轨道交通特色信息类创新人才培养体系探索

2018-05-13张翠芳王小敏

实验科学与技术 2018年2期

张翠芳，王茜，王小敏，潘炜，杨燕

(西南交通大学信息科学与技术学院，四川成都 610031)

轨道交通是国民经济的大动脉，现代轨道交通产业和新一代信息技术的快速发展，以及 “中国铁路走出去”“一带一路”“中国制造2025”战略对轨道交通工程技术人才和运维管理人才提出了更高要求，包括具有更深入的综合创新能力，更强的信息化、数字化与工程结合能力，更强的工程实践能力、系统观和国际化能力[1]。要进一步改善我国交通运输状况，除了大规模建设，还需要引进新技术，用以信息技术为代表的高新技术解决现代交通运输中的关键技术。为此，本文深入分析研究轨道交通领域需要的交通信息的采集、传输、处理与控制的基本理论和电子、通信、信息与控制技术在交通运输工程中的应用现状，围绕轨道交通信息 “采集” “传输” “处理”及“控制”的全过程，将学院的通信、计算机、软件、电子与自动化等新一代信息技术相关学科的进行交叉融合。以学生工程实践能力和综合创新能力培养为主线，通过构建多学科多专业交叉融合的综合实验平台，加强多学科多专业融合的轨道交通信息类创新人才培养，提升学生的创新能力和专业核心竞争力，满足轨道交通信息化、现代化和国际化发展的要求。

1 搭建多学科多专业交叉融合的综合实验平台

在培养创新型人才的国家战略方针指导下，依托国家级特色专业、卓越工程师教育培养计划和重点专业建设计划，积极开展国家级实验教学示范中心的建设。结合学校办学定位与轨道交通信息类人才培养特色，以学生为本的实验教学理念的内涵，形成了富有特色、多层次开放、学习与研究相结合的实验教学新理念[2－3]。

在建设中，从交通信息类学科特点和工程应用实际问题出发，重视实验教学与理论教学在资源配置、教学内容等方面互为补充，融为一体，激发学生的求知欲和创造欲；以信息类多学科多专业为支撑，努力做到将先进的技术和科研成果引入实验教学，进一步统筹教学与科研实验资源，实现二者的融合与相互补充；以现有教学型实验室、校企共建实验室和实习实训基地为依托，深化校企合作人才培养的广度和深度，搭建覆盖交通信息采集、传输、处理以及控制全过程的实验大平台，并将建设虚拟仿真实验平台，与企业联合建立大学生创新创业孵化平台。通过上述措施拓展 “以学生为本”实验教学改革的深度，拓宽实验教学示范中心建设的覆盖面与受益面[4－6]，为交通信息类人才培养与科学研究提供有力支撑。

从有利于提高学生的创新能力和综合素质出发，根据五大综合平台的功能定位，将引入 “实验群”概念对实验室和实验课程进行重新组合划分。同一专业的不同实验室根据功能可分属于不同的综合平台(如自动化专业的传感技术实验室归属于信息获取综合实验平台，物联网专业的物联网工程实验室归属于信息传输综合实验平台)，同一门实验课程由于实验项目不同也可归属于多个实验群。

交通信息类学科各专业既有共性，又存在明显差异性。共性主要体现在交通特色突出、以软硬件开发能力为基础、学科间联系紧密并部分重叠、理论基础与实践能力并重、知识体系庞大、发展更新快等方面；而差异性则主要体现在不同学科专业的技术内涵和知识内容不同。在实验课程设计上，采用单一实验课程、综合实验课程、综合课程设计等多种类型，不同专业根据本专业培养目标，从不同实验群中选择实验课程和实验项目。其中，单一型实验课程是与某一门理论课程(如铁路信号基础、计算机组成原理、现代通信原理等)相配套的实验课程，帮助学生加深对相关理论知识理解并学习相关设计方法。综合实验课程面向整个专业知识体系设立，帮助学生建立系统的概念并进而培养专业领域综合能力(如车站与区间控制实验、通信与测控技术实验、信息安全综合实验等课程)。综合课程设计则是以课题形式实施教学的实验课程(例如电子技术课程设计、高级编程课程设计、微机硬件综合课程设计等)，提高学生灵活应用知识能力、方案设计与实施能力等。

如图1所示，通过平台和实验群，将打破传统的按专业边界和实验室边界进行实验课程设置与教学资源建设，为学生提供合作性、问题性和实践性学习的平台，使得理论教学与实践训练有机结合，科研成果与教学内容有机结合，系统训练与创新培养有机结合，最终实现信息大类专业在轨道交通信息工程这一特色鲜明的行业应用背景下的新一代信息技术相关学科和专业交叉融合，为创新人才的培养创设一个丰富多元的实践训练场所，切实提升学生科学研究和创新的能力。

