創(chuàng)建軌道交通運(yùn)行與安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心

華 容, 安子良, 沙 泉, 陸 斌

(1. 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院, 上海 201418；2. 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 軌道交通學(xué)院, 上海 201418)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)

創(chuàng)建軌道交通運(yùn)行與安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心

華 容1, 安子良2, 沙 泉2, 陸 斌2

(1. 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院, 上海 201418；2. 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 軌道交通學(xué)院, 上海 201418)

為適應(yīng)中國軌道交通行業(yè)發(fā)展的需要,成功地建立了上海市級軌道交通運(yùn)行與安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。在多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)架、建設(shè)理念、教學(xué)方法以及教學(xué)質(zhì)量保障等多方面探索的基礎(chǔ)上,總結(jié)創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的理論與實(shí)踐,有效地提高了學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)質(zhì)量。

軌道交通； 運(yùn)行與安全； 實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心

軌道交通運(yùn)行與安全市級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(以下簡稱“示范中心”)是上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)主動適應(yīng)中國軌道交通行業(yè)發(fā)展需要,以軌道交通企業(yè)需求為導(dǎo)向,以職業(yè)崗位能力為依據(jù),突破傳統(tǒng)鐵路院校以線路結(jié)構(gòu)、機(jī)車車輛、信號系統(tǒng)為主體的思路,以軌道交通建設(shè)與運(yùn)營過程中各專業(yè)的耦合為基礎(chǔ),整合軌道交通學(xué)院、機(jī)械工程學(xué)院、電氣與電子工程學(xué)院、城市建設(shè)與安全工程學(xué)院和工程創(chuàng)新學(xué)院相關(guān)實(shí)驗(yàn)室資源,于2009年組建跨學(xué)院、服務(wù)多專業(yè)的校級實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,并于2015年獲上海市教委批準(zhǔn)創(chuàng)建。

1 構(gòu)建多層次教學(xué)構(gòu)架

示范中心堅(jiān)持“以培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、工程能力、創(chuàng)新能力和行業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)為核心,堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)一體化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和工程實(shí)訓(xùn)一體化、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科學(xué)研究一體化、課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新競賽實(shí)踐一體化”的實(shí)踐教學(xué)改革思路,以“立足專業(yè)特色、面向工程實(shí)際、注重運(yùn)用能力、提升行業(yè)素質(zhì)”推動實(shí)踐教學(xué)模式創(chuàng)新與改革,構(gòu)建了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺、專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺、工程實(shí)訓(xùn)平臺和創(chuàng)新競賽平臺”等4個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺,形成了從專業(yè)理論到多學(xué)科交叉融合、從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)到創(chuàng)新競賽實(shí)踐、從軌道交通專業(yè)實(shí)驗(yàn)到密切貼近軌道交通企業(yè)工程實(shí)訓(xùn)的多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)架與體系。軌道交通運(yùn)行與安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)架與體系見圖1。

圖1 軌道交通運(yùn)行與安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)構(gòu)架與體系

2 示范中心的建設(shè)理念及現(xiàn)狀

示范中心積極開展開放式虛實(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索與實(shí)踐,通過計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)和軌道交通行業(yè)運(yùn)營、管理、維保工程實(shí)際的結(jié)合,構(gòu)建了“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)—專業(yè)實(shí)驗(yàn)—工程實(shí)訓(xùn)”組成的虛實(shí)結(jié)合更加貼近軌道交通行業(yè)實(shí)際的專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)平臺,學(xué)校利用上海市“085工程”建設(shè)的契機(jī),重點(diǎn)建設(shè)了專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺,建成了在長三角地區(qū)領(lǐng)先并具有特色的機(jī)車車輛設(shè)計(jì)與診斷技術(shù)工程中心,涵蓋了高速列車、列車控制、城軌制動、系統(tǒng)集成、線橋隧結(jié)構(gòu)、運(yùn)營維護(hù)和安全保障等世界先進(jìn)水平的高速鐵路、城市軌道交通技術(shù)實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)等17個(gè)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。借助計(jì)算機(jī)軟件仿真和虛擬技術(shù),可部分替代或全部替代傳統(tǒng)鐵路機(jī)務(wù)、電務(wù)和工務(wù)技術(shù)人才實(shí)踐教學(xué)操作環(huán)節(jié)的相關(guān)硬件操作環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)者可像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的培訓(xùn),所取得的實(shí)驗(yàn)效果與在實(shí)際設(shè)備上的操作效果相一致。工程實(shí)訓(xùn)綜合平臺包含了軌道交通校內(nèi)工程綜合實(shí)訓(xùn)基地和工程創(chuàng)新綜合實(shí)訓(xùn)基地,在校內(nèi)提供與軌道交通運(yùn)營與維保現(xiàn)場一致的訓(xùn)練環(huán)境,開展基本技能訓(xùn)練、情境模擬式工程實(shí)訓(xùn)與創(chuàng)新能力提升相結(jié)合的更加貼近軌道交通行業(yè)實(shí)際的實(shí)訓(xùn)。

