《軌道交通概論》課程“浸入式”教學探索

李盈利，姚松

（中南大學 交通運輸工程學院，湖南 長沙）

隨著高鐵技術的迅速發展，我國高鐵開始走出國門，“高鐵外交”已成為我國外交的重要名片。《軌道交通概論》作為交通設備與控制工程專業的專業基礎課程，旨在宏觀介紹軌道交通系統的組成部分與工作原理，知識點較多，信息量大，涉及范圍廣泛。本課程安排在大三上學期，期望通過本課程學習，使學生對軌道交通系統有一個整體性的認識，為后續課程作鋪墊。課程內容包含大量專業術語和基本工作原理，難以理解和記憶，容易讓學生感到困難和乏味，同時很多知識點與實踐結合緊密，各組成系統需要對照實物、圖片或視頻來介紹，做到融會貫通，有的放矢，并通過現場參觀加強理解認識。《軌道交通概論》課程涵蓋知識點較多，綜合性和實踐性較強，傳統教學方式容易使學生缺乏學習興趣和積極性，因此在新工科環境下有必要探索該課程合適的教學方式。

國內開設《軌道交通概論》類似課程的院校很多，在提升學生興趣上做出了各種教育改革嘗試，如調整教學重難點[1-2]、采用啟發式教學[3-6]等。劉伯鴻等[7]與董海燕等[8]指出了《軌道交通概論》課程教學存在的問題，并對課程進行改革。劉建偉等[9]基于陜西省部分高校的調查結果，提出了基于學生期望的思想政治類“概論”課程教學改革。韋未等[10]開展了“水利水電工程概論”課程的改革與實踐探索。李廣軍等[11]提出了按照教學對象進行分級培養的專業概論教改模式。張露露等[12]探索了新能源材料與器件專業概論課的教學改革實踐方式。朱煒等[13]從學生興趣與教師理想出發的軌道交通系統引論課程教學改革。趙金寶等[14]提出了以學生為中心的《軌道交通概論》課程教學設計。國外概論類課程的改革方向主要包括：以學生為中心，充分發揮小組的作用使學生積極主動參與學習過程，在課堂中添加活動[15-16]等。國外教育改革側重點與中國有所不同，但可為我國高等教育改革提供參考。

一 課程教學現狀

《軌道交通概論》作為一門新工科極其重要的交通類專業課，進行課程教學方法改革和教學內容優化改革勢在必行。結合本課程內容與特點，從教學內容、教學設計、考核方式等進行多方面的課程改革，使教學內容貼近軌道交通發展，對軌道交通有一個系統性的認識，使學生在掌握軌道交通基本知識的基礎上，把握軌道交通其他專業課之間的聯系；通過采用更好的教學方式和手段，更好的調動起學生對學習軌道交通相關知識的積極性，使課堂內容更加豐富多彩，更加生動有趣，更加貼近相關專業知識在工程中的實際應用。課程改革擬從解決的關鍵問題如下：

1.教學過程過于枯燥。由于《軌道交通概論》是一門專業課程，工程知識較多，在講授課程的過程中學生難免會覺得枯燥乏味，進而產生厭煩、抵觸的情緒。若只是使用板書、圖片文稿演示等較為靜態的方式來闡述學科內容，學生也很難學習到具體的、直觀的軌道交通方面的知識。

2.課堂教學缺乏互動。國內學生大多謙虛內斂，課堂缺乏互動，會導致課堂上的學習氛圍不夠濃厚，老師的教學也會顯得更為刻板。由于《軌道交通概論》主要以理論和概念的理解為主，若是缺乏互動，學生會很被動地接受這些知識，逐漸失去對這門課程的興趣。

3.學生缺乏對課程知識的學習興趣。面對專業性課程，很多學生無法提起對它的學習興趣，課堂上不想深入理解和思考重要的知識點，課后也不想認真地復習和預習下一次上課的內容，缺乏自律能力和學習興趣，從而導致無法掌握本門課程的內容。

4.教學內容老舊。隨著時代和科學技術的不斷發展，在軌道交通方面也取得了不錯的成就，許多新技術、新設備不斷發展。如果課程的內容一成不變，就無法跟上科技的發展，無法讓這門課程貼近實際工程應用，就無法使學生講課堂中學習的知識應用到實踐中去。

