邸建紅 胡曉娟 王晶 鄧曉燕

摘要為適應(yīng)社會(huì)對(duì)軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)人才的需求，本研究對(duì)軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)課程進(jìn)行梳理，注重知識(shí)的橫向互補(bǔ)性和前后關(guān)聯(lián)性，從專業(yè)基礎(chǔ)課到專業(yè)課，從理論課程到實(shí)踐課程，從而構(gòu)建課程群，進(jìn)一步建設(shè)課程群線上資源，并借助線上資源進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)，在對(duì)課程群進(jìn)行梳理、線上資源建設(shè)、實(shí)施混合式教學(xué)的過(guò)程中，既使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)更加合理，又使教師的教學(xué)能力得到提升，實(shí)現(xiàn)教學(xué)相長(zhǎng)。

關(guān)鍵詞 軌道交通信號(hào)與控制 混合式教學(xué) 課程群

中圖分類號(hào)：G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.17.046

Construction and Practice of Curriculum Group of Rail Transit Signal and Control Specialty Based on Hybrid Teaching

DI Jianhong， HU Xiaojuan， WANG Jing， DENG Xiaoyan

（SchoolofElectricalandElectronicsEngineering，ShijiazhuangTiedaoUniversity，Shijiazhuang，Hebei050043）

AbstractIn order to meet the social demand for rail transit signal and control professionals， this study combs the rail transit signal and control professional courses， pays attention to the horizontal complementarity and correlation of knowledge， from professional basic courses to professional courses， from theoretical courses to practical courses， so as to construct the curriculum group and further construct the online resources of the curriculum group， with the help of online resources， online and offline hybrid teaching is carried out. In the process of combing curriculum group， online resource construction and implementation of hybrid teaching， not only the cognitive structure of students is more reasonable， but also the teaching ability of teachers is improved， so as to realize the mutual benefit of teaching and learning.

Keywordssignal and control of rail transit； hybrid teaching； curriculum group

中國(guó)“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)、城市軌道交通的迅猛發(fā)展、“一帶一路”倡議的實(shí)施，社會(huì)對(duì)軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)人才的需求量日益提升，對(duì)軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)來(lái)說(shuō)既是機(jī)遇又是挑戰(zhàn)，如何培養(yǎng)的學(xué)生滿足社會(huì)對(duì)人才的需求，是我們不斷探索的目標(biāo)。

2016年6月中國(guó)加入《華盛頓協(xié)議》，各高校開(kāi)啟工程教育認(rèn)證模式。工程教育認(rèn)證有12項(xiàng)畢業(yè)要求，要求學(xué)生解決能夠復(fù)雜工程問(wèn)題，解決復(fù)雜工程問(wèn)題更適合映射在課程群中實(shí)施而不是一門課程，課程群課程之間前后鋪墊銜接、融會(huì)貫通，可以更有效的做到對(duì)學(xué)生知識(shí)、方法和能力的培養(yǎng)。

1課程群的構(gòu)建

課程群是以圍繞專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，選取3門以上性質(zhì)相同或者相近，層次和次序清晰的課程，將課程中的知識(shí)模塊、理論教學(xué)內(nèi)容、實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容等重新規(guī)劃，形成由若干課程組成的課程系統(tǒng)。主要體現(xiàn)在相關(guān)課程的內(nèi)容設(shè)置，不同課程的結(jié)構(gòu)安排與協(xié)調(diào)。專業(yè)課程群的設(shè)置體現(xiàn)在知識(shí)較強(qiáng)的橫向互補(bǔ)性和前后關(guān)聯(lián)性，這樣就能使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)合理化，進(jìn)而提升專業(yè)知識(shí)水平。

本課程群選取鐵路信號(hào)基礎(chǔ)、車站信號(hào)自動(dòng)化控制、車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐、區(qū)間信號(hào)自動(dòng)控制、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、鐵道信號(hào)遠(yuǎn)程控制、列車運(yùn)行調(diào)度及控制系統(tǒng)仿真與實(shí)踐、信號(hào)工程設(shè)計(jì)、信號(hào)施工組織及概預(yù)算生產(chǎn)實(shí)習(xí)等8門課程，這些課程內(nèi)容聯(lián)系緊密，內(nèi)在邏輯性強(qiáng)，彼此之間關(guān)聯(lián)很大，從專業(yè)基礎(chǔ)到專業(yè)知識(shí)，從理論課程到實(shí)踐課程，到所有理論課程、實(shí)踐課程結(jié)束后的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，這幾門課程之間的課程地圖如圖1所示。