示范中心現(xiàn)有教師45人,職稱結(jié)構(gòu)中教授12人、副教授18人、實(shí)驗(yàn)教師8人、企業(yè)兼職教師7人；4位教授擔(dān)任教育部“鐵路運(yùn)輸與工程”教學(xué)指導(dǎo)分委員會工作組委員。通過國內(nèi)外訪學(xué)、產(chǎn)學(xué)研踐習(xí)、學(xué)術(shù)交流,培養(yǎng)了一批具有國際視野、了解軌道交通行業(yè)學(xué)術(shù)前沿動態(tài)和發(fā)展趨、具有豐富工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和服務(wù)企業(yè)意識的青年教師,形成了一支學(xué)歷、職稱、年齡結(jié)構(gòu)合理,產(chǎn)教研融合的雙師型實(shí)踐教學(xué)隊(duì)伍。示范中心有25個(gè)實(shí)驗(yàn)室和2個(gè)校內(nèi)工程實(shí)訓(xùn)基地,實(shí)驗(yàn)室總面積約為5 000 m2,擁有各種實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器設(shè)備3 929臺套,儀器設(shè)備總值約1.4億元,主要面向信號工程、交通工程、車輛工程、現(xiàn)代制造工程、電子信息工程、電氣自動化工程、土木工程、安全工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、工程管理等10個(gè)專業(yè)近1 500學(xué)生,開設(shè)80門實(shí)驗(yàn)課程的266個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

3 示范中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)的思考與探索

示范中心根據(jù)“四個(gè)一體化”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路,圍繞夯實(shí)基礎(chǔ)理論、培養(yǎng)工程能力、激發(fā)創(chuàng)新精神、強(qiáng)化協(xié)同意識,重點(diǎn)在專業(yè)內(nèi)涵提升、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)模式等方面開展了改革實(shí)踐,構(gòu)建了 “兩維度、四層次、多模塊”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

3.1 兩維度

(1) 學(xué)科技術(shù)發(fā)展維度。包括基礎(chǔ)技能、專業(yè)能力和創(chuàng)新能力。關(guān)注高速鐵路和城市軌道交通技術(shù)在國內(nèi)和國際的學(xué)術(shù)發(fā)展動向,注重學(xué)生在機(jī)務(wù)、電務(wù)、工務(wù)基礎(chǔ)技能的培養(yǎng)；注重學(xué)生在運(yùn)營、控制、電氣、通號、機(jī)車車輛、交通工程等專業(yè)能力的提升以及在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)、科技競賽、產(chǎn)品開發(fā)、工程實(shí)踐等科研意識的強(qiáng)化,促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

(2) 工程過程維度。包括高速鐵路、城市軌道交通、機(jī)車車輛制造、鐵路信號行業(yè)應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系設(shè)計(jì)中,注重遵循教育規(guī)律,引入現(xiàn)代技術(shù)平臺,改革實(shí)踐教學(xué)體系,建立涵蓋高速鐵路和城市軌道交通運(yùn)營、軌道交通生產(chǎn)企業(yè)、鐵路總公司管理企業(yè)急需的建設(shè)、運(yùn)營、維保一線高技術(shù)應(yīng)用型人才和管理人才培養(yǎng)體系,貫穿工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)的全過程,滿足不同專業(yè)不同層次學(xué)生的需要,以學(xué)生為本,以實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)為主,以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系[1-2]。

