基于驱动能力培养的城市轨道交通车辆工程专业课程体系

摘 要：上海工程技术大学城市轨道交通学院基于驱动创新能力培养,进行轨道交通车辆工程专业的课程体系研究,实现了学生工程实践能力和创新能力的培养目标,体现了城市轨道交通车辆工程专业“卓越工程师培养计划”的培养要求.

关 键 词：驱动创新；工程实践；课程体系创新；轨道交通车辆

中图分类号：G642文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）38-0136-03

一、引言

1.国外工程类专业人才培养制度.工程类专业人才培养制度在西方发达工业国家起步较早,美国制定了ABETEC2000工程教育认证体系,对工科人才培养提出了新的要求.新加坡高校工程人才培养的主要特征是以就业为导向的课程体系改革；注重国际间学术和人员的交流与合作.德国的应用技术大学（Fachhochscule,简称FH）培养工程师—高层技术人才的做法是延长实习学期,主要培养具有专业应用理论和较强实践能力的可解决生产中实际问题的专业人才.日本KanazawaInstituteofTechnology开设了两门关于工程设计的基础课程：工程设计Ⅰ（EDⅠ）和工程设计Ⅱ（EDⅡ）；训练的关键是培养学生独立解决问题的技巧和能力.对比发达国家的工程人才培养,我国现行的工程类专业人才培养模式“科学化”的趋势越来越凸现,重理论、轻实践,重课堂、轻课外,重精深、轻综合,重灌输、轻自学,培养的人才与社会各行各业的需求不适应.

2.卓越工程师培养计划与轨道车辆工程专业培养.上海工程技术大学作为第一批实施“卓越工程师教育培养计划”的高校之一,按照教育部的要求积极组织实施设计方案,进一步深化教学改革,创新人才培养模式.上海工程技术大学城市轨道交通学院的学科和专业建设以城市轨道交通技术发展趋势和市场需求为导向,学科和专业方向瞄准了城市轨道交通运营安全保障技术,开设了城市轨道交通车辆工程、通信信号、运营管理和交通工程四个专业方向,以适应上海及全国城市轨道交通系统迅速发展对综合性应用型人才培养的需求.

二、创新轨道车辆工程专业课程体系的必要性

原有城市轨道交通车辆工程专业培养体系在教学模式和知识结构上,表现出与既有的铁路高校车辆工程专业的雷同性,在人才培养目标和方案上缺乏特色和竞争力,很大程度上制约专业建设方向的深化与质量提升,建设成效不明显,无法彰显城市轨道交通车辆工程专业的特色与优势.

1.教学中以教师为主体,偏重理论教学,制约创新意识培养的提升.目前城市轨道交通车辆工程专业在培养计划上,课程体系较大程度上还是反映出以教师为主体、学生为客体的特征.一定程度上导致了教师在教学过程中比较容易产生主观性、臆断性与刻板性,导致了学生学习中出现被动、消极与盲从,抑制了学生学习的主动性、积极性与创新性.

2.传统的教学方法制约了车辆工程卓越人才培养质量的提高.教学方法很大程度上受到课程体系在课程大纲和内容上的约束,偏重知识传授的课程体系使得教学方法难以突破.传统教学方法很大程度上较难适应城市轨道交通车辆工程专业技术更新发展快的特点,这种教学方法重知识传授、轻实践的特点导致了创新氛围不浓,因此,也导致了课程、教材、实验建设、学生创新培养环节上存在一定的瓶颈.

三、基于驱动创新的轨道车辆工程专业课程体系设计

1.重构全新的城市轨道交通车辆工程专业培养体系.全新的城市轨道交通车辆工程专业培养体系充分考虑了以市场需求为导向,在培养目标定位上具有与其他高校差异化竞争特征和鲜明的专业特色,重视了知识、能力与工程实践的融合.在宽厚和扎实的专业基础知识构建和支撑上,创新性地增强了城市轨道交通车辆专业知识,突显了特色.本校设计了城市轨道交通车辆电气设备、城市轨道交通车辆电力牵引与控制、城市轨道交通车辆故障诊断技术等15门特色专业课程,形成了城市轨道交通车辆工程专业定位的基础支撑.在实践环节上,突出专业关键技术知识点,设计了城市轨道交通车辆电力牵引与控制综合实验等4门校内综合实验课程；创建了基于校外实践基地的城市轨道交通车辆电气设备课程设计等4门专业课程设计,以及城市轨道交通车辆基础、认识、生产、岗位等特色专业实习环节.形成了独特的课堂理论教学、实验室综合训练、生产现场应用实践的“三位一体”城市轨道交通车辆工程专业人才培养体系；充分体现了产学合作、工学交替,学科链、专业链对接产业链的培养模式.

