依托虛擬教研室的“鐵路信號基礎”課程建設研究

王墨琦

（唐山學院，河北 唐山 063000）

0 引言

“鐵路信號基礎”是軌道交通信號與控制專業開設的一門專業基礎課程，通過這門課程幫助學生建立起鐵路信號的基礎概念和知識框架，掌握鐵路信號的基礎設備，了解鐵路信號系統的組成，為后續的學習和工作打下一定的基礎，是該專業重要的核心課程[1]。

作為一門以軌道交通行業為背景的課程，與生產實際結合十分緊密，各種規則規范也十分繁雜，課程學習如果完全沿用傳統的教學方式，學生的學習興趣和學習效果在一定程度上大打折扣，因此探索課程中可挖掘的改革點，提高課程的口碑度和學生的學習熱情勢在必行。

依托全國軌道交通信號與控制虛擬教研室，對我院的“鐵路信號基礎”課程進行改革探索，在這個過程中培養了師資，提高了學習熱情，教學成效得到顯著提升。

1 明確教學目標，優化教學內容

“鐵路信號基礎”課程傳統的授課內容比較繁雜，在有限學時中，考慮“要學習哪些知識點以及為什么要學這些知識點”對于教學內容的優化是比較重要的一環。首先對該課程的全體內容進行梳理，針對梳理之后的內容以“為什么學習，學習的必要性”為出發點進行論證，以確定教學目標[2]。

例如在軌道電路這一部分，確定的教學目標為“使學生掌握軌道電路的工作原理及各種軌道電路的結構、工作過程”。經過校本教研室內討論，認為該教學目標可行。在虛擬教研室的大環境中，不只可以和本校教師進行論證，還可以和虛擬教研室中的全國軌道交通信號與控制專業的教師進行論證。在虛擬教研平臺上就軌道電路教學內容這個問題，可以從基礎性和實用性等方面，同時結合各個學校不同的實驗環境等進行了論證，最終確定該知識點的教學目標為“使學生掌握軌道電路的工作原理，能夠對工頻交流軌道電路、移頻軌道電路、ZW2000軌道接線安裝。”教學內容更加明確，教學目標可評估性也大大提高。

論證后得出該課程作為后續“車站信號”“列車運行自動控制”等專業核心課的基礎，可以分為兩大部分內容：一是以軌道交通軌旁信號設備信號機、轉轍機和軌道電路為核心的基礎設備部分，這是鐵路信號的基礎；二是以鐵路信號系統的介紹為主的系統概述部分，這是軌道交通信號發展的現狀，是后續課程的先導[3]。

1.1 夯實基礎知識

第一部分的信號基礎設備是傳統鐵路的重要組成部分,至今還是整個鐵路信號發展的基礎，在教學中占有舉足輕重的作用[1]。打牢基礎設備部分知識內容，可以幫助學生建立起鐵路信號的基本概念，因此把這部分確定為本課程的重點內容。從實用性的角度出發，將一些在實際生產中使用較少的設備從教學內容中刪除，將學時分給實用性更好的知識點也是改革措施之一。

1.2 擴展前沿知識

第二部分是鐵路信號系統介紹，從車站信號、列控系統以及調度集中3個系統著手。教學內容設置上除了對三大信號系統的基本的概述之外，新技術的介紹以及信號系統的發展前沿也是重點。例如隨著計算機技術、通信技術和自動控制技術日新月益的發展，列控系統對鐵路信號系統的大一統趨勢逐漸顯現的趨勢，城市軌道交通中的CBTC系統對移動通信的應用以及正在研究中的車車通信及全自動駕駛等內容，應該在教學中不斷更新，力求擴展學生視野，指明軌道交通信號技術的發展方向。這里就要依靠虛擬教研室平臺的大力支持，本校教師的信息渠道畢竟有限，但是有了虛擬教研室平臺上全國同專業的教師信息共享，使得前沿信息和前沿知識的獲得更為快捷，帶給學生的知識內容也可以及時得到更新。

1.3 故障—安全理念的思想植入

故障導向安全原則是鐵路信號系統中普遍應用的一種安全技術，能夠使得設備的狀態向安全導向。為了保證軌道交通運輸安全，故障導向安全理論應該是身為信號人始終貫徹的一條原則。在介紹安全型繼電器、軌道電路、聯鎖系統、列控系統等內容中，要時時以故障導向安全的思想引導學生，這也是該課程重點教學內容之一，且應該貫穿始終。夯實基礎，擴展前沿，構筑安全思想防線，就是“鐵路信號基礎”課程教學內容選擇，教學目標確立的標準。

