1、基于工程教育专业认证理念的轨道交通线路设计课程教学质量提升方法摘要：基于工程教育专业认证理念，针对培养学生实践能力、提高分析问题能力、利用现代工具能力和理解工程与社会的关系等毕业要求，在轨道交通线路设计课程教学中，整合并梳理教学内容，实践了一系列新的方法和手段，如课外习题内涵设计、引入校企联合教学模式、构思课外学时等，提升了轨道交通线路设计课程教学质量，对其他工科专业课程提升教学效果也有一定的借鉴意义。关键词：专业认证；理念；轨道交通线路设计；教学质量；方法中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）03-0189-04自 2005 年以来，我国开始构建工
2、程教育专业认证体系，2016 年国际工程联盟大会同意接纳我国为华盛顿协议正式成员，标志着我国工程教育专业认证进入新的阶段。十多年来，工科专业教学也随着工程教育专业认证中的能力培养要求进行不断尝试、改革。轨道交通线路设计是一门专业特色非常鲜明的课程，内容庞杂，覆盖普通铁路、高速铁路、城市轨道交通，知识点众多；课程实践性较强，若单纯依靠课堂讲解，导致教师课堂疲于讲述知识点，却难以让学生掌握关键技术，在此背景下，对提高该课程质量的途径与方法进行了研究和实践。以强调能力培养、持续改进为理念的工程教育专业认证对传统教学方法提出了挑战，国内外高校以课堂教学质量提升方法为核心，针对工科教学方法进行了大量的研
3、究。谢志江等（2003）1提出将“案例教学法”引入工科教学法的必要性，总结引入案例教学法面临的问题和具体措施。马永红（2003）2比较了中美教学方法的异同，认为国外课堂更注重讨论，教学手段多样，值得中国高校借鉴。巩育军（2011）3介绍了提高工科专业课教学效果的经验，从掌握前沿趋势、因材施教、“启发式”教学等方面进行了论述。刘伍丰（2013）4认为高校工科教学应该根据教学内容和对象，采用理论实践型、实践型、讨论型、启发型等方式，调动大学生的学习自主性。范丹红（2013）5概括和分析了目前高师院校中理论与实践相割裂的现象，提出理论与实践一体化教学的发展理念。近年来，基于项目的学习法（Projec
4、tBased Learning，简称 PBL）在世界各国高校得到广泛应用。曾广根（2014）6认为实施 PBL 教学时应强调以学生为中心，引导学生自主寻找问题的答案。胡珏等（2016）7以“工程创新设计方法学”课程为案例，分析了工科课程采用混合式应用模式进行 PBL 的课程设计和实施步骤。吴艾辉（2016）8以“学生学”为中心，探索教学新方法，介绍了同伴教学法、作业面批以及质疑等教学新方法及其应用。司立坤（2017）9采用“理论课实践课讨论课”迭代式的教学方法，把理论教学和实践教学有机的结合在一起。李春燕（2017）10探讨了工科大学教学方法存在的问题，提出改进教学方法，合理设置课程，加强大学
5、生实践能力。结合轨道交通线路设计课程特色和既有提升课程教学质量方法方面的研究成果，按照工程教育专业认证培养目标要求，对三类教学活动11即课堂教学、实验教学、实践教学进行了改革、优化，強化了课程的内涵建设。一、整合教学内容，梳理课程知识点课程知识点教学的核心内容，决定了该门课程教学是否能够达到预期目标，把能够体现课程内涵的专业知识传授给学生。轨道交通线路设计教学内容经过多年的发展，为适应当前我国轨道交通建设领域对毕业生的要求，已由原来以普通铁路为主要授课内容，逐步拓展为覆盖普通铁路、高速铁路、城市轨道交通三个主要方向，知识点众多，单个知识点内容丰富，课时量大。而目前总课时有限，因此，根据授课目标
6、重新整合教学内容，梳理了课程知识点。将普通铁路、高速铁路、城市轨道交通相近知识点合并，每个知识点按照“先合后分”的方式开展教学，即先讲授三类轨道交通的共性，再分别讲授各自的特征，在有限学时内让学生既能掌握轨道交通的共性特征，又能学到不同轨道交通的个性特征及之间的差异。根据知识点的内容特点分为理论知识点、实践知识点两类（参见表 1），以不同的教学方式和手段开展教学。如：针对实践性较强的区间线路平面、纵断面设计知识点，除了进行课堂教学，还利用实验室平台开展实验教学，让学生能够快速掌握基本设计方法；针对复杂城市轨道交通换乘站难以通过板书、PPT 等形式讲解清楚的问题，选取上海市内典型换乘站如西藏南路
7、站、人民广场站、虹桥火车站站、虹口体育场站等开展现场教学，编写现场教学教案（参见图 1），设计换乘线路，让学生现场体会不同换乘类型的特点和适用条件。二、强化课外习题的内涵设计，提高学生分析问题能力课外习题是教学的自然延伸，是检验和巩固课堂教学效果的重要手段，习题的水平从一定程度上决定了这个教学环节的效果，目前的习题设计大多偏于理想化，虽然演练课堂教学所授知识点，但多停留在“照猫画虎”即可完成的水平，对锻炼和提高学生分析问题能力作用较小，因此为提高轨道交通线路设计教学效果，狠抓习题内涵建设，提高学生问题分析能力，尤其是实际问题分析能力。习题的内涵设计就是如何把知识点的核心问题通过研习题目让学生掌
