徐金輝，馮青松，孫勁松

（華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，江西 南昌330013）

“新工科”是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的中國工程教育改革方向[1]。相對于傳統(tǒng)的工科人才，未來需要的是實(shí)踐能力強(qiáng)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、具備國際競爭力的高素質(zhì)復(fù)合型新工科人才[2]。國內(nèi)各高校學(xué)者對“新工科”背景下的教學(xué)創(chuàng)新改革進(jìn)行了一系列探索性研究[3-5]。

“工務(wù)工程”是鐵道工程專業(yè)的核心課程，對于培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際工作中需要的理論知識和操作技能至關(guān)重要，在鐵道工程專業(yè)人才培養(yǎng)中占據(jù)重要地位。尤其是隨著中國高速鐵路、城市軌道交通的大規(guī)模建成并投入運(yùn)營，軌道交通的發(fā)展由設(shè)計(jì)建造階段逐步轉(zhuǎn)向長期運(yùn)營維護(hù)階段，中國對于鐵路工務(wù)人才的需求越來越大，對于工務(wù)人才能力的要求也越來越高。而高校工務(wù)工程培養(yǎng)合理利用“新工科”教育環(huán)境，提升“工務(wù)工程”課程的教學(xué)效果，提高學(xué)生的工務(wù)維修實(shí)踐能力，是實(shí)施“新工科”建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。本文針對“工務(wù)工程”課程的特點(diǎn)和傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，提出鐵路工務(wù)人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新改革思路。

1 “工務(wù)工程”課程的特點(diǎn)和傳統(tǒng)教學(xué)現(xiàn)狀分析

“工務(wù)工程”是鐵道工程專業(yè)（本科）的核心課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的素質(zhì)和能力，使學(xué)生具有運(yùn)營管理和鐵路工務(wù)養(yǎng)護(hù)維修的基本知識，掌握鐵路設(shè)備檢、養(yǎng)、修的工作程序，具有發(fā)現(xiàn)鐵路基礎(chǔ)設(shè)施病害、養(yǎng)護(hù)維修和解決工作中突發(fā)問題的初步能力，使學(xué)生能夠適應(yīng)鐵路運(yùn)營維護(hù)部分的工作需要。該課程是理論與實(shí)踐相結(jié)合的課程，依托鐵路現(xiàn)場實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生具備一定的實(shí)踐動手能力，更好地適應(yīng)鐵路工務(wù)對于施工人員的要求。

傳統(tǒng)的“工務(wù)工程”教學(xué)中，教師往往是利用文字說明、現(xiàn)場照片等講解工務(wù)維修技術(shù)，學(xué)生則以聽講為主，這種教學(xué)方式是一種面向?qū)W生單方向的展示和講述，沒有教師現(xiàn)場實(shí)體演示和學(xué)生親自操作。學(xué)生往往對教學(xué)內(nèi)容理解不夠深入徹底，甚至是難以理解，這是一種傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)法，不利于整體教學(xué)效果的提升。另外，由于高速鐵路、城市軌道交通的天窗期短（天窗主要在夜間）、軌道結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修工序繁雜，難以開展現(xiàn)場實(shí)習(xí)教學(xué)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏對結(jié)構(gòu)病害及養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)的直觀認(rèn)識，不利于提高學(xué)生的工務(wù)維修實(shí)踐能力?？梢?，傳統(tǒng)的課程教學(xué)已經(jīng)無法適應(yīng)中國鐵路軌道交通發(fā)展的新形勢，高校鐵路人才培養(yǎng)模式亟需進(jìn)行改革。根據(jù)教學(xué)任務(wù)的要求和鐵路工務(wù)維修的新發(fā)展趨勢，在教學(xué)中融入虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)踐教學(xué)和實(shí)習(xí)基地實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的方式，讓學(xué)生在虛擬情景和實(shí)習(xí)基地中學(xué)習(xí)工務(wù)維修技術(shù)，有效提高學(xué)生對工務(wù)維修技術(shù)的認(rèn)識，鍛煉學(xué)生動手能力，這樣才能可以有效改善“工務(wù)工程”課程教學(xué)中的問題。

2 新工科背景下的課程教學(xué)改革探索

針對傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，立足工務(wù)維修實(shí)際工作的要求，結(jié)合“工務(wù)工程”課程的特點(diǎn)，建立網(wǎng)絡(luò)課程、虛擬仿真教學(xué)平臺，加強(qiáng)建設(shè)教學(xué)實(shí)習(xí)基地，開展多元化教學(xué)，拓寬教學(xué)途徑，培養(yǎng)和提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

2.1 創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課程

以課程教學(xué)大綱為主線，利用MOOC平臺或?qū)W校自建的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，建設(shè)“工務(wù)工程”網(wǎng)絡(luò)課程。教師上傳教學(xué)課件、視頻等至網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)終端進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)課程可以與線下教室授課相輔相成。例如，個別學(xué)生在教室上課時對于教師講授的某個章節(jié)、內(nèi)容或維修技術(shù)等理解不到位、認(rèn)識不清晰等。然而根據(jù)教學(xué)大綱的進(jìn)度要求，教師需要考慮大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，使得教師不能重復(fù)講述相關(guān)內(nèi)容，學(xué)生則可利用網(wǎng)絡(luò)課程重新反復(fù)觀看這些內(nèi)容加深理解與思考。網(wǎng)絡(luò)課程可設(shè)置留言互動功能，學(xué)生根據(jù)個人的學(xué)習(xí)情況，隨時在網(wǎng)絡(luò)平臺上進(jìn)行留言提問，教師則可利用空余時間進(jìn)行回復(fù)答疑。另外，還可以設(shè)置網(wǎng)絡(luò)答題測驗(yàn)，隨時對課堂知識進(jìn)行鞏固，加深學(xué)生對其的理解。教師還可根據(jù)測驗(yàn)數(shù)據(jù)，了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，針對重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)課程中設(shè)置授課專題。利用網(wǎng)絡(luò)課程，可實(shí)現(xiàn)線下教室授課中無法反復(fù)講述的難題，一方面不會影響正常的上課進(jìn)度，另一方面可以使學(xué)生能夠根據(jù)自身的情況進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