二 改革思路與策略

《軌道交通概論》授課對象為交通設備與控制工程專業的本科生，是交通設備與控制工程專業學生的專業基礎課程之一。通過學習該課程，對軌道交通運輸業有概括性的認識和了解，并掌握國內外的軌道交通發展歷史以及軌道交通運輸業、軌道交通運輸設備和軌道交通運輸工作的基本概念、基本原理及基本運用，一方面為學生學習后續課程提供必要的基礎知識，另一方面也為學生充分了解世界軌道交通發展現狀和趨勢，從而開闊眼界和思路，及時地去努力學習和掌握新的軌道交通運輸設備的新知識和新技術。通過本課程學習，使學生對我國的鐵路建設事業以及鐵路運輸相關知識有一個概括的了解和認識，有熱愛鐵路事業、獻身鐵路事業的熱情，為學習專業知識及今后工作奠定初步的思想和技術基礎。軌道交通運輸新技術的迅速發展，對本科生和高素質的工程技術人才的要求出現了顯著的變化，通過對《軌道交通概論》課程創新培養方式進行思考，需要從多方面對課程進行改革。

（一） 教學內容優化

《軌道交通概論》課程的內容涉及范圍廣泛，包括軌道交通線路、車輛、車站、通信、運輸組織、安全管理，以及高速鐵路與重載運輸兩個專題，有些內容與《機車車輛工程》《城市軌道運營車輛》《鐵路運輸設備》等其他課程相互交叉或重復，因此在教學過程中需要對教學內容有所取舍、根據交通設備、交通運輸、交通信號與控制不同特色專業的定位適當進行修改。

課程需要掌握普速鐵路、高速鐵路和城市軌道交通在內的軌道交通運輸業的發展歷史，熟練掌握軌道線路、機車、車輛、動車組、通信信號、車站、行車組織、重載鐵路等有關軌道交通運輸設備以及軌道交通運輸工作的基本概念、基本原理及基本運用；對我國鐵路建設事業以及鐵路運輸相關的基本知識和基礎理論有完整的認識。

在軌道交通運輸設備方面，結合典型的歷史事件講解軌道交通的重要性和發展趨勢；利用圖片、動畫和實物模型等形式，介紹軌道交通線路的基本結構及各要素的工作原理、軌道交通機車車輛的基本知識；通過案例講解軌道交通車站的作用和發展趨勢。

軌道交通運營方面，根據歷史發展趨勢，利用圖片、動畫等，從簡單到復雜的介紹軌道交通的各種信號與通信設備；從鐵路時刻表引入列車運行組織的基本概念，在此基礎進一步將內容分為客運和貨運兩部分分別介紹其組織形式和組織方法；從近年來國內外發生的軌道交通重大安全事故的嚴重后果引出軌道交通安全管理的必要性，在此基礎上介紹相關基礎概念和基本方法。最后，通過專題介紹高速鐵路的基本概念和我國高速鐵路的發展歷史和趨勢，從大秦線的重要作用及發展現狀介紹擴展到世界重載鐵路的發展現狀和趨勢。

（二） 教學設計的改革

以學生為中心進行教學設計：①知識點與資料整理，整合知識點，重新分類，確定哪些是學生可以課前自學的知識，哪些知識點需要教師重點講解。②發布課前預習學習任務，明確學習目標、學習方法、學習內容等，引導學生按照任務單上的要求進行預習并發現問題，解決問題。③教學設計與教學流程圖，學習任務單的布置可以讓學生對于接下來要學的內容一目了然，并且自主學習，教師給予學生自主學習方式與空間，學生分小組決定目標、查找資料、討論交流、探究，制作課件能夠充分發揮學生的主觀能動性，體現了以學生為主體的學習模式。④評價方式，以學生為中心的教學模式的評價機制，注重過程評價，把學生平時的自主學習、討論、合作納入到課程考核中去，結合小組評價，完善評價機制。

（三） 課堂教學方法和手段改革

為提高課堂教學效果、激發學生自主學習能力，促進信息技術與教學的融合，實施啟發式、探究式、案例式、情景式、翻轉課堂、線上與線下混合式等教學方法改革，貫徹落實“以學生為中心”“以發展需求為中心”等教育理念，完善課堂教學標準體系，加強教學過程考核，打造智慧課堂，推進課堂教學革命，實現“智慧啟迪、價值塑造、能力培養和知識傳授”四位一體的課程目標。

課程授課中采用啟發式教學，根據軌道交通發展與培養方案修訂教學大綱，對于不同的知識點，采用不同的教學方式，對于重點知識，結合實際，深入淺出地重點講授。非重點部分，通過圖片與動畫作一般性介紹，為感興趣的同學提供參考資料，提高學生的自學能力。

鼓勵學生探究式學習。在教學過程中，除了課堂講授外，引導學生課前預習，充分利用網絡資源如知網、百度、微信公眾號等，學校圖書館資源，查找軌道交通有關資料，調動學生學習積極性。

采用多媒體教學，展示相關圖片，增加信息量。通過多媒體教學給出道岔、軌道、路基等結構的實際照片，具有形象直觀，通過動畫表示不同車站的作業流程，有效呈現重點、難點；通過多媒體展示，減少教師板書時間，有利于及時交互，及時反饋，易于學生參與，師生互動；多媒體教學動態模擬過程，如閉塞分區、駝峰溜車等復雜知識點，通過視覺、聽覺等多方面呈現，加強記憶，提高教學效率。根據課程特點與教學要求，運用不同教學方法，靈活運用有關圖表和視頻材料，加深感性認識；采用提問方法，加深概念、難點的理解；班內組織小組討論，小組間及小組內學生互相點評，增加學生在課堂教學中的興趣與參與度，形成活潑互動式教學的氛圍，提高教學效果。

