依托虚拟教研室的“铁路信号基础”课程建设研究

王墨琦

（唐山学院，河北 唐山 063000）

0 引言

“铁路信号基础”是轨道交通信号与控制专业开设的一门专业基础课程，通过这门课程帮助学生建立起铁路信号的基础概念和知识框架，掌握铁路信号的基础设备，了解铁路信号系统的组成，为后续的学习和工作打下一定的基础，是该专业重要的核心课程[1]。

作为一门以轨道交通行业为背景的课程，与生产实际结合十分紧密，各种规则规范也十分繁杂，课程学习如果完全沿用传统的教学方式，学生的学习兴趣和学习效果在一定程度上大打折扣，因此探索课程中可挖掘的改革点，提高课程的口碑度和学生的学习热情势在必行。

依托全国轨道交通信号与控制虚拟教研室，对我院的“铁路信号基础”课程进行改革探索，在这个过程中培养了师资，提高了学习热情，教学成效得到显著提升。

1 明确教学目标，优化教学内容

“铁路信号基础”课程传统的授课内容比较繁杂，在有限学时中，考虑“要学习哪些知识点以及为什么要学这些知识点”对于教学内容的优化是比较重要的一环。首先对该课程的全体内容进行梳理，针对梳理之后的内容以“为什么学习，学习的必要性”为出发点进行论证，以确定教学目标[2]。

例如在轨道电路这一部分，确定的教学目标为“使学生掌握轨道电路的工作原理及各种轨道电路的结构、工作过程”。经过校本教研室内讨论，认为该教学目标可行。在虛拟教研室的大环境中，不只可以和本校教师进行论证，还可以和虚拟教研室中的全国轨道交通信号与控制专业的教师进行论证。在虚拟教研平台上就轨道电路教学内容这个问题，可以从基础性和实用性等方面，同时结合各个学校不同的实验环境等进行了论证，最终确定该知识点的教学目标为“使学生掌握轨道电路的工作原理，能够对工频交流轨道电路、移频轨道电路、ZW2000轨道接线安装。”教学内容更加明确，教学目标可评估性也大大提高。

论证后得出该课程作为后续“车站信号”“列车运行自动控制”等专业核心课的基础，可以分为两大部分内容：一是以轨道交通轨旁信号设备信号机、转辙机和轨道电路为核心的基础设备部分，这是铁路信号的基础；二是以铁路信号系统的介绍为主的系统概述部分，这是轨道交通信号发展的现状，是后续课程的先导[3]。

1.1 夯实基础知识

第一部分的信号基础设备是传统铁路的重要组成部分,至今还是整个铁路信号发展的基础，在教学中占有举足轻重的作用[1]。打牢基础设备部分知识内容，可以帮助学生建立起铁路信号的基本概念，因此把这部分确定为本课程的重点内容。从实用性的角度出发，将一些在实际生产中使用较少的设备从教学内容中删除，将学时分给实用性更好的知识点也是改革措施之一。

1.2 扩展前沿知识

第二部分是铁路信号系统介绍，从车站信号、列控系统以及调度集中3个系统着手。教学内容设置上除了对三大信号系统的基本的概述之外，新技术的介绍以及信号系统的发展前沿也是重点。例如随着计算机技术、通信技术和自动控制技术日新月益的发展，列控系统对铁路信号系统的大一统趋势逐渐显现的趋势，城市轨道交通中的CBTC系统对移动通信的应用以及正在研究中的车车通信及全自动驾驶等内容，应该在教学中不断更新，力求扩展学生视野，指明轨道交通信号技术的发展方向。这里就要依靠虚拟教研室平台的大力支持，本校教师的信息渠道毕竟有限，但是有了虚拟教研室平台上全国同专业的教师信息共享，使得前沿信息和前沿知识的获得更为快捷，带给学生的知识内容也可以及时得到更新。

1.3 故障—安全理念的思想植入

故障导向安全原则是铁路信号系统中普遍应用的一种安全技术，能够使得设备的状态向安全导向。为了保证轨道交通运输安全，故障导向安全理论应该是身为信号人始终贯彻的一条原则。在介绍安全型继电器、轨道电路、联锁系统、列控系统等内容中，要时时以故障导向安全的思想引导学生，这也是该课程重点教学内容之一，且应该贯穿始终。夯实基础，扩展前沿，构筑安全思想防线，就是“铁路信号基础”课程教学内容选择，教学目标确立的标准。