鐵路信號(hào)基礎(chǔ)為專業(yè)基礎(chǔ)課，開(kāi)啟軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，采用的教材課程組編寫(xiě)的是西南交通大學(xué)出版社的《鐵路信號(hào)基礎(chǔ)》教材，內(nèi)容包含鐵路運(yùn)營(yíng)知識(shí)、繼電器、鐵路信號(hào)、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機(jī)等鐵路信號(hào)相關(guān)的運(yùn)營(yíng)和基礎(chǔ)設(shè)備知識(shí)，還有車站聯(lián)鎖、區(qū)間閉塞、行車指揮自動(dòng)化、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)等信號(hào)系統(tǒng)知識(shí)，如果按照教材內(nèi)容進(jìn)行講解，會(huì)和專業(yè)課程車站信號(hào)自動(dòng)控制、區(qū)間信號(hào)自動(dòng)控制、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、鐵道信號(hào)遠(yuǎn)程控制有內(nèi)容交叉，造成重復(fù)講解，課程組再對(duì)整個(gè)內(nèi)容調(diào)整時(shí)，討論決定基礎(chǔ)部分不再講解和系統(tǒng)相關(guān)的知識(shí)，這樣鐵路信號(hào)基礎(chǔ)課程內(nèi)容和專業(yè)課程內(nèi)容沒(méi)有交叉，又可以提供必備的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。

整條線路分為車站和區(qū)間，區(qū)間的盡頭是車站，車站和車站之間是區(qū)間，車站信號(hào)自動(dòng)控制、區(qū)間信號(hào)自動(dòng)控制分別講解車站和區(qū)間的信號(hào)設(shè)備及其聯(lián)鎖關(guān)系，按照時(shí)序關(guān)系學(xué)習(xí)聯(lián)鎖如何實(shí)現(xiàn)，如何保證行車安全。車站信號(hào)自動(dòng)控制學(xué)習(xí)完成后，設(shè)置車站聯(lián)鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐課程設(shè)計(jì)，將分散的知識(shí)串聯(lián)起來(lái)，將分析電路進(jìn)階為設(shè)計(jì)電路，進(jìn)而更進(jìn)一步理解車站信號(hào)的聯(lián)鎖關(guān)系。

如何控制列車在線路上安全、高效的運(yùn)行，鐵道信號(hào)遠(yuǎn)程控制分析信息在鐵路系統(tǒng)如何傳遞，如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，如何提高運(yùn)行效率。列車運(yùn)行控制系統(tǒng)分析列車如何獲得信息，保證列車安全運(yùn)行。在兩門課程結(jié)束后，設(shè)置列車運(yùn)行調(diào)度及控制系統(tǒng)仿真與實(shí)踐課程設(shè)計(jì)，將兩門課的內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，形成一個(gè)完整的信號(hào)系統(tǒng)，將知識(shí)模塊進(jìn)階為系統(tǒng)知識(shí)。

2課程群平臺(tái)建設(shè)

軌道交通相關(guān)的知識(shí)比較抽象，不容易和理論知識(shí)對(duì)應(yīng)起來(lái)，為了解決這個(gè)問(wèn)題，課程組利用超星網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)“鐵道信號(hào)”在線課程，內(nèi)容包含了鐵路信號(hào)基礎(chǔ)中的鐵路信號(hào)、信號(hào)機(jī)概述、信號(hào)繼電器、軌道電路、轉(zhuǎn)轍機(jī)、應(yīng)答器等基礎(chǔ)設(shè)備的內(nèi)容，也要車站聯(lián)鎖系統(tǒng)、區(qū)間閉塞、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、CTC調(diào)度集中等信號(hào)系統(tǒng)的知識(shí)；實(shí)踐篇包括計(jì)算機(jī)聯(lián)鎖和電氣集中聯(lián)鎖系統(tǒng)、ZPW2000A自動(dòng)閉塞系統(tǒng)、計(jì)軸系統(tǒng)、CTC列車運(yùn)行時(shí)刻表、高鐵調(diào)度集中仿真演練等內(nèi)容；在線平臺(tái)還提供信號(hào)專業(yè)相關(guān)資源作為學(xué)生的拓展學(xué)習(xí)，包括ZD6轉(zhuǎn)轍機(jī)的拆裝、ZYJ7轉(zhuǎn)轍機(jī)道岔轉(zhuǎn)換系統(tǒng)教程，25HZ軌道電路的測(cè)試等視頻資源；同時(shí)有信號(hào)相關(guān)規(guī)范可供學(xué)生查看，最大的發(fā)揮平臺(tái)的作用。

“鐵道信號(hào)”在線課程不僅僅是服務(wù)于一門課程，而是服務(wù)于鐵路信號(hào)基礎(chǔ)等課程構(gòu)建的課程群，一方面為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程提供必要的基礎(chǔ)知識(shí)；另一方面也為學(xué)生充分了解鐵路信號(hào)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)、借此開(kāi)闊眼界和思路，及時(shí)地去努力學(xué)習(xí)和掌握新的鐵路信號(hào)設(shè)備及信號(hào)系統(tǒng)的新知識(shí)、新技術(shù)。

