适应轨道交通发展需求改革教学创建应用型人才培养优化模式.docx
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适应轨道交通发展需求改革教学创建应用型人才培养优化模式
适应轨道交通发展需求,改革教学
创建应用型人才培养优化模式
成 果 总 结
一、立项背景
兰州交通大学自动化(铁道信号及控制)专业原名铁道信号专业,始建于1958年建校之时,是我校最早建立的5个专业之一,由北京铁道学院(现北京交通大学)铁道信号教研室成建制迁兰组建成,建校初期铁道部选派了有线通信专家孙琪荫教授任系主任,并配备了很强的骨干教师阵容:
电机工程专家姜嘉猷教授,自动化及无线电技术专家班冀超教授,铁路信号技术专家王钟麟教授等。
并将部分实验设备调配到兰州铁道学院,为自动化(铁道信号及控制)专业的发展奠定了坚实的基础。
“交通信号及控制”为全国第一批硕士点之一。
近50年来,自动化(铁道信号及控制)专业始终沿袭北京铁道学院和唐山铁道学院的办学传统,为国家培养了近4000名轨道交通领域的专业技术人才,涌现出了通号设计院高级工程师丁昆、铁科研高级工程师肖宝弟等为代表的一批杰出校友,在我国铁路电务部门享有很高的声誉。
上世纪九十年代后期,我国高等学校的管理体制进行了重大调整。
1998年,教育部对当时的专业目录进行了修改,将“自动控制”专业更名为“自动化”。
2000年,我校由铁道部主管的部属院校改制为甘肃省管理的地方院校,全国高校中开设自动化(铁道信号及控制)专业的北京交通大学和西南交通大学划归教育部管理、上海铁道大学和长沙铁道学院分别并入同济大学和中南大学,改制后的四所学校均为全国重点大学,他们不约而同地提出了“淡化专业方向”的人才培养模式。
就在同一时期,国家要求高校注重学生的素质教育和创新能力的培养,铁路也开始了以高速化、重载化、信息化为目标的新一轮跨越式发展。
为了适应这一实际,充分发挥学校学科专业及人才培养优势,更好地服务于国民经济建设主战场,培养创新型的高级应用型人才,同时考虑到我校地处西部欠发展地区普通院校的实际,在充分调查研究的基础上,2006年9月我们以“适应轨道交通发展需求,改革教学创建应用型人才培养优化模式”为主题,立项研究自动化(铁道信号及控制)专业的人才培养模式,经过4年多的建设,取得了丰硕的成果。
自动化(铁道信号及控制)专业是交通运输类学科下的二级学科,其涉及到铁路、城市轨道交通运输信号技术,包括(火车移动)列车车载设备及车站、区间、编组站等信号设备。
铁路运输信号技术在我国是一个相对比较落后的产业,但随着轨道交通的发展,其与发达国家的轨道交通装备制造业之间的差距正在缩小,但课程教学更新的速度跟不上科技发展的速度,传统的教学模式和科技的发展严重脱节,往往学校里面用的设备、仪器和课本中提到的各种类型的信号设备在现场早已被淘汰。
这种情况在许多高校中普遍存在,而又缺乏系统的对策。
为此应当充分认识新形式下的教学思想,提出系统的对策。
二、方案规划及技术路线
(一)方案规划
为了制定科学、富有特色的应用型人才优化培养模式,我们成立了教改研究课题小组,划分了8个子课题,制定了详细的进度安排和研究内容(如表1)。
表1 方案规划概要
进度安排
子课题名称
内 容
负责人
06.9-06.11
前期调研
走访铁道部及调研各路局、大型企业运输部、地铁、设计院等主要用人单位和相关院校,了解铁路人才需求情况及兄弟院校培养模式。
刘伯鸿
06.12-07.01
方案可行性研究与论证