3.2 四層次

示范中心建設(shè)了強(qiáng)化基礎(chǔ)的專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺、突出特色的專業(yè)實(shí)驗(yàn)平臺以及貼近工業(yè)實(shí)際的工程實(shí)訓(xùn)平臺；結(jié)合工程實(shí)際,融入軌道交通行業(yè)崗位技能操作規(guī)范；修訂人才培養(yǎng)計(jì)劃，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段,將實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立設(shè)課。每個(gè)專業(yè)均按基礎(chǔ)、專業(yè)、實(shí)訓(xùn)和創(chuàng)新4類設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程,強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在學(xué)生培養(yǎng)過程中的重要性，增強(qiáng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程的積極性。通過教學(xué)、企業(yè)、科研有機(jī)結(jié)合,實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)化了應(yīng)用與創(chuàng)新。從基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)、工程實(shí)訓(xùn)教學(xué)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)4個(gè)層面設(shè)計(jì)更加貼近軌道交通行業(yè)實(shí)際的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,創(chuàng)建了“科研成果進(jìn)實(shí)驗(yàn)教材、科研課題進(jìn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)實(shí)驗(yàn)課堂；科研資源轉(zhuǎn)化為創(chuàng)新平臺、工程項(xiàng)目轉(zhuǎn)化為實(shí)訓(xùn)題目；創(chuàng)新項(xiàng)目與前沿技術(shù)同步”的科研與實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新融合模式[3-5]。

3.3 多模塊

針對軌道交通運(yùn)營與安全覆蓋的工程領(lǐng)域,按照自主性學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),并考慮不同類型專業(yè)學(xué)生知識面和知識結(jié)構(gòu)的差異,以模塊化的方式構(gòu)建實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,針對實(shí)驗(yàn)體系的4層次構(gòu)建相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)K。

3.3.1 基礎(chǔ)層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)化+模塊化

示范中心的機(jī)械零件與原理實(shí)驗(yàn)室、工程測量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、電子信息工程實(shí)驗(yàn)室、電機(jī)拖動實(shí)驗(yàn)室、安全工程實(shí)驗(yàn)室、土木工程材料實(shí)驗(yàn)室,除了面對本專業(yè)開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程外,如基本測量方法、基本計(jì)算機(jī)操作和基本操作技能培訓(xùn)教學(xué),還為基礎(chǔ)層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊制定統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、考核標(biāo)準(zhǔn),并根據(jù)不同專業(yè)的培養(yǎng)要求,選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn),構(gòu)建專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。同時(shí),根據(jù)軌道交通行業(yè)機(jī)務(wù)、電務(wù)、工務(wù)崗位要求構(gòu)建模塊化實(shí)踐教學(xué)體系。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心教師經(jīng)過近一年努力,新設(shè)計(jì)開發(fā)了1人1組的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)方案,目前已全面推廣應(yīng)用。通過實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)方法和手段改進(jìn)研制出來的各類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,編入《工程結(jié)構(gòu)檢測》《通信原理》等實(shí)驗(yàn)教材中。

3.3.2 拓展層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的平臺化+模塊化

示范中心借鑒國內(nèi)外的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和成果,根據(jù)上海以及長三角地區(qū)高速鐵路和城市軌道交通對高水平一線工程的需求,調(diào)整和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系和內(nèi)容,實(shí)施“專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識鏈、軌道交通專業(yè)知識鏈、軌道交通專業(yè)實(shí)踐知識鏈、軌道交通運(yùn)營管理知識鏈和軌道交通安全知識鏈”五鏈一體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程體系,全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、運(yùn)用知識的能力和行業(yè)素質(zhì)；拓展多層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺,由貼近工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際的校內(nèi)工程實(shí)訓(xùn)基地與基于計(jì)算機(jī)仿真軟件構(gòu)成機(jī)車車輛設(shè)計(jì)與診斷技術(shù)工程中心組成,要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,通過實(shí)驗(yàn)過程培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。鐵路信號與控制系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)、列車運(yùn)行自動控制系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,都結(jié)合工程實(shí)踐,研制開發(fā)占地小、造價(jià)低而實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果與實(shí)際裝置一致的實(shí)驗(yàn)裝置,解決工程實(shí)際裝置體積大、造價(jià)高,學(xué)生只能開展演示實(shí)驗(yàn)的不足,提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果[6]。這些緊密結(jié)合工程實(shí)際的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目充分體現(xiàn)在專業(yè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的改進(jìn)和發(fā)展中,對培養(yǎng)和提高學(xué)生實(shí)踐能力起到了不可或缺的作用。