本在線教學(xué)平臺(tái)可對(duì)在校學(xué)生和社會(huì)人員開(kāi)放，學(xué)生在校學(xué)習(xí)時(shí)可以輔助教學(xué)，教師利用線上線下課程的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)課堂翻轉(zhuǎn)，可以教師主講轉(zhuǎn)換為以學(xué)生為中心，學(xué)生通過(guò)在線學(xué)習(xí)，課堂討論，提出問(wèn)題，教師主要解決學(xué)生學(xué)習(xí)討論后的問(wèn)題，大大提升課堂效果。

課程群平臺(tái)的主要特色：

（1）突破獨(dú)立課程界限，構(gòu)建課程系列學(xué)習(xí)平臺(tái)。從信號(hào)基礎(chǔ)到車站信號(hào)、區(qū)間信號(hào)，再引申到列車運(yùn)行控制、調(diào)度集中系統(tǒng)、信號(hào)工程設(shè)計(jì)等課程，既可為鐵路信號(hào)基礎(chǔ)、車站信號(hào)自動(dòng)控制、區(qū)間信號(hào)自動(dòng)控制、列車運(yùn)行控制系統(tǒng)、鐵道信號(hào)遠(yuǎn)程控制等課程服務(wù)，也可為綜合實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)服務(wù)。（2）以學(xué)生和信號(hào)專業(yè)人員為中心，進(jìn)行模塊化教學(xué)設(shè)計(jì)。將信號(hào)機(jī)、道岔、軌道電路歸入信號(hào)基礎(chǔ)模塊，進(jìn)行單元式學(xué)習(xí)。既有原理的學(xué)習(xí)，也有實(shí)踐指導(dǎo)的學(xué)習(xí)。（3）受眾面廣。既可為信號(hào)專業(yè)學(xué)生服務(wù)，也可為全院選修服務(wù)。既可為在校師生服務(wù)，也可為信號(hào)工程人員服務(wù)。（4）致力于鐵路信號(hào)知識(shí)庫(kù)的在線檢索、技術(shù)交流平臺(tái)的建設(shè)。在“鐵道信號(hào)”在線課程的建設(shè)過(guò)程中，持續(xù)改進(jìn)，增強(qiáng)跟現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)人員的交流溝通，為已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生專門開(kāi)設(shè)一個(gè)板塊，增加案例庫(kù)，為他們?cè)诠ぷ魃嫌龅降膯?wèn)題進(jìn)行解答，討論。

3課程群線上線下混合式教學(xué)模式

教育部在“六卓越一拔尖”計(jì)劃2.0實(shí)施過(guò)程中，實(shí)施一流課程建設(shè)“雙萬(wàn)計(jì)劃”，就是“金課建設(shè)”計(jì)劃。包括具有高階性、創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)度的線上、線下、線上線下混合式、虛擬仿真和社會(huì)實(shí)踐等4種類型的課程。

“鐵道信號(hào)”在線課程是一個(gè)平臺(tái)，包含鐵路信號(hào)基礎(chǔ)和鐵路信號(hào)專業(yè)知識(shí)。借助線上資源，可以開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)。下面就以“鐵路信號(hào)基礎(chǔ)”中道岔轉(zhuǎn)換與鎖閉設(shè)備為例進(jìn)行說(shuō)明如何利用線上資源，如何和線下課堂結(jié)合進(jìn)行授課。

道岔轉(zhuǎn)換與鎖閉設(shè)備這一部分的課程目標(biāo)是要掌握道岔的組成、道岔的號(hào)碼、道岔的位置和狀態(tài)，單動(dòng)道岔和雙動(dòng)道岔，會(huì)識(shí)讀信號(hào)平面布置圖中關(guān)于道岔的設(shè)置及編號(hào)。掌握轉(zhuǎn)轍機(jī)的作用以及對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)的基本要求，了解轉(zhuǎn)轍機(jī)的分類及轉(zhuǎn)轍機(jī)的設(shè)置和道岔大小的關(guān)系。了解ZD6、S700K、ZYJ7轉(zhuǎn)轍機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程。

首先對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行難點(diǎn)分析，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)轍機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不直觀，講解內(nèi)容和實(shí)物對(duì)應(yīng)不起來(lái)，容易造成課堂乏味，老師講的天花亂墜，學(xué)生滿眼迷惑。

課前發(fā)布預(yù)習(xí)內(nèi)容。將關(guān)于ZD6、S700K、ZYJ7轉(zhuǎn)轍機(jī)的結(jié)構(gòu)視頻，對(duì)轉(zhuǎn)轍機(jī)的結(jié)構(gòu)有初步的了解，避免上課講結(jié)構(gòu)時(shí)的空洞。