通过调研,组织老教授、部分骨干教师及有关用人单位对方案进行可行性研究与论证。
谭丽
07.2-07.02
专业建设理念、定位与目标
以方案的可行性研究为依据,确定专业建设理念、定位与目标。
李国宁
07.2-10.9
师资队伍
规划与建设
通过一系列措施,形成一支教学科研良性互动、学术思想活跃、教学水平与学术水平较高、结构合理的师资队伍。
李国宁
07.2-07.4
修订培养计划
和课程体系
以专业建设理念、定位与目标为标准,重新修订人才培养计划,构建特色鲜明的课程体系。
谭丽
07.3-07.8
优化课程教学内容,规划教材建设
通过追踪铁路新技术,根据人才培养计划和课程体系,优化课程教学内容,规划建设一批反应铁路发展前沿的高质量教材。
王瑞峰
07.3-07.8
优化实践教学模块结构
根据培养计划和创新人才的要求,通过研究,建立与培养能力相适应的实践教学体系。
刘伯鸿
07.6-07.9
构建教学质量
监控保障体系
进行教学组织管理等方面的研究,形成一套科学、高效的教学管理机制,保证该培养模式的实施。
贺清
07.9-10.12
实践阶段
在05-08级对该培养方案实践,并根据效果总结成果经验。
刘伯鸿
(二)技术路线
1.开展铁路系统人才需求情况的调研
通过走访调研各铁路局、城市地铁、铁路设计院、大型企业运输部等主要用人单位,我们了解到,高速化、重载化、信息化是铁路发展的主要方向,其中重要的一条就是,208年国家调整了铁路建设的中长期规划,建设目标从原定的10万公里增加到12万公里;加之铁路运营管理模式的改变,专业人才需求明显加大。
按照一般配置,国铁通常为每公里20人左右,城市地铁每公里需配置40-50名员工。
轨道交通车、机、工、电、辆五大系统需要大量人才,铁路院校,就是要紧密结合行业现状,将一些自己具有优势,且行业又是需要的专业,办成特色专业,从而为行业培养特色才。
在2009年7月,我校的“自动化(铁道信号及控制)”,因紧扣铁路的发展趋势,符合行业需求,被教育部批准为特色专业,产生了很好的社会效益和经济效益。
2.对本专业进行透彻的分析
邀请了相关教授、用人单位代表,从我国铁路发展的现状、新机遇及本专业的特点等方面展开研讨,大家一致认为,铁路是一个行业性很强的部门,需要的信号人才应具备铁路部门所特有的专门知识。
到目前为止,铁路部门所接收的信号专业的大学毕业生均来自于原铁道部所属院校,而其他院校(如长安大学等)该专业学生无法满足铁路行业特殊的专业要求,因此强化我校自动化(铁道信号及控制)专业的铁路特色是适应铁路大发展的必然选择。
3.毕业生就业去向的比较分析
近年来,北京交通大学和西南交通大学又重新兴办自动化(铁道信号及控制)专业,该专业的学生到铁路就业的也最多不超过50%。
而我校自动化(铁道信号及控制)专业除考取研究生的以外,每年到铁路相关部门就业的学生超过90%,用人单位对我校的毕业生整体评价非常高,他们一致评价我校学生“留得住、用得上、业务强、素质高”。
4.确立人才培养方案及模式
在充分调研、讨论、分析的基础上,最后确立了自动化(铁道信号及控制)专业的人才培养的改革目标。
大家一致认为,在其他院校放弃部分铁路就业市场,而铁路行业的人才需求又非常看好的条件下,我们完全有必要也有能力将铁路这块蛋糕做大做活,在人才培养模式上应紧紧抓住“突出铁路特色”不动摇。
三、专业建设理念、定位与目标
1.专业建设理念
通过调研我们清醒的认识到,作为西部欠发达地区的普通院校,要建设好交通运输专业,必须从“特色”上下工夫。