8、握，重点在于把核心问题设置成带有隐蔽性“陷阱”的习题，让学生通过“出错”强化对知识点的记忆，进而理解和掌握知识点。如在纵断面坡度折减这个知识点习题设计中，由原来“折减方案唯一，正确解唯一”的设计思路调整为“折减方案不唯一，正确解唯一”，要求学生首先要找到所有可能的坡度折减方案，习题难度没有增加，但通过增设隐含条件的方式，让学生体会到实际工程问题的多变性、复杂性，通过这样的习题，提高分析实际工程问题的能力。每年的习题练习后，都会听取学生对习题设计的反馈和评价，发现存在的问题并加以持续改进。三、引入校企联合教学模式，强化学生实践能力培养基于工程教育专业认证理念的学生实践能力培养要求，积极与轨道交通
9、行业企业加强联系，利用他们的人力资源和案例资源，构建校企联合教学模式，把企业丰富的实践经验和案例引入课堂，提高学生实践能力。目前已经和多家行业领军企业如中铁上海设计院集团有限公司、上海市隧道工程轨道交通设计研究院、中铁第五勘察设计院集团有限公司建立了长期合作关系，企业除参与轨道交通线路设计课程教学，合作模式还拓展到企业专业实习、校企联合毕业设计等环节。如针对辅助线设置知识点理论不成熟、实践性较强的特点，邀请中铁上海设计院集团有限公司高级工程师参与该部分教学内容授课，通过大量具体的案例和设计人员丰富的实践经验，弥补理论不完善的缺陷，让学生深刻掌握轨道交通辅助线设置的基本原理和方法，并提高了实际操
10、作的能力。四、利用教学软件平台，开展实验教学随着网络技术、智能技术的快速发展，使我们在面对复杂工程问题时有了更多的应对手段。为提高轨道交通线路设计课程教学效果，引进了“线路设计 CARD-1 实验教学系统”（参见图 2），该系统能够绘制地形图，三维展示地形，实现平面、纵断面、横断面联动等，在课堂教学外，利用该教学平台辅以实验教学，可以让学生快速熟悉线路平面、纵断面设计，摆脱了传统通用软件（如 CAD 等）方案生成慢、修改不方便等弱点的束缚，让学生学会使用多样化的现代工具解决实际问题。五、构思课外学时，理解工程的多元性轨道交通线路设计虽然是一门专业性很强的课程，但同时轨道交通也是深入日常生活的大
11、众交通方式，积极构思课外学时，让学生从多方面理解轨道交通线路设计的众多影响因素，是提升该课程教学质量的重要手段。在课堂教学之外，设计构思了调研报告、参观等形式的学习内容，加强学生对课程内容的理解，加深学生对工程项目与社会的密切关系的认识，如组织学生参观上海铁路博物馆、上海軌道交通博物馆等，了解轨道交通发展的历史沿革、轨道交通对城市发展的作用等，明显提高了轨道交通线路设计课程课堂教学效果。在工程教育专业认证理念指导下，对轨道交通线路设计课程教学内容、教学方法、教学模式进行了改革、尝试，从历年的主观反馈（如学生评学反馈）、客观反馈（如作业、考试）等来看，取得了一定效果，如学生对课程的兴趣增强，对课
12、程知识的接受程度增加；考试中大多能发现命题中的“陷阱”，对复杂问题的分析更加全面和透彻，说明课程教学效果有明显提升。本教改研究的成果对其他工科专业课程提升教学效果也有一定的借鉴意义。参考文献：1谢志江，孙红岩，蒋和生，张济生.案例教学法在工科教学中的应用J.高等工程教育研究，2003，（05）：75-77.2马永红，励杭泉.中美高校理工科教学方法之异同J.中国高等教育，2003，（23）：48-49.3巩育军.提高工科专业课课堂教学效果的体会与实践J.教育教学论坛，2011，（26）：47-48.4刘伍丰，刘楠嶓.高校工科教学方法探析J.教育教学论坛，2013，（40）：56-58.5范丹红，
13、严文清.创新教学模式 实现理论与实践一体化J.中国高等教育，2013，（12）：42-44.6曾广根，武莉莉，黎兵，李卫，张静全，冯良桓.工科专业应用型课程的课堂教学研究J.教育教学论坛，2014，（42）：208-210.7胡珏，潘柏松.基于 PBL 的工科课程教学方法改革以“工程创新设计方法学”课程教学为例J.高教论坛，2017，（04）：63-68.8吴艾辉.研究型大学工科专业力学课程教学方法创新与实践J.力学与实践，2017，39（03）：299-301.9司立坤，刘鑫.高校工科专业课迭代式教学方法的探究J.教育教学论坛，2017，（10）：175-176.10李春燕，丁娟强，王铮，寇生中，赵燕春.探讨工科大学教学方法存在的问题及解决方法J.教育教学论坛，2017，（37）：206-207.11单鹰.高等教育原理论M.北京：教育科学出版社，2008.