課中檢測(cè)預(yù)習(xí)情況。然后通過(guò)內(nèi)容導(dǎo)入、知識(shí)講授、與前續(xù)知識(shí)點(diǎn)繼電器部分內(nèi)容結(jié)合、課后實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)完成本部分的學(xué)習(xí)。

待信號(hào)機(jī)、道岔、軌道電路都講解結(jié)束后，開(kāi)展線上線下混合式授課模式。以小組為單位，進(jìn)行任務(wù)分工。每4人1組，每組發(fā)一張平面布置圖，兩個(gè)任務(wù)：一是畫(huà)信號(hào)機(jī)、道岔、軌道電路的思維導(dǎo)圖；二是給信號(hào)機(jī)、道岔、軌道電路區(qū)段命名，加深所學(xué)內(nèi)容。最后進(jìn)行評(píng)比，優(yōu)秀作品到前面展示。

圖2為道岔轉(zhuǎn)換與鎖閉設(shè)備部分的教學(xué)設(shè)計(jì)。

根據(jù)教學(xué)實(shí)施效果情況，及時(shí)進(jìn)行總結(jié)，找出可以修正的地方，在下一次授課中改進(jìn)。

由以上教學(xué)過(guò)程可知，教學(xué)采用了課前導(dǎo)學(xué)、課端檢測(cè)、課中提升、課尾總結(jié)、課后反思五步式教學(xué)法。最終的成績(jī)?cè)u(píng)定由形成性評(píng)價(jià)、表現(xiàn)性評(píng)價(jià)、結(jié)果性評(píng)價(jià)組成，期中形成性評(píng)價(jià)占比20%，觀測(cè)點(diǎn)為線下混合討論課表現(xiàn)；表現(xiàn)性評(píng)價(jià)占比20%，觀測(cè)點(diǎn)為線上視頻學(xué)習(xí)、雨課堂答題表現(xiàn)、學(xué)習(xí)通線上測(cè)試；結(jié)果性評(píng)價(jià)占比60%，觀測(cè)點(diǎn)為期末考試成績(jī)。

“鐵路信號(hào)基礎(chǔ)”課程實(shí)行混合式教學(xué)以來(lái)，教學(xué)效果得到顯著提升，收到了學(xué)生和學(xué)校的高度評(píng)價(jià)。

“車站信號(hào)自動(dòng)控制”“列車運(yùn)行控制系統(tǒng)”“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”等其他專業(yè)課程也借助“鐵道信號(hào)”在線資源輔助線下教學(xué)。

4課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)

課程組是以軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課程相關(guān)教師組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)團(tuán)隊(duì)成員的不斷溝通，可以有效解決相關(guān)課程重復(fù)教學(xué)的問(wèn)題，打通課程間壁壘，探索不同課程之間的關(guān)聯(lián)性、內(nèi)容的銜接，交流關(guān)于課程群的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)而完善課程群體系，提升教師綜合素質(zhì)。

以教改促教學(xué)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)發(fā)揮教師各自的優(yōu)勢(shì)，不斷進(jìn)行教學(xué)改革嘗試，始終以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，持續(xù)改進(jìn)。團(tuán)隊(duì)獲得省級(jí)線上線下混合式一流課程，團(tuán)隊(duì)有一句格言，“教學(xué)改革，我們一直在路上”。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷加強(qiáng)課程群教材建設(shè)。已出版《鐵路信號(hào)基礎(chǔ)》《鐵路信號(hào)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)》教材，并且積極參與軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)教指委關(guān)于系列教材的修訂和出版。

教學(xué)團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)了轉(zhuǎn)轍機(jī)虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，利用虛擬仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)資源共享，進(jìn)行可視化教學(xué)，促使學(xué)生由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)。

5結(jié)束語(yǔ)

本文從課程群的構(gòu)建、課程群平臺(tái)的建設(shè)、利用課程群在線平臺(tái)資源開(kāi)展線上線下混合式教學(xué)、教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)等方面進(jìn)行了介紹，提高了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣，使學(xué)生更清楚明白的了解了專業(yè)課程之間的關(guān)聯(lián)與銜接，提升了學(xué)生的綜合素質(zhì)。符合工程教育認(rèn)證中以學(xué)生為中心的教育理念。

基金項(xiàng)目：2019年河北省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目與實(shí)踐項(xiàng)目“軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)課程群建設(shè)與探索”（2019GJJG240）；2019年北京交通大學(xué)電子信息工程學(xué)院上水平本科教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)放課題“軌道交通信號(hào)與控制專業(yè)課程組的研究”（2019RTC003）

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