劉廣敏 李小偉 解兆延 喬 昕

山東交通學(xué)院 山東濟南 250357

新工科(Emerging Engineering Education，3E)是中國為主動應(yīng)對新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革，在新經(jīng)濟、新起點這樣的大背景下提出來的概念，目前在社會各界和高等教育領(lǐng)域引起普遍關(guān)注和巨大反響。新工科建設(shè)將階段性推進，需要重點把握學(xué)與教、實踐與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)、本土化與國際化三個任務(wù)，關(guān)鍵在于實現(xiàn)立法保障、擴大辦學(xué)自主權(quán)、改革教育評價體系三個突破。我國高等教育中的工科教育從規(guī)模上已經(jīng)是世界第一，畢業(yè)生規(guī)模占世界工科畢業(yè)生總數(shù)比例為全球第一(38%)。因此，正如吳巖指出的那樣，理解新工科建設(shè)的重要性和緊迫性，一是要站在實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興大局和世界百年未有之大變局這兩個“大局”的背景下，二是要站在“兩化重疊”的背景下認(rèn)識“新工科”建設(shè)的迫切性。

1 微機遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)課程現(xiàn)狀分析

1.1 課程定位與內(nèi)容分析

“微機遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)”是本校軌道交通電氣與控制專業(yè)的專業(yè)選修課，本課圍繞合電氣化鐵路裝備水平的實際情況，結(jié)合本專業(yè)的專業(yè)定位及畢業(yè)要求，講授微機遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)知識及典型案例。電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動與調(diào)度自動化是電子系統(tǒng)現(xiàn)代化調(diào)度和管理的主要技術(shù)之一，我國電氣化鐵路廣泛采用了微機遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)。本課程包含微機遠(yuǎn)動技術(shù)基本概念、系統(tǒng)的基本構(gòu)成與分類、技術(shù)要求、性能指標(biāo)、遠(yuǎn)動裝置調(diào)度端與執(zhí)行端的介紹、牽引變電所綜合自動化、數(shù)據(jù)通信的基本概念、數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、信息傳輸規(guī)約、國產(chǎn)牽引供電遠(yuǎn)動系統(tǒng)、牽引供電遠(yuǎn)動系統(tǒng)的維護常識。微機遠(yuǎn)動技術(shù)是一門多學(xué)科交叉的應(yīng)用技術(shù)，涉及自動控制理論、檢測技術(shù)、計算機技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)，涉及的知識面比較廣，同時又是一門密切結(jié)合行業(yè)實際應(yīng)用的課程，課程難度大，采用傳統(tǒng)的課堂式教學(xué)，學(xué)生學(xué)起來很吃力，學(xué)習(xí)效果不好。

1.2 學(xué)情分析

根據(jù)本課程的多次授課經(jīng)驗，分析歷屆學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，學(xué)情分析如下：

(1)本校為地方二本，應(yīng)用型本科大學(xué)，學(xué)生入學(xué)分?jǐn)?shù)不高，學(xué)習(xí)習(xí)慣或基礎(chǔ)不是特別好；

(2)經(jīng)過五個學(xué)期的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備了一定的自動控制原理、傳感器與檢測技術(shù)、通信技術(shù)等基礎(chǔ)知識；

(3)本課程開在第六學(xué)期，大部分學(xué)生缺乏自主學(xué)習(xí)習(xí)慣，處于被動學(xué)習(xí)階段；

(4)本課程采用傳統(tǒng)“漫灌式”教學(xué)，學(xué)生接受度不好。

1.3 微機遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)課程教學(xué)現(xiàn)狀及存在的問題

1.3.1 課程涉及的知識面廣、知識抽象，和行業(yè)更貼近

本門課程主要講授電氣化鐵路微機遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)的基礎(chǔ)知識及工程應(yīng)用，涉及檢測技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)原理、控制原理等知識領(lǐng)域，涉及的知識既有廣度又有具體工程應(yīng)用。這些知識采用傳統(tǒng)的以講授為主的授課方式，學(xué)生處于被動接收的狀態(tài)，大部分學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差，學(xué)習(xí)效果不好。

1.3.2 教學(xué)手段單一學(xué)習(xí)質(zhì)量差

在工程教育認(rèn)證“厚基礎(chǔ)，寬口徑”的背景下，本專業(yè)人才培養(yǎng)方案調(diào)整，很多課程課時壓縮。本課程僅有32學(xué)時，按照傳統(tǒng)的教學(xué)方式，即采用傳統(tǒng)講授式授課方式，學(xué)生很難做到系統(tǒng)、全面地掌握電氣化鐵路微機遠(yuǎn)動監(jiān)控的基礎(chǔ)知識，很難能夠進行基本理論的工程應(yīng)用，無法很好地完成教學(xué)目標(biāo)。

1.3.3 考核方式不科學(xué)

