徐金輝，馮青松，孫勁松

（華東交通大學土木建筑學院，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，未來需要的是實踐能力強、創(chuàng)新能力強、具備國際競爭力的高素質復合型新工科人才[2]。國內各高校學者對“新工科”背景下的教學創(chuàng)新改革進行了一系列探索性研究[3-5]。

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

1 “工務工程”課程的特點和傳統(tǒng)教學現(xiàn)狀分析

“工務工程”是鐵道工程專業(yè)（本科）的核心課程，通過本課程的學習，培養(yǎng)學生綜合分析問題和解決問題的素質和能力，使學生具有運營管理和鐵路工務養(yǎng)護維修的基本知識，掌握鐵路設備檢、養(yǎng)、修的工作程序，具有發(fā)現(xiàn)鐵路基礎設施病害、養(yǎng)護維修和解決工作中突發(fā)問題的初步能力，使學生能夠適應鐵路運營維護部分的工作需要。該課程是理論與實踐相結合的課程，依托鐵路現(xiàn)場實訓經驗，使學生具備一定的實踐動手能力，更好地適應鐵路工務對于施工人員的要求。

傳統(tǒng)的“工務工程”教學中，教師往往是利用文字說明、現(xiàn)場照片等講解工務維修技術，學生則以聽講為主，這種教學方式是一種面向學生單方向的展示和講述，沒有教師現(xiàn)場實體演示和學生親自操作。學生往往對教學內容理解不夠深入徹底，甚至是難以理解，這是一種傳統(tǒng)的填鴨式教學法，不利于整體教學效果的提升。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）、軌道結構復雜、維修工序繁雜，難以開展現(xiàn)場實習教學，導致學生缺乏對結構病害及養(yǎng)護維修技術的直觀認識，不利于提高學生的工務維修實踐能力?？梢姡瑐鹘y(tǒng)的課程教學已經無法適應中國鐵路軌道交通發(fā)展的新形勢，高校鐵路人才培養(yǎng)模式亟需進行改革。根據教學任務的要求和鐵路工務維修的新發(fā)展趨勢，在教學中融入虛擬現(xiàn)實實踐教學和實習基地實踐教學相結合的方式，讓學生在虛擬情景和實習基地中學習工務維修技術，有效提高學生對工務維修技術的認識，鍛煉學生動手能力，這樣才能可以有效改善“工務工程”課程教學中的問題。

2 新工科背景下的課程教學改革探索

針對傳統(tǒng)教學模式的不足，立足工務維修實際工作的要求，結合“工務工程”課程的特點，建立網絡課程、虛擬仿真教學平臺，加強建設教學實習基地，開展多元化教學，拓寬教學途徑，培養(yǎng)和提升學生的工程實踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

2.1 創(chuàng)建網絡教學課程

以課程教學大綱為主線，利用MOOC平臺或學校自建的網絡教學平臺，建設“工務工程”網絡課程。教師上傳教學課件、視頻等至網絡平臺，學生利用網絡終端進行自主學習。網絡課程可以與線下教室授課相輔相成。例如，個別學生在教室上課時對于教師講授的某個章節(jié)、內容或維修技術等理解不到位、認識不清晰等。然而根據教學大綱的進度要求，教師需要考慮大部分學生的學習情況，使得教師不能重復講述相關內容，學生則可利用網絡課程重新反復觀看這些內容加深理解與思考。網絡課程可設置留言互動功能，學生根據個人的學習情況，隨時在網絡平臺上進行留言提問，教師則可利用空余時間進行回復答疑。另外，還可以設置網絡答題測驗，隨時對課堂知識進行鞏固，加深學生對其的理解。教師還可根據測驗數(shù)據，了解學生的學習情況，針對重點、難點內容在網絡課程中設置授課專題。利用網絡課程，可實現(xiàn)線下教室授課中無法反復講述的難題，一方面不會影響正常的上課進度，另一方面可以使學生能夠根據自身的情況進行自主學習。

2.2 虛擬仿真實踐教學

相比普速鐵路的工務養(yǎng)護維修實習教學，高速鐵路、城市軌道交通往往無法做到現(xiàn)場實習教學，給提升學生的實踐能力帶來了困難?；谔摂M現(xiàn)實技術（VR）[6-7]，基于實際鐵路線路，建立鐵路基礎設施結構的三維模型，開發(fā)鐵路設備服役狀態(tài)檢測、鐵路工務維修技術、維修施工組織設計與管理等模塊，讓學生在虛擬情景中學習各種在現(xiàn)實中無法完成的學習項目。服役狀態(tài)檢測模塊可實現(xiàn)檢測原理學習、檢測設備安裝、常用工具使用等功能；工務維修技術模塊可實現(xiàn)路堤、路塹、過渡段、橋涵、隧道、軌道等結構的典型維修養(yǎng)護技術的操作過程模擬；維修施工組織設計與管理模塊可實現(xiàn)施工組織設計與管理的過程模擬仿真，可用于學習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，組織學生進行工務技能比拼大賽，改變以往單一的考試分數(shù)評價體系，融合技能操作實踐評價，更貼近工務需求，這樣既節(jié)約了實訓時間，又能激發(fā)學生興趣，讓實踐操作更具有樂趣。

2.3 實習基地實踐教學

華東交通大學建設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，軌道結構包括有砟軌道、板式無砟軌道、整體道床軌道等，并配有機車、車輛、道岔、橋梁、接觸網等。利用該基地開展工務檢測實習教學，讓學生通過實際操作掌握各種常用檢測工具的使用方法，教學內容主要包括：①高速鐵路無碴軌道結構認知。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，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、尺寸調整；鐵道工程測量實訓，學習如何組裝、操作軌檢小車，以及如何采用軌距尺、方尺、扭矩扳手、磨耗儀等工務養(yǎng)護維修常用工具對軌道線路的重點部位進行檢測。②開展鐵路軌道養(yǎng)護維修技術實習教學，利用基地的各種線路結構，指導學生學習撥道、起道、清篩、平順性維修等常見維修技術。在教學中引入虛擬仿真實踐教學和實習基地實踐教學，解決了傳統(tǒng)教學中難以開展實踐教學的問題，有助于提高學生在鐵路運營維護方面的實踐能力。

2.4 指導學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目

根據“工務工程”課程教學和實踐教學的內容，立足工程實際案例，融合創(chuàng)新思路，指導學生利用專業(yè)知識解決實際工程問題。從工程問題中找尋對應的教學內容，在課堂教學和實踐教學中引導學生利用專業(yè)理論知識分析工程問題，從而培養(yǎng)學生獨立思考的能力。另外，在課堂上發(fā)布相關教學任務，指導學生獨自搜集、查閱、整理相關研究資料，進而完成相應教學內容。鼓勵并指導學生參加“互聯(lián)網+”“挑戰(zhàn)杯”等大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽，一方面激發(fā)學生的學習興趣，另一方面提升學生的創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

3 結語

“工務工程”是鐵道工程專業(yè)的核心課程，是一門注重學生工程實踐能力的課程。本文在“新工科”的建設背景下，立足實際工務技術要求和對人才培養(yǎng)的需要，結合課程的特點，針對傳統(tǒng)教學模式的不足，從創(chuàng)建網絡課程、虛擬仿真實踐教學、實習基地實踐教學和指導學生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目等方面進行教學改革探討，提出一些改革建議，以期提升學生的工務維修實踐能力，為學生未來開展工務維修工作打下堅實的基礎。