因此,我们始终坚持“立足西北,服务铁路,注重优势,突出特色,打造品牌”的专业建设理念,在人才培养上坚持创新思维和动手能力的结合,在教学过程中及时补充铁路新技术内容,建立课内外结合、理论与实践教学相协调的教学模式,全方位培养学生创新能力。
2.专业定位
一方面由于我校原属铁道部,对铁路自动化(铁道信号及控制)方向具有扎实的专业底蕴,另一方面铁路行业的人才需求非常看好。
因此,我校自动化(铁道信号及控制)专业根据铁路部门人才需求的特点,紧密围绕“铁路特色”,以提高学生创新能力为目标,以追踪铁路新技术、研究铁路问题为主线,探索培养创新人才的课程体系和教学内容。
同时,以科学发展观为指导,以“秉承传统,注重特色,发挥优势,服务铁路,适应交通事业发展”为原则,以培养“基础扎实,知识全面、勤奋踏实、勇于创新”的特色应用型创新人才为目标,以学生全面发展为根本,以改革创新为动力,以学科建设为龙头,以教学科研为中心,突出轨道交通信号及控制专业特色,积极开拓社会需求的专业方向,努力建设高水平特色专业。
3.专业建设目标
通过积极探索人才培养的新模式,研究实践教学运行的新机制,寻找提高教学质量和人才培养的新途径,把我校自动化(铁道信号及控制)专业办成国内领先、铁路欢迎的品牌专业。
通过改革与建设,努力实现“突出创新教育,重视认知实践,建设一流课程”的目标。
基于这样的专业定位和培养目标,我们将专业教育理念、培养计划、教学内容与实践过程系统地、有机地衔接起来,以培养学生知识、能力、素质为目标,强化学生的创新能力,注重我校专业底蕴扎实的优势,突出铁路特色,创建适合我校校情、特色鲜明的培养模式(图1),这实际上也是教育理念与教育方法的创新。
图1我校自动化(铁道信号及控制)特色专业培养模式
四、主要内容与实践过程
1.积极推进学科建设,为专业建设提供更加开阔的平台
学科建设水平是高等教育质量和学术水平的主要标志,自动化(铁道信号及控制)本科专业所依托交通信息工程及控制、智能交通与信息系统2个博士点和控制理论与控制工程省级重点学科,在“控制理论与技术”、“电力电子技术”等校级重点课程群和《计算机控制技术》省级精品课程的支撑下,根据国民经济发展和轨道交通事业对自动化(铁道信号及控制)专业人才培养的要求,以先进的教育思想为指导,积极探索人才培养的新模式,研究实践教学运行的新机制,寻找提高教学质量和人才培养的新途径,使我校自动化(铁道信号及控制)专业在教学条件、师资队伍、人才培养方案、课程体系与教学内容、教学方法与教学手段等方面更具竞争力,将我校自动化(铁道信号及控制)专业办成国内影响力大、示范和带动作用突出的国家级特色专业。
长期以来,自动化与电气工程学院坚持以学科建设为主线,以凝炼研究方向为核心,以优化人才培养模式为目标,以加强师资队伍建设为关键,优化创新人才培养环境。
随着学科建设的发展,学院不断凝练研究方向,突出学科特色,强化科学研究。
通过科学研究,教师更加全面把握学科的前沿动态,把科研成果及时充实到教学,提高了教师的教学和科研水平,形成了一支年龄、学历、职称基本合理的师资队伍。
本专业现有教授4人,副教授4名,1人具有博士学位,3人博士在读。
学科建设为专业建设提供了更广阔的平台,也使本科教学的条件发生了巨大变化。
根据学科发展和专业建设的需要,学院对实验室资源重新整合,形成基础实验室、电气集中实验室、区间移频实验室、综合实训实验室等。
实验室对学生全天开放,为开设综合性、设计性实验提供了保障。
2.注重优势、突出特色、适应发展,全面优化应用型人才培养计划和课程体系
(1)全面进行课程体系的融合、重组和调整