2 改革教学模式，促进线上线下结合

目前“铁路信号基础”课程采用板书+PPT的方式进行课堂教学，时常会出现学生被动接受，兴趣不高的问题。在这样的情况下，教学模式的改革也是迫在眉睫[4]。

2.1 线上线下混合教学模式

在疫情的影响下，加速了线下教学向线上教学的延伸，同时也提出线上线下混合教学模式的新问题。新的混合教学模式对教师的教学组织能力和学生的学习能力都提出了挑战。在“教”的方面，教师备课时需要对学情进行研究，有针对性地向学生提供学习的资料和进行引导学习，课堂教学不再是单纯的“讲“和“听”的关系，而是根据学生课前自学的情况进行有针对性的指导，并设计学生参与学习的过程。课中和课后还要有相应的反馈机制，以保证教学过程的监控，这就涉及教学效果的评价机制，与产出导向的教学模式密切相关。学生需要具备自主学习的能力，保证进行前期的学习，并能够提出问题，总结出不明白的要点，及时对“学”进行反馈，才能使这种模式有效地推进。

2.2 产出导向的教学模式

在OBE产出导向理念引导下，教师的教学组织模式也向产出为导向的教学模式进行转化。在这样的教学模式下，教师要考虑的是如何达到教学目标，或者说是如何使学生达成教学目标。因此需要对教学目标进行分解量化为可评价的指标，并结合反馈机制得到评价结果。如果教学目标达成，则教学过程继续；如果教学目标未达成，需要对前面的教学过程进行修正，达到闭环校正的目的，最终保证产出，即教学目标的达成。

2.3 结合以上两种教学模式，以“铁路信号基础”中的联锁表编制一节为例说明

这一节的教学目标确定为“学生能够编写联锁表”，这一目标是比较笼统的，必须进行细化。可以细化为4个二级目标，即（1）知道联锁表中各列的意义；（2）清楚联锁表中的基本概念，如敌对进路；（3）能够穷举站场平面图中的进路；（4）能够用符号表示进路。确定了教学目标之后再根据目标准备相应的学习资料和课前测评题目，上传至超星学习通并设置课前自主学习任务点，达到促使学生线上自主学习的目的。课堂授课需要根据线上测评反馈及时进行调整，因此测评题目教师必须精心设计。课后通过安排学生分组对案例进行讨论，巩固所学知识，要求学生用思维导图将所学知识进行整理，以及书面作业等进行学习效果的反馈。

图1 教学模式流程设计

3 虚拟教研室在课程建设中的价值

教研室是校内教学研究的基层单位，是一线教师教学交流的场所。随着现代信息技术特别是互联网技术的发展而出现的虚拟教研室，扩展了教研室的功能和作用，对校内的教研室起到补充作用。本着“共建、共享、共赢”的虚拟教研室在本院的课程建设中，也体现出其不可或缺的价值[5]。

3.1 带动教师的专业发展

教师专业的提升是教育教学质量提升的核心力量，加入虚拟教研室中的教师都有着提升专业能力的共同愿望，只要加上适当的引导协调，容易形成凝聚力和向心力，形成强大的“场”效应，促进教师的专业发展。虚拟教研室可以组织线上教研活动，可以聘请业内的专家进行学习交流，可以共同参与制定培养方案，可以共同进行课程大纲制定、教学目标的确定、教学方法的改革等，或者直接跨校进行教学实践，对教师既是学习也是锻练，是教师专业发展的助力器。

3.2 校内教研室的有力补充

长期以来校内教研室在一线教师的组织、管理、培训、研究中起到积极的作用，同时也存在人员集中、教育教学观念更新慢、教研手段陈旧等问题，虚拟教研室的存在，是教研室信息化的重要一环，加强了教研室与外校的联系，增进了教师和业内的交流沟通，对于更新教师的教育理念，改进教研科研方法等有极大的帮助。同时各校之间优势互补，传帮带效果明显，利于校内教研室的发展。

3.3 实现优势教育资源共享

轨道交通虚拟教研室依托着北京交通大学国家级虚拟仿真实验平台，该仿真平台提供了很多的优秀虚拟实验资源以及课件资源，对于我院现有的实验条件是很好的补充。同时对很多学校来说，可以缓解建设实验室的时间和资金的难题，有效助力了教学的开展。

4 结语

课程的建设不是毕其功于一疫的事情，建设到一个段落之后取得了一些改进，仍要沿着正确的改革方向持续改进。该课程建设依托于轨道交通信号与控制虚拟教研室，集中了虚拟教研室中优秀的师资力量和优秀的网络资源，使得“铁路信号基础”的课程建设取得了一定的成效，在之后的建设中，还要在实验融入课堂，专业竞赛进入课堂，共享师资远程教学等方面进行探索。