可以采用项目式教学和现场教学，以理论教学结合实践环节的方式展开教学，培养学生的工程实践能力、创新能力、学习知识能力；以实际工程应用需求为导向，打破单一课程体系，进行多课程、多学科知识的融合，使学生适应当前新技术、新产业、新经济发展需要。

(一)整合教学内容

根据本专业人才培养目标，本次改革参照轨道交通行车组织课程教学大纲和教学学时，对以往的教学内容进行整合优化。改革以就业需求为导向，重新确认教学重难点，分配学时比例，适当增加接发列车作业、调车作业及运行图编制等实践内容的学时数；适当削减车站作业计划编制、列车调度指挥和铁路枢纽工作组织内容的理论学时；删掉列车运行图的图形表示方法及分类、列车运行图要素等在轨道交通运营管理课程学过的内容，避免重复教学。此外，本次改革还建设课程资源库，包括教案、课件、练习题、轨道交通实际操作视频等资源，并定期根据轨道交通发展的最新资讯、论文论著等建设拓展资料库，使学生全方位地了解轨道交通运输乃至整个交通运输行业的发展及最新的动态，激发学生主动学习的兴趣。

(二)优化教学手段

由于铁路行车工作的特殊性，大多数学校不能组织学生现场顶岗学习，就连现场参观也很难实现。为此，学校可以在日常教学中采用项目式教学和现场教学的方式实现理论教学与实践环节的结合。

1.项目式教学

利用项目式教学可以突破传统的课程教学模式，在传统理论教学的基础上结合新工科教育理念，将课程内容按照性质重新归纳为若干个项目模块，并将课程的理论知识、核心内容融入其中。项目式教学中的每个项目都包含若干个工作任务，项目和任务之间相互独立又彼此联系，具有一定的灵活性。教师需要根据项目的内容性质，按照项目设计要求、必备理论知识、项目实施和扩充知识的架构进行教学。学生以小组为单位，根据教师布置的任务，通过文献查阅、报告撰写、项目汇报等环节完成模块内容的学习。例如，对车站调车作业项目的学习，学生可以通过查阅文献、互联网学习等手段，掌握调车设备、调车作业方案设计和调车作业计划的编制方法等内容，形成教学教案，包括项目导入、知识框架、重点难点和项目总结等内容，再撰写项目任务书和项目报告，以板书、视频或PPT等形式进行现场汇报。项目式教学有助于提高学生的主动学习兴趣，将基本理论知识、系统设计能力、学生自学能力、电脑软件操作能力和团队协作能力结合在一起。项目学习要以学生为主体，使其在充分掌握理论知识的基础上，提高其发现问题、解决问题的能力，同时锻炼其文字表述和团队协作等综合能力。

2.现场教学

教师在开展项目式教学的同时还要进行现场教学，即将教室搬到实训室或现场边讲边做，使原本抽象的内容具体化，提高学生参与课程学习的兴趣。例如，对列车运行图编制项目的教学，教师可以通过轨道交通实训室的列车自动监控仿真系统进行模拟教学，组织学生自己动手模拟绘制列车运行图，使学生更加熟练地掌握旅客和货物列车运行图的编制方法。对运输调度工作项目的教学，教师可以通过组织学生参观轻轨集团控制中心和观看现场调度的实际操作，再由工作人员讲解答疑的形式，将抽象的运输调度工作变得形象生动，帮助学生学习和理解相关知识。

3.实践环节设计

因为轨道交通行车组织课程与现场生产联系紧密，内容繁杂，所以课程实践环节的内容要紧密围绕教学重难点，在掌握理论知识的基础上培养学生从事轨道运输组织与指挥实际工作的基本技能。具体来说，教师可以设置列车调度指挥、列车运行图铺画、编组站作业计划编制等实践内容，在强调学生的主体地位的基础上，积极组织学生以此为题参加大学生创新创业项目。这既适应了学生个性化发展的需要，也达到了提升学生创新能力的目的，做到了教学过程与工作过程的结合，融“教、学、做”为一体。

4.创新创业训练

项目式教学通过实践环节加强了学生的专业技能训练，教师可以在此基础上积极组织学生参加大学生创新创业项目，培养学生的综合设计能力和创新能力，在适应学生个性化发展需要的同时，达到提升学生创新能力的目的。

(三)改革考核方式

本课程考核方式的改革以实践动手能力为导向，重点考核学生在实践环节和项目汇报环节中的表现。在课程改革实施的过程中，课题组根据实际情况对考核方式进行完善，总结出该课程的考核方案：针对每个项目的完成情况(包括格式规范程度、工作量的大小、内容深度等方面)和答辩表现进行考核，占总成绩的30%；针对实践环节的完成情况(包括实践报告、图纸绘制、方案设计等方面)进行考核，占总成绩的30%；为体现新工科背景下培养具备工程实践能力、创新能力的综合型人才的理念，增加创新性考核项目，主要考查学生创新能力和综合运用知识能力，占总成绩的10%；针对平时成绩、考核考勤和教学配合等情况进行考核，主要考查学生学习态度，占总成绩的10%；期末考试成绩占总成绩的20%。单个项目汇报环节或单个实践环节考核不及格的学生需要重修该环节。为了防止出现部分学生在实践环节和项目汇报取得了较高分数平时就经常旷课的现象，考核需要实行“单环节否定”原则：点名三次不到、设计报告两次不交、项目小组汇报两次不参加、卷面考试成绩低于及格线，符合其中一项者总成绩为零。

(四)加强师资队伍建设，组建教学团队

新工科背景下，轨道交通行车组织课程对师资队伍也提出了新的要求。目前，该课程的授课教师是青年教师，缺乏工程背景。因此，学校应鼓励教师深入企业进行调研学习和参加行业内相关培训，以提升教师的工程实践能力。也就是说，学校要积极组织本专业相关教师组成教学团队，针对课程内容发挥教师专长，提高整体教学质量。[5]

四、结语

经过几年的探索与实践，长春师范大学交通工程专业组建了轨道交通行车组织课程教学团队。团队在调研和总结本课程存在问题的基础上，在新工科背景下根据我国轨道交通的最新发展情况对教学内容、教学手段、考核方式与师资建设方面进行了教学改革，学生的学习主动性高涨，取得了良好的教学效果。尤其在项目式教学和实践环节中，学生通过文献查阅、报告撰写、实际操作和小组答辩等环节，很大程度上提高了分析问题、解决问题的能力，在一定程度上提高了工程实践能力和创新能力，符合我国交通运输领域应用型工程技术高素质人才的培养需要。