2.2 虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)

相比普速鐵路的工務(wù)養(yǎng)護(hù)維修實(shí)習(xí)教學(xué)，高速鐵路、城市軌道交通往往無法做到現(xiàn)場實(shí)習(xí)教學(xué)，給提升學(xué)生的實(shí)踐能力帶來了困難?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）[6-7]，基于實(shí)際鐵路線路，建立鐵路基礎(chǔ)設(shè)施結(jié)構(gòu)的三維模型，開發(fā)鐵路設(shè)備服役狀態(tài)檢測、鐵路工務(wù)維修技術(shù)、維修施工組織設(shè)計(jì)與管理等模塊，讓學(xué)生在虛擬情景中學(xué)習(xí)各種在現(xiàn)實(shí)中無法完成的學(xué)習(xí)項(xiàng)目。服役狀態(tài)檢測模塊可實(shí)現(xiàn)檢測原理學(xué)習(xí)、檢測設(shè)備安裝、常用工具使用等功能；工務(wù)維修技術(shù)模塊可實(shí)現(xiàn)路堤、路塹、過渡段、橋涵、隧道、軌道等結(jié)構(gòu)的典型維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)的操作過程模擬；維修施工組織設(shè)計(jì)與管理模塊可實(shí)現(xiàn)施工組織設(shè)計(jì)與管理的過程模擬仿真，可用于學(xué)習(xí)如何合理安排維修作業(yè)、優(yōu)化維修資源配制等。借助VR技術(shù)，組織學(xué)生進(jìn)行工務(wù)技能比拼大賽，改變以往單一的考試分?jǐn)?shù)評價體系，融合技能操作實(shí)踐評價，更貼近工務(wù)需求，這樣既節(jié)約了實(shí)訓(xùn)時間，又能激發(fā)學(xué)生興趣，讓實(shí)踐操作更具有樂趣。

2.3 實(shí)習(xí)基地實(shí)踐教學(xué)

華東交通大學(xué)建設(shè)有大型軌道交通基地，基地高速鐵路320 m、城市軌道交通350 m、普速鐵路370 m，軌道結(jié)構(gòu)包括有砟軌道、板式無砟軌道、整體道床軌道等，并配有機(jī)車、車輛、道岔、橋梁、接觸網(wǎng)等。利用該基地開展工務(wù)檢測實(shí)習(xí)教學(xué)，讓學(xué)生通過實(shí)際操作掌握各種常用檢測工具的使用方法，教學(xué)內(nèi)容主要包括：①高速鐵路無碴軌道結(jié)構(gòu)認(rèn)知。高速鐵路CRTSⅠ型、CRTSⅡ型、CRTSⅢ型、CRTSⅡ型雙塊式無碴軌道板檢測及精調(diào)，CPⅢ平面及高程控制測量；高速鐵路無碴軌道幾何形態(tài)檢測、尺寸調(diào)整；鐵道工程測量實(shí)訓(xùn)，學(xué)習(xí)如何組裝、操作軌檢小車，以及如何采用軌距尺、方尺、扭矩扳手、磨耗儀等工務(wù)養(yǎng)護(hù)維修常用工具對軌道線路的重點(diǎn)部位進(jìn)行檢測。②開展鐵路軌道養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)實(shí)習(xí)教學(xué)，利用基地的各種線路結(jié)構(gòu)，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)撥道、起道、清篩、平順性維修等常見維修技術(shù)。在教學(xué)中引入虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)和實(shí)習(xí)基地實(shí)踐教學(xué)，解決了傳統(tǒng)教學(xué)中難以開展實(shí)踐教學(xué)的問題，有助于提高學(xué)生在鐵路運(yùn)營維護(hù)方面的實(shí)踐能力。

2.4 指導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目

根據(jù)“工務(wù)工程”課程教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，立足工程實(shí)際案例，融合創(chuàng)新思路，指導(dǎo)學(xué)生利用專業(yè)知識解決實(shí)際工程問題。從工程問題中找尋對應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，在課堂教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生利用專業(yè)理論知識分析工程問題，從而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。另外，在課堂上發(fā)布相關(guān)教學(xué)任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)自搜集、查閱、整理相關(guān)研究資料，進(jìn)而完成相應(yīng)教學(xué)內(nèi)容。鼓勵并指導(dǎo)學(xué)生參加“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，一方面激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，另一方面提升學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

3 結(jié)語

“工務(wù)工程”是鐵道工程專業(yè)的核心課程，是一門注重學(xué)生工程實(shí)踐能力的課程。本文在“新工科”的建設(shè)背景下，立足實(shí)際工務(wù)技術(shù)要求和對人才培養(yǎng)的需要，結(jié)合課程的特點(diǎn)，針對傳統(tǒng)教學(xué)模式的不足，從創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)課程、虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)、實(shí)習(xí)基地實(shí)踐教學(xué)和指導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目等方面進(jìn)行教學(xué)改革探討，提出一些改革建議，以期提升學(xué)生的工務(wù)維修實(shí)踐能力，為學(xué)生未來開展工務(wù)維修工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。