图1 基于 “实验群”的新一代信息技术相关学科专业综合实验平台

2 轨道交通信息类人才实践创新能力培养体系的探索

实践环节需要注重基础知识和工程训练，注重应用型人才的创新能力培养，实施个性化层次化培养的工程实践模式[7]。轨道交通信息类人才实践创新能力的培养将根据自身实际，从学生“学”的角度出发，以提高学生实践创新能力为目标，以能力培养的多维度强化为出发点，建立起多学科融合、多层次实验教学，多维度实践创新能力的人才培养体系。如图2所示，人才培养体系由实验五层次，能力三维度(综合能力、专业能力、创新能力)构成。

实验五层次将服务于实践创新能力培养中的三维度。综合能力是指交通信息类人才所必备的文献检索阅读写作、技术交流沟通乃至初步的项目组织管理等能力。综合能力的培养除了通过相关课程如文献写作、项目管理等来讲授而外，更重要的是贯穿在实验课程、课程设计、课外实践创新环节、毕业与科技论文撰写、教师科研辅助等各个环节之中。专业能力则主要是软硬件技术在信息获取、信息传输、信息处理、信息控制4个专业技术环节的应用能力。每种专业能力又分为基础型、综合型和研究创新型3个层次的能力培养模块。学生专业能力的培养还可以通过课外实践创新环节、实习实训、毕业设计、各类大赛以及参加教师科研等来完成[8－10]。创新能力的培养主要是通过个性化实验、各类课外实践创新项目、参与教师工程类科研实践项目、科创活动以及创新创业等方式实现，培养环节与专业能力培养类似，但更着重在技术创新、系统应用创新和创业能力培养上。创新是一个实践的过程，要重视在创新实践过程中激发学生的兴趣，完成学生由被动学习到主动学习、由正向思维到反向思维的转变，培养学生严谨的科学态度和团结合作与实事求是的工作作风[11]。

图2 交通信息类人才创新能力培养体系示意图

从交通信息类人才需求特点来看，综合能力、专业能力与创新能力的培养应贯穿于从本科低年级到高年级的培养过程当中[12]。通过具有明显行业背景的实验实践活动训练，充分调动学生的自主学习兴趣和参与科研实践的主动性，锻炼轨道交通专业学生解决行业复杂工程问题的能力，建立系统整体概念和工程系统观，以提升信息类工程师的专业核心能力，满足创新人才培养需要。

3 结束语

轨道交通信息类创新人才培养立足于轨道交通特色，瞄准轨道交通信息类课题的多学科交叉、工程应用明显等特点，注重科研成果向教学实践资源的转化，通过实验教学理念、实验教学体系、实验队伍建设、实验资源配置、管理运行机制等方面的创新，带动轨道交通信息类创新人才培养模式的根本变革，提高学生创新能力和综合素质。经过4年来的广泛实践，实现了工程创新人才培养与轨道交通行业需求的紧密对接，取得了显著效果。完成实验项目253项，年均受益学生23 309人，开设大学生科研训练项目(SRTP)358项 (国家级64项，已结题国家级项目32项)、个性化实验144项以及重点实验室开放项目60项，为学生实验、实践教学和培训提供贵重设备机时累积2 000余小时 (年均约500小时)。

随着一带一路、各大城市地铁飞速建设和中国高铁走出去战略，对轨道交通人才的需求越来越高。融合多学科资源优势创建的轨道交通信息类新型实践平台，以信息技术为载体，有着广阔的拓展空间，将不断提高学生的实践创新能力，为国家培养主动适应轨道交通事业高速发展需要的优秀人才。

[1]周进，王思慧，黄润生，等.树立新理念构建新体系培养学生创新素质和研究能力[J].实验室研究与探索，2006，25(5):619－621.

[2]王国强，傅承新.研究型大学创新实验教学体系的构建[J].高等工程教育研究，2006(1):125－128.

[3]王伟，孟祥贵，安寅. “创新人才培养模式”下的实验教学改革探索[J].实验科学与技术，2013，11(2):144－146.

[4]陈国辉，李元高，罗一鸣，等.通过示范中心建设深化实验教学体系改革[J].实验室研究与探索，2008，27(4):75－77.

[5]李玉东，孟祥贵，阎有运.依托实验教学示范中心培养工程实践能力的探索和实践[J].实验室研究与探索，2012，31(3):105－108.

[6]崔媛，武艳君，孙萌萌，等.依托虚拟仿真实验教学中心，培养工程实践能力[J].实验科学与技术，2015，13(2):142－144.

[7]由继红.实验室与创新教育研究[J].实验技术与管理，2010，27(9):16－17，23.

[8]杨昌跃，蔡绪福，周天楠，等.多层次、模块化实验教学体系的构建与改革[J].实验科学与技术，2015，13(2):119－121，127.

[9]傅丽凌，杨平，骆德洲，等.探索工程训练新模式，实施大学生个性化层次化培养[J].实验室研究与探索，2013，32(1):85－87，154.

[10]丰利，高倩倩.加强实验教学，创建多层次模块化实验教学新体系[J].吉林农业科技学院学报，2008，17(2):53－55.

[11]沈剑敏，陈强，管利萍.培养大学生创新实践能力的探索与思考[J].实验室研究与探索，2009，28(10):103－105，152.