3.3.3 創(chuàng)新層實(shí)驗(yàn)教學(xué)

采用競賽代替?zhèn)鹘y(tǒng)的課程教學(xué),圍繞實(shí)踐課程的目的,教師采用項(xiàng)目驅(qū)動法設(shè)計(jì)競賽題目、確定項(xiàng)目內(nèi)容、任務(wù)要求和目標(biāo)、難易程度以及計(jì)劃實(shí)施；預(yù)測在教學(xué)過程可能發(fā)生的異常、考核評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和方法等,把學(xué)生引入并成功啟動項(xiàng)目后,教師轉(zhuǎn)變?yōu)橐龑?dǎo)的位置,引導(dǎo)學(xué)生思考、分析、解決問題,實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目目標(biāo)。

3.3.4 大型儀器設(shè)備開放模塊

示范中心積極支持和鼓勵(lì)學(xué)生參與各種科技創(chuàng)新活動、校企聯(lián)合技術(shù)大賽、聯(lián)合指導(dǎo)畢業(yè)論文。一流師資、一流設(shè)備、重大科研項(xiàng)目為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)服務(wù),從而將科研方法融入實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)活動。保證大型儀器設(shè)備對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的無償使用,對123套大型儀器設(shè)備實(shí)現(xiàn)良性和高效運(yùn)行與管理,鼓勵(lì)教師將大型儀器設(shè)備應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生科技創(chuàng)新等活動中,包括對論文和申報(bào)專利進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式與方法

示范中心通過計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)和軌道交通行業(yè)運(yùn)營、管理、維保工程實(shí)際的結(jié)合,通過案例教學(xué)法、角色扮演法、項(xiàng)目驅(qū)動法、現(xiàn)場實(shí)習(xí)法等多種教學(xué)方法,使學(xué)生具有較高的社會責(zé)任感、自主學(xué)習(xí)的能力、終身學(xué)習(xí)的理念、開放性獲取知識的能力、初步的科學(xué)研究興趣、寬廣的國際視野和卓越的創(chuàng)新能力。

4.1 完善基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué),采用案例教學(xué)法抓實(shí)學(xué)生認(rèn)知的基本能力

基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)平臺的主要目標(biāo)是鞏固學(xué)生基礎(chǔ)理論知識和實(shí)驗(yàn)技能、數(shù)據(jù)處理知識、常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器與裝置的使用,使學(xué)生理論與實(shí)際相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰7-8]。在具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)上,根據(jù)軌道交通行業(yè)涉及到的基礎(chǔ)理論、新理論、新技術(shù),緊密結(jié)合科研成果和企業(yè)工程實(shí)踐,以及實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革成果,研究開發(fā)適合學(xué)生實(shí)驗(yàn)與學(xué)科專業(yè)發(fā)展水平相一致的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作能力提高的同時(shí),掌握學(xué)科發(fā)展的動態(tài),建立工程實(shí)踐和學(xué)以致用的思維方式。

4.2 完善專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué),采用虛擬仿真提升學(xué)生技能的操作水平

專業(yè)實(shí)驗(yàn)綜合平臺的主要目標(biāo)是讓學(xué)生面對軌道交通行業(yè)運(yùn)營與安全的實(shí)際問題,要求學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識,通過實(shí)驗(yàn)過程培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力[9-10]。因此,在實(shí)驗(yàn)技術(shù)、方法和手段上,力爭采用最新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)方法與手段,努力達(dá)到提升學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)目標(biāo)。在具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目上,借助計(jì)算機(jī)軟件仿真和虛擬技術(shù),可部分替代或全部替代傳統(tǒng)鐵路機(jī)務(wù)、電務(wù)和工務(wù)技術(shù)人才實(shí)踐教學(xué)操作環(huán)節(jié)的相關(guān)硬件操作環(huán)節(jié)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中強(qiáng)化應(yīng)用與創(chuàng)新,融入軌道交通行業(yè)崗位技能操作規(guī)范,編寫和修訂實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃和教學(xué)大綱,從而使專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有依據(jù)地規(guī)范操作、標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行,密切與鐵路行業(yè)、企業(yè)研發(fā)與生產(chǎn)的關(guān)聯(lián)度,努力實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合能力全面提升,為培養(yǎng)企業(yè)需要的一線工程師,準(zhǔn)員工化的人才培養(yǎng)目標(biāo)服務(wù)。