本課程主要采用傳統(tǒng)講授式授課方式，對應(yīng)的考核方式也是傳統(tǒng)的以考試為主的考核方式。本課程平時成績占30%，期末成績占70%，以期末考試的方式進行，采取閉卷考試的方式。成績中，期末考試成績占大部分，很容易造成學(xué)生平時不學(xué)習(xí)，期末考背誦記憶、押題等臨時抱佛腳的應(yīng)急學(xué)習(xí)模式以應(yīng)付考試，很難調(diào)動學(xué)生平時的學(xué)習(xí)積極性。根據(jù)調(diào)研，很多學(xué)生也不認(rèn)可這種考核方式，學(xué)生也期待有更科學(xué)的考試方式，能夠體現(xiàn)學(xué)生平時和期末時的學(xué)習(xí)情況的不同，因此本課程需要改革考核方式，以調(diào)動同學(xué)們在整個課程期間的學(xué)習(xí)積極性。

2 微機遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)課程改革措施

2.1 調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

應(yīng)用型本科和新工科的理念下，隨著現(xiàn)代化鐵路的發(fā)展，定期整合規(guī)劃教學(xué)內(nèi)容，對原有的內(nèi)容進行提煉，并加以刪除和補充，探索新的教學(xué)模式與方法。本課程結(jié)合本專業(yè)的調(diào)研基礎(chǔ)，以現(xiàn)代化鐵路行業(yè)人才需求為基礎(chǔ)，針對牽引變電專業(yè)微機遠(yuǎn)動監(jiān)控及調(diào)度自動化的要求，將“微機遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)”課程內(nèi)容進行整合和調(diào)整。本課程采用北京交通大學(xué)出版社出版，柯志敏主編的電氣化鐵路系列規(guī)劃教材《微機遠(yuǎn)動(監(jiān)控技術(shù))》修訂本。微機遠(yuǎn)動的基本概念、四遙、遠(yuǎn)動系統(tǒng)的組成、分類、牽引供電應(yīng)用微機遠(yuǎn)動的意義這些基本概念的知識要保留，也是要求學(xué)生掌握的內(nèi)容；調(diào)度端與執(zhí)行端的結(jié)構(gòu)、功能，也是最基本的內(nèi)容，也是需要學(xué)生掌握的內(nèi)容；數(shù)據(jù)信息的采集與處理，在其他電子電路中都有所涉及，簡單介紹即可；數(shù)據(jù)通信技術(shù)是也本課程的基本知識，需要學(xué)生掌握。本書缺少數(shù)據(jù)通信信息傳輸規(guī)約這一微機遠(yuǎn)動的核心內(nèi)容，本課程需要充實這一塊內(nèi)容。課程后半部分，要著重講解和牽引變電行業(yè)關(guān)系緊密的牽引變電所綜合自動化技術(shù)、國產(chǎn)牽引供電系統(tǒng)實例、牽引變電所遠(yuǎn)動裝置運行維護常識等內(nèi)容，要求學(xué)生能夠進行初步的綜合應(yīng)用及設(shè)計。

2.2 以課題方式和案例方式重新設(shè)計教學(xué)方法

在教學(xué)內(nèi)容確定以后，需要對教學(xué)方案及教學(xué)方法進行重新設(shè)計。在課程一開始，需要把現(xiàn)代鐵路通信實現(xiàn)問題、牽引變電調(diào)度自動化如何實現(xiàn)的行業(yè)實際需要解決的問題拋給學(xué)生，讓本課程有的放矢，同時也使學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中結(jié)合行業(yè)的具體問題，增加專業(yè)責(zé)任感，使學(xué)習(xí)有具體目標(biāo)性。

在本課程提出需要解決的問題或面對的行業(yè)應(yīng)用的同時，在授課過程中也要改進教學(xué)方案。以教師講解和課件實例的傳統(tǒng)教學(xué)手段，教學(xué)效果不理想，學(xué)生被動接收教師傳授的知識，學(xué)習(xí)主動性差，對于知識點的理解只有模糊印象，也出現(xiàn)了某些學(xué)生平時不學(xué)習(xí)，考前突擊學(xué)習(xí)的學(xué)生。

在講授微機遠(yuǎn)動的基本概念、四遙、遠(yuǎn)動系統(tǒng)的組成、分類、牽引供電應(yīng)用微機遠(yuǎn)動的意義這些基本知識時，除了采用傳統(tǒng)的講授式教學(xué)外，需要加強對學(xué)生自學(xué)能力的引導(dǎo)及平時成績的考核，具體來講：可以采用部分知識點線上微課程授課加線上測試的教學(xué)方法，加強學(xué)生的自學(xué)能力；把容易進行知識點擴展及引申的知識點，作為課外擴展作業(yè)或PPT展示環(huán)節(jié)，促使學(xué)生通過查閱資料、思考總結(jié)、討論等方式進行知識的擴展及加深印象或細(xì)節(jié)化和具體化；對于一些重點、難點知識，除了以教師講授為主，還可以輔助以競賽、小測試等考核方式，目的在于鞏固學(xué)生對于這些基礎(chǔ)知識的掌握；對于一些容易舉一反三的知識點可以采用翻轉(zhuǎn)課堂等形式，讓學(xué)生作為課堂的主角來進行教學(xué)活動。