基于校園內鐵路園的不同機車(如圖1所示)與中南大學先進軌道交通科普基地，現場參觀軌道交通相關模型與實驗室，及實際鐵路系統，對課本鐵路系統有更深刻全面的認識，了解課本中的知識在實際中的應用場景，激發學習興趣。

圖1 校園內鐵路園[17]

（四） 授課模式改革

“教師主導——學生主體”教學模式是20世紀80年代提出的關于教學過程中教與學關系的概括。教師主導指教師根據教學目標針對課堂教學活動進行設計，把握課堂方向；學生主體指學生是課堂學習的主體，知識建構的主體，學生主動學習，教師在學生提出問題時，給予幫助與指點，以此達到預期教學目標。

利用網絡平臺，在課余經常討論國內以及世界鐵路發展新聞，趣味小知識搶答與討論，鐵路系統相關的小故事，鐵路工人的生活與工作等，使學生對書本知識具有更強的求知欲，對之后的就業有一定的初步了解。課堂教學之外，帶領學生參觀軌道交通科普基地、鐵路園、科研實驗平臺、附近火車站等，使學生對課本上的知識有具象化認識，深刻了解其工作原理，而非死記硬背。

（五） 考核方式的改革

隨著軌道交通的發展，教學內容需要相應進行更新，結合互聯網與多媒體技術發展，教學方法也要多元化，因此課程考核的方式也應該隨之進行多元化改革。課程考核是課程教學改革的重要環節之一，現有的考試方式較傳統，存在很多弊端，如最終成績主要取決于期末考試，期末考試比重較大，考試形式單一。考試內容主要以《軌道交通概論》課本知識為基礎，缺少開放性問題；缺乏綜合運用知識、解決問題的能力的訓練。目前考核形式單一，多以開卷方式為主，題型主要為簡答題與綜述題，屬于記憶性考察。缺乏主觀性，無法鍛煉與體現學生的發散思維、創新等綜合能力。因此，采用多元化、綜合性的考核方式，可以考查學生綜合能力，并激發課程學習興趣。

為了構建公平、合理的評價體系，建立多元化考核方式，反映學生課堂內外對知識的掌握情況。重課程參與過程的考核與知識的運用，考核方式多元化，弱化課本現成知識的考核，采用課程論文、小組作業、答辯、考試、實驗設計等形式，設計開放性題目，激發挖掘學生的專業熱情，鍛煉自主學習能力。

根據軌道交通系統概論課程的特點，知識量大，內容多，設計多種考核方式，調整考評方式。在對學生意愿調研基礎上，將以往期末考試的考評方式，調整為論文、答辯、考試、實驗設計等多種考核方式，激發學生興趣，分散學生期末多門課程集中復習的壓力，加強團隊合作，鍛煉文獻綜述、口頭表達、方案設計等多種能力。

三 教學展望

《軌道交通概論》課程結合學校軌道交通歷史與背景，基于科研試驗平臺，為學生提供實踐學習方式，并通過網絡資源與平臺多方位了解軌道交通相關知識，幫助學生在鐵路情境中“浸入式”理解理論知識，具備以下特色：

1.優化教學內容：根據學生課程培養方案，優化教學內容，對教學內容有所取舍、根據特色專業的定位。

2.改革課堂教學方法和手段：實施的啟發式、探究式、案例式、情景式、翻轉課堂、線上與線下混合式等教學方法改革，完善課堂教學標準體系，加強教學過程考核。

3.改革授課模式：每次課后發布下次課程的提問，使學生自主探究，發現問題思考問題，在課程中學習問題相關知識，最后解決問題，在探究的過程中激發學習興趣、學習新知識、發展新技能，培養學生多方面綜合能力。

4.優化教學設計：改變傳統教師傳授型教學，根據課程內容以學生為中心進行教學設計，將知識點與相關圖片、視頻、音頻等資料整理，整合知識點，重新分類，確定不同內容不同學習方式，通過提問、小組討論，使學生更多地參與到教學中。

5.改革考核方式：通過論文、答辯、實驗設計、等方式采用多元化、綜合性的考核方式，制定相適應的評分準則，學生根據自己特點選擇考核方式，充分挖掘學生的專業熱情與自主學習能力。

期望通過從教學內容、教學設計、教學方法、授課模式、考核方式的改革，多樣化教學與考察，激發學生學習興趣，在多種方式中激勵學生積極主動地進行思考，在學習過程中發揮主體作用。