2.全面建设特色的城市轨道交通车辆工程实践环节.以教育部启动“卓越工程师教育培养计划”和上海工程技术大学085内涵建设为契机,城市轨道交通学院车辆工程专业积极开展校内综合实验和创新实验建设,快速推动和实施了双赢式的校企实践环节及基地建设.①面向城市轨道交通车辆工程关键技术的校内综合实验项目的创建,相对于传统的铁道车辆工程,城市轨道交通车辆工程其鲜明的理论和技术特征体现在车辆的牵引、制动、控制和维护保障技术上.城市轨道交通车辆工程专业通过以专业教师为主体,聘请该领域的技术专家及工程师共同开发的形式,构建了车辆安全保障技术相关的车辆转向架实训平台、车辆电力电子实训平台、列车控制回路实训平台.在此基础上,完成了城市轨道交通车辆电力牵引与控制综合实验、城市轨道交通车辆制动技术综合实验、城市轨道交通车辆现代检测技术综合实验、城市轨道交通列车模拟驾驶和故障诊断综合实验及其创新实验的开发.这些综合实验集理论分析和动手实践为一体,极大地激发了学生学习的主动性,进一步优化了教师和学生在教学中主体与客体的地位,改变了传统理论教学手段和教学方法的主观性和刻板性,强化了学生实践能力及创新能力的培养.②充分利用产学合作教育资源,开发城市轨道交通车辆工程专业特色校外实践项目.城市轨道交通车辆工程专业依托院、校与上海申通地铁集团有限公司共同申报并获批了教育部国家级工程实践教育中心,专业建设也得到上海市大学生校外实习基地建设项目的支持.开展了全面新型的城市轨道交通车辆工程卓越人才培养的校外实践基地的建设.通过与上海申通地铁集团有限公司维护保障中心车辆公司深入合作,企业导师联合开发系列内涵特色鲜明、与企业现场需求无缝对接的校外实习项目,涵盖了城市轨道交通车辆电气设备课程设计等3门课程综合设计,城市轨道交通车辆认识实习、城市轨道交通车辆生产实习、岗位实习3门特色专业实习内容；把握上海申通地铁集团大力建设龙阳路“两站一区间”的培训基地的建设机会,积极参与上海轨道交通培训中心龙阳路基地建设.通过上海地铁电动列车改造项目和集实验、实训为一体的上海轨道交通952列车平台建设,开展了车辆多种形式的车门、转向架、电气设备等关键部件的结构、电气原理方面的系统性认知实训设计,为城市轨道交通基础实习、城市轨道交通车辆认识实习起到重点的支撑作用.通过校企双方的共同努力自主研发了实验实训设备,使得校外实习基地能够紧跟企业的技术革新,形成一个层次分明、方向划分合理的城市轨道交通车辆工程专业校外实践教育体系.3.重点实施卓有成效的专业实践保障措施.①构建了校企共同管理的实践环节保障体系,为了更有成效推动和保障校外实践环节的建设,城市轨道交通车辆工程专业依托院校与上海地铁维护保障中心、上海轨道交通培训中心,签署大学生校外实习基地共建协议.结合教育部国家级工程实践教育中心的成立,实质性建立实践教育中心校企实践教育理事会,双方人员共同参与组织管理委员会.管理委员会负责重大工作的决策.实行管理委员会领导下的中心主任负责制,中心主任负责中心日常事务的管理和协调,其工作直接向中心管理委员会负责.设立了中心技术委员会,技术委员会主任由管理委员会聘任,技术委员会是中心的技术咨询、评价和监督机构,其成员由具有高级职称的校方教师和企业界专家组成,由中心管理委员会聘任.成立城市轨道交通车辆工程实施专业指导委员会,成立包括机械类课程、电气类课程和电子类课程的协作组,负责研究调整和优化培养方案、课程大纲等实践教育方面的工作.②基于现场工程案例,深化理论与实际对接,实现师资队伍工程素养的全面提升.城市轨道交通车辆工程专业的成立在全国尚属首例,专业缺乏符合培养要求的教科书.通过立项方式,学院鼓励和支持教师进入产学研合作企业进行不低于一年的挂职锻炼学习,同时鼓励已有挂职锻炼经历的教师,结合新的科研或教学项目继续进入企业深化挂职锻炼.教师深入现场一线采集案例信息,编写具有城市轨道交通车辆工程特色的贴合工程实际的专业系列教材.出版了城市轨道交通车辆制动技术等6门教材,并已与中国铁道出版社签订了城市轨道交通车辆故障诊断技术等5门教材的出版合同,目前教材已完成了编写工作.这些教材有效填补了专业知识结构中的空白,深化了教师对专业的理解.同时基于对现场案例的分析,专业积极开展了课程建设,并取得了丰硕的成果,共5门课程被评为校级和市级精品课程.基于车辆维护保障现场技术难点,专业开展了产学研攻关项目5项,解决了现场技术问题,提升了教师的工程素养.以产学研项目为基础,凝练了学科增长点,获批了省部级和国家级项目8项.并以科研成果反哺教学,教学成果显著,如国家自然基金项目“城市轨道交通车辆制动能量回收”的部分成果已经应用于课堂和实验教学.③以学生兴趣爱好为驱动,搭建创新活动平台,有效提升学生的实践和创新能力.城市轨道交通车辆工程专业通过配置专用教室,购置系列单片机、微机原理、电子技术等开发平台.多方位拓展和深化校企合作单位和学生创新平台的建设,开展大学生创新活动计划等丰富多彩的课外科技创新活动,采取自发、自愿的组队原则,成立了电子技术协会、新锐科创团队、数学建模团队、计算机应用能力等学生科技创新团队,并为每个学生科创团队配备了专门的指导教师,极大的激发了学生创新的兴趣,能实质性培养学生的工程素质和创新意识.专业教师共指导大学生创新活动20余项,20余人在大学生竞赛活动中获得包括市级以上奖项,人才培养质量和创新性成果得到了国内同行专家的认可.

本文以驱动创新为主线,以卓越工程师培养计划为载体,从科学性、整体性、层次性和拓宽性的原则出发,进行了城市轨道交通车辆工程专业课程创新体系的研究,通过上海工程技术大学城市轨道交通学院城市轨道交通车辆工程人才的培养实践过程,探索具有城市轨道交通特色车辆专业特色的课程体系和有效的实施方法,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力,满足应用型技术人才的培养要求.