4.3 完善工程實(shí)訓(xùn)教學(xué),采用角色扮演法促進(jìn)學(xué)生的技能運(yùn)用能力

對于軌道交通這樣的特種行業(yè),由于企業(yè)擔(dān)心學(xué)生實(shí)習(xí)會影響企業(yè)安全運(yùn)行,因此導(dǎo)致學(xué)生企業(yè)實(shí)踐以現(xiàn)場參觀為主,使得學(xué)生實(shí)習(xí)質(zhì)量下降。通過建立工程實(shí)訓(xùn)綜合平臺可以彌補(bǔ)上述缺點(diǎn)。工程實(shí)訓(xùn)綜合平臺的主要目標(biāo)是在校內(nèi)提供與軌道交通運(yùn)營與維保現(xiàn)場一致的訓(xùn)練環(huán)境。校內(nèi)軌道交通綜合實(shí)訓(xùn)基地?fù)碛袛?shù)百米鐵路線路、隧道、橋梁、鐵道車輛、鐵道信號等基礎(chǔ)設(shè)施,能夠模擬信號、行車、工務(wù)、供電等實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)任務(wù),在中心仿真平臺上可實(shí)現(xiàn)軌道交通站段工程設(shè)備的檢測、維護(hù)、運(yùn)行、管理等技術(shù)操作。工程創(chuàng)新綜合實(shí)訓(xùn)基地?fù)碛衅噰娡可a(chǎn)線、柔性制造生產(chǎn)線,能夠?yàn)閷W(xué)生提供輕工、汽車制造、冶金等領(lǐng)域的工程實(shí)踐環(huán)境,從而增強(qiáng)對于工業(yè)工藝過程、軟測量技術(shù)、優(yōu)化控制方法的理解。通過校內(nèi)的情境模擬式工程實(shí)訓(xùn),使每個(gè)學(xué)生都能親身體驗(yàn)機(jī)車車輛檢測、鐵路信號、軌道與路基檢測、自動化生產(chǎn)線的運(yùn)行操作,熟悉和了解我國電氣化鐵路已在應(yīng)用的一套新型的、智能的、能夠全方位指導(dǎo)工務(wù)、電務(wù)和供電安全生產(chǎn)的監(jiān)測診斷平臺,使實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心成為了軌道交通行業(yè)基礎(chǔ)研究、工程技術(shù)應(yīng)用、共性關(guān)鍵技術(shù)及總體裝備研發(fā)的創(chuàng)新平臺、技術(shù)輻射中心、行業(yè)技術(shù)人員培訓(xùn)的重要基地。

4.4 完善創(chuàng)新競賽實(shí)驗(yàn)平臺,采用項(xiàng)目驅(qū)動法提高學(xué)生的綜合運(yùn)用能力

創(chuàng)新競賽實(shí)踐平臺的主要目標(biāo)以強(qiáng)化學(xué)生工程實(shí)踐能力、工程設(shè)計(jì)能力和工程創(chuàng)新能力為核心[11],創(chuàng)新競賽實(shí)驗(yàn)平臺由教學(xué)科研一線的高水平骨干教師承擔(dān),汲取CDIO的教學(xué)理念與模式,學(xué)生組成的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)小組,在教師的指導(dǎo)下,開展由科研項(xiàng)目衍生、適合本科生的子課題試驗(yàn)研究工作,著重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的創(chuàng)新能力。目前有多位“國家自然基金”課題負(fù)責(zé)人在內(nèi)的13位教授、副教授擔(dān)任軌道交通專業(yè)平臺各類實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師,學(xué)生對參加科技創(chuàng)新項(xiàng)目表現(xiàn)出很高的熱情,參加率超過85%,取得了一批學(xué)生創(chuàng)新研究成果,實(shí)現(xiàn)了一流師資、一流設(shè)備、重大科研項(xiàng)目為學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)服務(wù)的目的。