調(diào)度端、執(zhí)行端、牽引變電所自動化等容易引入實例的知識點，多采用實例教學(xué)，引入電力系統(tǒng)、電氣化鐵路、牽引供電、牽引變電所、正在運行的設(shè)備及監(jiān)控系統(tǒng)作為實例，可以通過專業(yè)實地調(diào)研、網(wǎng)絡(luò)收集資料的方式收集實例，課程團隊逐步建立相關(guān)課程的實例庫，和行業(yè)發(fā)展進行同步更新，同時還可以通過實例教學(xué)給學(xué)生介紹行業(yè)應(yīng)用廣泛的產(chǎn)品及存在的問題等，這樣課程就可以通過實例教學(xué)和行業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系起來。

在課程基本知識講授完畢以后，可以給學(xué)生發(fā)布一些和微機遠(yuǎn)動技術(shù)相關(guān)、難易程度相對簡單、容易實現(xiàn)的科研小課題，而這些課題可以采用科研項目的方式進行管理，教師確定好項目崗位和項目分工，做好進行進程計劃和階段性項目目標(biāo)和考試方式，感興趣的同學(xué)可以進行自行組隊，在授課教師指導(dǎo)下完成課程設(shè)計任務(wù)。授課教師的指導(dǎo)在課外進行，不占用課內(nèi)時間，可以采用線上和線下相結(jié)合的方式進行，以學(xué)生自主進行學(xué)習(xí)和設(shè)計為主，對學(xué)生設(shè)計的結(jié)果考核主要以考察為主，課題設(shè)計成績作為平時成績的一部分來體現(xiàn)。

根據(jù)知識點的特點可以采用不同的教學(xué)方法，而不僅僅局限于講授式教學(xué)，不同的教學(xué)方案進行不同的教學(xué)方案設(shè)計。

2.3 改革考核方式

從以上教學(xué)方法及教學(xué)方案的改革的敘述中可以看出，教學(xué)方法、教學(xué)方案的改革一定是和考核方式的改革相結(jié)合的。不同的教學(xué)方法及教學(xué)方案要采用合適的考核方式，而不是僅僅局限于期末考試對于知識掌握情況的考察?？梢赃m當(dāng)增加平時成績在總成績中的比重，例如平時成績占比為50%～60%等。平時成績比例的增加并不意味著課程難度的降低，恰恰相反，平時成績更應(yīng)該通過設(shè)計科學(xué)合理的教學(xué)方法、考核方式來考核學(xué)生自學(xué)能力、知識擴展能力、知識運用能力、獨立思考能力及創(chuàng)新能力等，以促進學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的提高?？己朔绞娇梢圆捎酶傎悺y試、PPT展示答辯、模式制作、課題研究設(shè)計等多種形式進行，以學(xué)生接受度高、興趣度高、投入度高為衡量標(biāo)準(zhǔn)。通過考核方式的改革，可以改變學(xué)生突擊復(fù)習(xí)的現(xiàn)狀，提高學(xué)生平時投入學(xué)生的精力占比。

2.4 融入思政元素

通過本專業(yè)學(xué)生的學(xué)情分析可知，在開學(xué)初，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情高漲，甚至?xí)饾u升到最高點，但是到第五周以后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性就呈現(xiàn)下降趨勢，到第十五周左右講到最低點。

在課程中融入思政元素，不僅能夠?qū)W(xué)生進行愛國主義、職業(yè)素質(zhì)等方面的教育，更重要的是通過這些元素激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)習(xí)積極性，使學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中都能夠保持比較飽滿的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

思政元素選取領(lǐng)軍人物、勞動模范、鐵道兵的獻身精神等，形成思政元素素材庫，在合適的知識點融入。

2.5 線上線下有機融合

在如今計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)達(dá)情況下，要較好地利用網(wǎng)絡(luò)資源，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，線上、線下教學(xué)要有機融合，線上教學(xué)成為線下教學(xué)有益的補充。線上課程形式多樣，如微課、論壇式或題目式自由討論、答疑、MOOC、視頻、圖片、新聞稿及采風(fēng)等；線上教學(xué)靈活多樣，教師注意引導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，教師給出一個點，學(xué)生引申出來一個面。線上教學(xué)成為線下教學(xué)有益的補充，也成為學(xué)生擴展課程知識體系的搖籃。

結(jié)語

本文以新工科建設(shè)要求為依據(jù)，以行業(yè)、產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，探索“微機遠(yuǎn)動監(jiān)控技術(shù)”的教學(xué)改革，結(jié)合新工科的基本思路及地方性應(yīng)用型大學(xué)的建設(shè)目標(biāo)，可以從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)方案、考核方式、線上線下結(jié)合、思政建設(shè)等方面進行課程的改革，改變當(dāng)前學(xué)生被動接收知識的方式，采用以學(xué)生為中心的思想，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，加大平時考核力度，提高課業(yè)難度，最終改善課程的學(xué)習(xí)效果，促進畢業(yè)生更好適應(yīng)行業(yè)需求及滿足就業(yè)單位對本科畢業(yè)生的要求。