在制定新的人才培养计划时,我们坚持铁路核心骨干课学时饱满。
同时,针对原来课程
体系中存在的问题,如内容交叉重叠,实践学时偏少等问题,在大量教革研究与调研的基础上,对专业核心课、专业方向课进行了重组和整合,形成了“交通信息工程及控制基础”、“区间间隔及列车控制”、“编组站自动化”、“城市轨道交通及远程控制”4个核心模块课程群,课程群实行“带头人培养”、“组长召集”、“核心课程责任到人”、教学科研“互动归队”的制度。
适应了铁路信息化和城市轨道交通的要求,有利于知识的系统性和交融性。
在此基础上,增加了《铁路新技术讲座》、《铁路信号施工组织》、《铁路信号工程概预算》等介绍现代铁路发展、用人单位急需的课程,以适应铁路新技术发展的需要。
(2)注重培养学生分析问题、解决问题的能力,强化计算机和工程学基础。
为了培养学生分析问题、解决问题的能力,激发学生的创造性,根据专业的特点,开设了信息处理、算法设计类的课程,有利学生进一步发展、解决专业实际问题。
(3)注重学生个性化发展,共享学科资源优势,拓宽知识口径
在突出铁路特色的同时,我们也注重学生个性化发展,充分发挥学科资源的优势,在数字技术、电子技术、信息采集等领域中,为了提高学生的设计和开发能力,增加“DSP芯片应用系统设计”、“PCB制作”、“电子元器件认识与系统设计”、“传感器技术”课程和实践环节;在工程施工和设计中,增强学生的施工组织和管理能力,增加“工程力学”、“施工组织与管理”、“工程概预算(含招投标)”;专业认识实习有原来的1周改为2周,目的是加强学生的专业能力。
(4)开设名师荟萃课,注重学科前沿理论
为了让学生了解学科前沿,引导学生自学的意识,以专业选修课、学科前沿讲座的形式,开设了交通新技术讲座等名师荟萃课;教师有重点的将信号新技术、特别是铁路信号的前沿理论充实到课堂教学中,如高速铁路、铁路编组站综合自动化等内容。
图1自动化(铁道信号及控制)特色专业创新人才培养模式课程体系
4.以特色专业教材建设为核心,全面提高教育教学质量
教材建设是专业建设的重要内容,自动化(铁道信号及控制)专业始终坚持“高水平的教材是提高教学质量的根本保证”的方针,多年来致力于高水平教材的编写工作,通过多年的努力,撰写了一批高水平的教材,逐渐形成了教材建设连续、系统、良性发展的可喜局面。
近年来,我院教师又先后主编了《轨道交通运输自动控制导论》《运营基础》、《区间信号及列车运行控制系统》、《现代铁路信号远程控制系统》、《城市轨道交通信号》、《城市轨道交通综合监控系统及集成》等教材,同时根据铁路规章变化快的特点,编制了大量的辅教资料,提高教材内容的完整性。
教材建设的成绩,有力地带动和促进了本科教学,锻炼提高了教师的业务素质。
5.优化实践教学模块结构,课外科技创新活动和课内实践教学环节结合,建立与培养创新能力相适应的实践教学体系
根据新的人才质量观、现代教育观的要求,我们将从属于课堂讲授的实践教学,从理论教学体系中分离出来,形成相对独立的实践教学体系,作为整个教学体系的两条主线之一。
纵向符合循序渐进的认识规律,横向与理论课程相互支撑,有机结合,将各类实验、各类实习、课程设计和毕业设计等各个实践环节有效地配合和衔接起来。
(1)适度压缩理论教学时数,增加实践环节的时数。
(2)进行实验系列课程教学改革。
建立信号设备实训基地,并构建全新的实验课程体系,与理论课程的教学进度相配套,注重创新、动手能力的培养。
(3)加强实习基地建设,实行“回访制”。
建立了兰州、西宁、襄樊等一批以地区为中心的实习基地,每个基地能基本满足所有的实习内容。