示范中心科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)由學(xué)生查閱資料、提出實(shí)驗(yàn)方案、方案的討論與確定、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)總結(jié)4個(gè)考核評價(jià)階段組成。

4.4.1 查閱資料、提出實(shí)驗(yàn)方案

這一過程要求學(xué)生通過查閱有關(guān)書籍、文獻(xiàn)資料,了解和掌握與課題有關(guān)的國內(nèi)外技術(shù)狀況、發(fā)展動態(tài),并在此基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)驗(yàn)課題要求和實(shí)驗(yàn)室條件,提出具體的書面實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì),包括提出實(shí)驗(yàn)方案技術(shù)路線與實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)條件要求、測試項(xiàng)目和測試方法、實(shí)驗(yàn)計(jì)劃進(jìn)度等。

4.4.2 方案的討論與確定

指導(dǎo)教師在對實(shí)驗(yàn)方案審議的基礎(chǔ)上,與學(xué)生開展討論。由學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)方案,指導(dǎo)教師根據(jù)可行性、實(shí)驗(yàn)室條件等因素對方案進(jìn)行修正,使之具有可操作性,滿足實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?在尊重學(xué)生思路和實(shí)驗(yàn)要求的前提下,確定實(shí)驗(yàn)方案。

4.4.3 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)

按確定的實(shí)驗(yàn)方案,在實(shí)驗(yàn)室由學(xué)生自己動手準(zhǔn)備必要的實(shí)驗(yàn)材料、搭建實(shí)驗(yàn)裝置,開展具體的實(shí)驗(yàn)和測試工作。指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)現(xiàn)場指導(dǎo),解答學(xué)生實(shí)驗(yàn)中遇到的難題,啟發(fā)學(xué)生深入思考,創(chuàng)造必要的條件,如分析條件、必要的設(shè)備材料等。

4.4.4 實(shí)驗(yàn)總結(jié)

由學(xué)生自主對實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、總結(jié),教師負(fù)責(zé)指導(dǎo)和答疑,這一過程使學(xué)生分析問題的能力得到鍛煉和提高,最終按要求撰寫出實(shí)驗(yàn)研究報(bào)告。

整個(gè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)使學(xué)生經(jīng)歷全面分析和研究問題的過程,實(shí)驗(yàn)技能得到全面的鍛煉、綜合能力得到全面的提升。學(xué)生在完成創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)后取得相應(yīng)的學(xué)分,其成果可以發(fā)表和參加競賽。創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)充分利用科研資源,使學(xué)生的創(chuàng)新能力有一個(gè)質(zhì)的提高。

5 教學(xué)質(zhì)量保障措施

示范中心在中心主任全面負(fù)責(zé)下,設(shè)有專任分管教學(xué)和實(shí)驗(yàn)室的2位副主任和1位專任教學(xué)秘書,成立中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作委員會、考核聘任工作委員會、儀器設(shè)備論證采購指導(dǎo)委員會、實(shí)驗(yàn)課程建設(shè)與管理委員會和中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作督導(dǎo)組等教學(xué)管理機(jī)構(gòu)；在各個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺上,明確規(guī)定由實(shí)驗(yàn)中心主任會同各專業(yè)責(zé)任教授、專業(yè)建設(shè)負(fù)責(zé)人共同負(fù)責(zé)實(shí)踐教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)平臺建設(shè),由課程負(fù)責(zé)人具體負(fù)責(zé)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容建設(shè)。在此基礎(chǔ)上,通過在教師崗位聘任中設(shè)立專門的實(shí)驗(yàn)教學(xué)崗位,每類實(shí)驗(yàn)教學(xué)崗位都制定有明確的實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)任期目標(biāo)和考核標(biāo)準(zhǔn),鼓勵(lì)高水平教師投入實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革及建設(shè)工作中,確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和內(nèi)容滿足經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對卓越工程人才培養(yǎng)需要,確保人才培養(yǎng)質(zhì)量。示范中心教學(xué)管理與質(zhì)量保障體系見圖2。

圖2 軌道交通運(yùn)行與安全實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心教學(xué)管理與質(zhì)量保障體系示意圖