2 改革教學模式，促進線上線下結合

目前“鐵路信號基礎”課程采用板書+PPT的方式進行課堂教學，時常會出現學生被動接受，興趣不高的問題。在這樣的情況下，教學模式的改革也是迫在眉睫[4]。

2.1 線上線下混合教學模式

在疫情的影響下，加速了線下教學向線上教學的延伸，同時也提出線上線下混合教學模式的新問題。新的混合教學模式對教師的教學組織能力和學生的學習能力都提出了挑戰。在“教”的方面，教師備課時需要對學情進行研究，有針對性地向學生提供學習的資料和進行引導學習，課堂教學不再是單純的“講“和“聽”的關系，而是根據學生課前自學的情況進行有針對性的指導，并設計學生參與學習的過程。課中和課后還要有相應的反饋機制，以保證教學過程的監控，這就涉及教學效果的評價機制，與產出導向的教學模式密切相關。學生需要具備自主學習的能力，保證進行前期的學習，并能夠提出問題，總結出不明白的要點，及時對“學”進行反饋，才能使這種模式有效地推進。

2.2 產出導向的教學模式

在OBE產出導向理念引導下，教師的教學組織模式也向產出為導向的教學模式進行轉化。在這樣的教學模式下，教師要考慮的是如何達到教學目標，或者說是如何使學生達成教學目標。因此需要對教學目標進行分解量化為可評價的指標，并結合反饋機制得到評價結果。如果教學目標達成，則教學過程繼續；如果教學目標未達成，需要對前面的教學過程進行修正，達到閉環校正的目的，最終保證產出，即教學目標的達成。

2.3 結合以上兩種教學模式，以“鐵路信號基礎”中的聯鎖表編制一節為例說明

這一節的教學目標確定為“學生能夠編寫聯鎖表”，這一目標是比較籠統的，必須進行細化。可以細化為4個二級目標，即（1）知道聯鎖表中各列的意義；（2）清楚聯鎖表中的基本概念，如敵對進路；（3）能夠窮舉站場平面圖中的進路；（4）能夠用符號表示進路。確定了教學目標之后再根據目標準備相應的學習資料和課前測評題目，上傳至超星學習通并設置課前自主學習任務點，達到促使學生線上自主學習的目的。課堂授課需要根據線上測評反饋及時進行調整，因此測評題目教師必須精心設計。課后通過安排學生分組對案例進行討論，鞏固所學知識，要求學生用思維導圖將所學知識進行整理，以及書面作業等進行學習效果的反饋。

圖1 教學模式流程設計

3 虛擬教研室在課程建設中的價值

教研室是校內教學研究的基層單位，是一線教師教學交流的場所。隨著現代信息技術特別是互聯網技術的發展而出現的虛擬教研室，擴展了教研室的功能和作用，對校內的教研室起到補充作用。本著“共建、共享、共贏”的虛擬教研室在本院的課程建設中，也體現出其不可或缺的價值[5]。

3.1 帶動教師的專業發展

教師專業的提升是教育教學質量提升的核心力量，加入虛擬教研室中的教師都有著提升專業能力的共同愿望，只要加上適當的引導協調，容易形成凝聚力和向心力，形成強大的“場”效應，促進教師的專業發展。虛擬教研室可以組織線上教研活動，可以聘請業內的專家進行學習交流，可以共同參與制定培養方案，可以共同進行課程大綱制定、教學目標的確定、教學方法的改革等，或者直接跨校進行教學實踐，對教師既是學習也是鍛練，是教師專業發展的助力器。

3.2 校內教研室的有力補充

長期以來校內教研室在一線教師的組織、管理、培訓、研究中起到積極的作用，同時也存在人員集中、教育教學觀念更新慢、教研手段陳舊等問題，虛擬教研室的存在，是教研室信息化的重要一環，加強了教研室與外校的聯系，增進了教師和業內的交流溝通，對于更新教師的教育理念，改進教研科研方法等有極大的幫助。同時各校之間優勢互補，傳幫帶效果明顯，利于校內教研室的發展。

3.3 實現優勢教育資源共享

軌道交通虛擬教研室依托著北京交通大學國家級虛擬仿真實驗平臺，該仿真平臺提供了很多的優秀虛擬實驗資源以及課件資源，對于我院現有的實驗條件是很好的補充。同時對很多學校來說，可以緩解建設實驗室的時間和資金的難題，有效助力了教學的開展。

4 結語

課程的建設不是畢其功于一疫的事情，建設到一個段落之后取得了一些改進，仍要沿著正確的改革方向持續改進。該課程建設依托于軌道交通信號與控制虛擬教研室，集中了虛擬教研室中優秀的師資力量和優秀的網絡資源，使得“鐵路信號基礎”的課程建設取得了一定的成效，在之后的建設中，還要在實驗融入課堂，專業競賽進入課堂，共享師資遠程教學等方面進行探索。