同时,还制定了“基地回访计划”,加强与基地的交流,促进产学研结合。
(4)加强毕业设计环节。
为确保毕业设计质量,我们分别召开面向教师、面向学生的动员会,从选题、开题、设计质量、文档规范等环节上严格要求,并随机抽取一定数量的学生公开答辩,尽量做到成绩评定客观公正。
同时加强校企合作,力争有尽可能多的学生参与教师和铁路局、设计院的真实课题,也为学生的就业创造条件。
(5)广泛开展科技活动,实验室实行开放式管理,使课外科技活动与课内实践教学环节有机结合。
多年来,学生在数学建模、“挑战杯”等、英语竞赛、学校大学生创新竞赛等活动中多次获奖。
6.全面开展教学方法和教学手段研究,形成符合交通运输专业发展和社会需求的教学方法和手段,全面提高教学质量
(1)开展教学方法研讨,实行教学观摩
为了创新教学方法,自动化与电气工程学院定期开展特色经验交流研讨和观摩教学会,鼓励教师遵循教学规律,博采众长,不断创新。
同时采取“现场实践锻炼一年、答疑辅导两年、逐章讲课熟练两年、独立承担全课程教学三年、最后分方向深入研究”的青年教师过程培养模式,锻炼出了一批优秀主讲教师。
(2)实行与课程内容相吻合的教学方法,推广现代教学技术
根据课程内容的性质,我们将教学内容分为基础理论、计算机应用能力、工程实践能力、专业技术能力四大模块,实行与课程内容相吻合的教学方法,并根据模块目标的不同要求,引进现代教学技术,图文并茂,分别采用“精讲”、“细演”、“亲操”的授课方式,强化学生的基础知识,了解学术前沿理论,提高学生分析解决问题的能力。
(3)教学科研互相渗透,拓展文献讲解,改革授课思路
适应应用型人才培养的需要,教师由只重教法向既重教法又重学法转变,培养学生科学的思维方法,进一步确立学生在教学中的主体地位。
在讲授科学原理、技术的同时,分析现行技术理论的形成过程,并通过科研成果的演示、最新拓展文献的讲解,让学生了解学科的前沿动态,培养学生的创新精神。
(4)组织形式多样的学术讲座,开阔学生的知识视野
定期邀请知名学者、企业名流进行专题讲座,学院先后与铁一院、通号设计院、等建立了合作关系,聘请丁昆为本院的兼职教授,举办了名师讲座,内容涉及国外铁路发展动态、高速铁路技术、铁路信息技术、客运专业建设、智能交通等众多的学科领域,并于2008年9月校庆期间,成功主办了高新技术论坛。
通过举办学术讲座,活跃了学院的学术气氛,提高了教师科研水平,扩大了学生的知识视野。
7.坚持全面质量管理和教学目标管理制度,构建了适合教学规律的教学管理体系、教学反馈督导评价体系、教学研究体系和教学服务体系,保证人才培养计划的实施
在“学校、学院、系”三级管理模式的基础上,建立了以“本科教学督导组为主体,师生参与的教学监控体系”,聘请资深专家参与办学条件、教学投入、教学质量、学生学习情况及人才培养质量等方面的研讨,成立了“振兴交通运输特色专业领导小组”和“退休老教授专业顾问组”,形成了一套科学、高效的教学管理机制和质量保障体系。
五、实践效果
1.该教学改革课题以培养铁路特色专业人才为目标,以提高教学质量和学生创新能力为主线,历经多年的探索与实践,构建了特色鲜明的人才培养模式和符合铁路大发展的课程体系,已成为我校的优势和特色专业,2009年自动化(铁道信号及控制)专业成为国家特色专业,就是很好的说明。
对相关高校、尤其是西部地区高等教育改革和特色人才培养,起到了的辐射与示范作用。
2.学科建设成效显著。
兰州交通大学自动化与电气工程学院现有“交通信息工程及控制”和“智能交通与信息系统”两个博士学科点及甘肃省重点学科,“控制科学与工程”一级学科硕士点及甘肃省重点学科。