5.1 管理制度

示范中心擬訂了具體的教學(xué)管理工作進(jìn)程和管理制度以保證嚴(yán)格執(zhí)行學(xué)校的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。聯(lián)系中心的實(shí)際,在教學(xué)大綱的制定、教材選用、教學(xué)運(yùn)行等各環(huán)節(jié)都建立了相應(yīng)的制度,如新開課教師試講、新實(shí)驗(yàn)試做、實(shí)驗(yàn)教學(xué)指導(dǎo)教師相互聽課、學(xué)生評價(jià)等。實(shí)施的上述各項(xiàng)制度構(gòu)成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量保證體系,確保了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)文檔的規(guī)范化管理,要求各類實(shí)驗(yàn)教學(xué)文檔及相關(guān)資料齊全、存放規(guī)范,有關(guān)資料按實(shí)驗(yàn)室分別管理。

5.2 考核制度

以“實(shí)驗(yàn)內(nèi)涵的多元化、實(shí)驗(yàn)手段的多樣化、教學(xué)模式的多元化、考評方式的多種化”為抓手,以現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)平臺及開放式管理體系為支撐,以課程評估、課程考核成績評估、教學(xué)考核為載體運(yùn)行教學(xué)評價(jià)系統(tǒng)。

基礎(chǔ)技能類實(shí)驗(yàn)。采取過程性和終結(jié)性相結(jié)合的考核方法。包括實(shí)驗(yàn)出勤率、實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)方案正確性(設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn))等。

專業(yè)能力類實(shí)驗(yàn)。針對軌道交通機(jī)務(wù)、電務(wù)、工務(wù)等工作崗位涉及的運(yùn)行與維修工作過程,進(jìn)行工序構(gòu)思+參選選擇+虛擬仿真+過程運(yùn)行+答辯與操作+文檔資料,由指導(dǎo)小組教師共同審閱評審成績。

創(chuàng)新訓(xùn)練類實(shí)驗(yàn)。學(xué)生是否發(fā)表科技論文、申請專利、各類獲獎(jiǎng)等,由中心主任、副主任及指導(dǎo)教師共同評定成績。

5.3 監(jiān)控制度

建立了校、院、實(shí)驗(yàn)中心3級實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系,以及由校、中心2級督導(dǎo)組組成的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量檢查與評估督導(dǎo)機(jī)制。通過學(xué)生評教、聽課制度、教學(xué)督導(dǎo)、教學(xué)檢查等方法來運(yùn)行教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)。

5.4 開放制度

實(shí)驗(yàn)中心將通過科學(xué)化、規(guī)范化、制度化和信息化的管理,在實(shí)驗(yàn)室教學(xué)安排、儀器設(shè)備使用、場地利用等方面,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)中心的全面開放,形成高效、有序的實(shí)驗(yàn)教學(xué)運(yùn)行系統(tǒng),促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)步提高,為學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)、科學(xué)研究和個(gè)性化學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好實(shí)驗(yàn)環(huán)境和條件。

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Establishment of experimental teaching demonstration center for rail transportation operation and safety

Hua Rong1, An Ziliang2, Sha Qian2, Lu Bin2

(1. School of Electrical and Electronic Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China；2. School of Railway Transportation, Shanghai Institute of Technology, Shanghai 201418, China)

Shanghai Municipal Experimental Teaching Demonstration Center for Rail Transportation Operation and Safety is successfully established in order to meet the development needs of China’s rail transportation industry. Based on the exploration of the following aspects such as multi-level experimental teaching framework, construction ideas, teaching methods, teaching quality assurance, etc., the theory and practice on the establishment of the experimental teaching demonstration center are summarized,and the training quality of the students’ practical ability and innovative ability is effectively improved.

rail transportation; operation and safety; experimental teaching demonstration center

10.16791/j.cnki.sjg.2016.12.060

2016-06-18 修改日期：2016-07-28

上海市重點(diǎn)課程建設(shè)項(xiàng)目(33210M161019)

華容(1960-),男,上海,教授,從事軌道交通通信與信號專業(yè)教學(xué)與科研.

E-mail：huarong@sit.edu.cn

G642.0

: A

: 1002-4956(2016)12-0237-05