建有“光电技术与智能控制教育部重点实验室”、“甘肃省高原交通信息及控制重点实验室”、“铁道部通信与自动化重点实验室”和“自动控制实验室”。
学院师资队伍实力雄厚,全院有100多名教职工,其中国家新世纪百千万优秀人才1人,甘肃省特聘科技专家2人,4人入选甘肃省“333”和“555”人才工程,2人获得甘肃省高校青年教师成才奖,以范多旺教授为负责人的科研团队入选“教育部长江学者与创新团队发展计划”创新团队。
3.教学、科研成果丰硕。
我校自动化与电气工程学院一贯重视专业教育教学改革及科研工作,力度大,工作实、成效显著。
1996年以来获省级优秀教学成果一等奖3项,二等奖4项,教育厅级奖2项;甘肃省精品课程2门;近五年出版教材21部,专著3部,发表学术论文500余篇,其中被三大检索收录论文100余篇,各类科研项目200余项,总经费近1亿元。
20多项科研成果获国家、省、部级科技进步奖,其中获得国家科技进步二等奖2项,省一等奖3项,二等奖8项。
例如,“ZR-1416-8大型铝板翅式换热器真空钎接设备”和“超大型真空镀膜计算机控制系统及工艺研究”获得国家科技进步二等奖,“铁路车站信号计算机联锁仿真平台研究”和“全电子化计算机联锁系统系列装备研发与产业化”获得省科技进步一等奖。
部分成果在铁路交通建设中得到推广应用。
4.通过教学改革,加强了参与铁路科技活动的能力,本课题的部分教师曾多次参与铁道部有关工作会议,扩大了我校的知名度。
5.基本形成了一支教学科研良性互动、学术思想活跃、教学水平与学术水平较高、结构合理的师资队伍。
通过到企业挂职锻炼、聘请校外工程技术人员参与等多种方式,提高了教师的实践能力。
6.通过学校专项经费和日元贷款的支持,实验设备得到更新。
建立了一批高质量的实习基地,锻炼培养了学生的实践能力。
7.调动了教师参与教学研究的积极性,撰写了5多篇紧密结合专业建设和教学内容的教研论文。
8.教学改革初见成效,学生的综合素质和创新能力明显提高。
一方面,培养学生符合铁路要求,适销对路,供不应求。
近五年来,我校自动化(铁道信号及控制)专业学生的就业率均达到99%,而且用人单位对我校的毕业生整体评价非常高,涌现出一大批优秀人才。
另一方面,生源质量好,每年报考自动化(铁道信号及控制)专业的学生居高不下,专业录取分数名列全校各专业的前茅,在国家英语四六级考试、数学建模等一系列的科技创新活动中成绩优异,考取研究生比例较高。
六、理论水平及推广价值
本研究课题所做的工作和取得的成果体现了“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的时代精神,符合二十一世纪政治、经济、文化发展的需要和人才培养的总体要求。
根据铁路人才的需求状况,以及我校作为一个地处西部地区普通院校的实际,提出了自动化(铁道信号及控制)专业“适应轨道交通发展需求、改革教学”的人才优化培养模式,不仅为我校自动化(铁道信号及控制)专业提供了明确的专业发展方向,也为改变我国自动化专业教学计划“百校一面”、学生的知识结构“千人同一”的状况,探索出了新的人才培养途径,多年来,其改革成果的受到了用人单位和其他院校的广泛关注和好评,对同类型院校相似专业的人才培养模式具有一般性的借鉴意义,近年来先后有多所开设自动化(铁道信号及控制)专业的高校到我院考察学习。
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