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工务管理及检测技术课程教学改革与实践

  中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)34-0076-02
  铁路专业化人才的培养一直是铁路院校高等教育的目标[1]。专业教学与人才培养紧密相关[2],通过教学使学生掌握铁路基础理论知识、了解现场工程实际问题,提高专业素质,成为特色创新型人才。我国高速、重载及城市轨道交通的快速发展[3,4],拓宽了铁道工程学科的市场需求,专业教学方法[5-7]成为铁道工程高等教育研究的热点,促使各铁路学校对相关课程进行改革和建设。
  “工务管理及检测技术”是北京交通大学铁道工程课程体系教学改革的重点之一。通过改革,将最新研究成果充分纳入课程教学、优化教学内容,采用最高效的授课技巧开展课堂教学、优化教学方式,使土木工程及铁道工程专业学生充分掌握铁路工务管理中的新理念、新技术和新方法,同时促进创新复合型人才的培养。该课程结合近年来的教学工作,在授课内容、教学方法、课外实践及考核方式等多个方面进行了积极探索。
  一、教学目标及对象
  1.教学目标。“工务管理及检测技术”是我校土木工程学院开设的一门选修课程,具有鲜明的铁路行业特色。课程着眼于本科生的专业素质培养,立足铁路工务设备的运营维护,使学生系统学习铁路线路养护维修、质量评定、养路机械、工务安全及信息化、测试方法及检测技术等方面的知识。
  2.教学对象。本课程在大四上学期开设,主要教学对象为我校土木工程专业土木工程方向、铁道工程方向、城市轨道工程方向的学生。除此之外,交通运输工程(铁路相关方向)及其他相关专业的学生,也可以选修本课程。从往年的教学经验来看,很多跨专业考入我校铁道工程专业的研究生也前来听课。
  3.教材建设。为满足教学的要求,教研室2009年申请了普通高等教育铁道部特色教材立项项目,编写了《铁路工务管理》一书并已正式出版[8],内容包括工务设备检测与管理标准、修程修制、养护维修、大型养路机械、工务信息管理与辅助决策系统等方面,最大特点是在系统介绍工务基本知识的基础上,融入了最新的方法、设备和技术等介绍。
  本课程大部分教学内容以《铁路工务管理》为主,部分轨道测试方面的内容参考《铁路工务检测技术》、《铁路轨道动力测试技术》。此外,还向学生推荐《铁路工务技术手册》、《轨道工程》、《无缝线路研究与应用》等相关书籍和资料。
  二、教学改革方式
  1.教学内容。以前内容多围绕普通铁路开展,本课程结合当前高速、重载及城市轨道交通的发展,拓展了课程的教学内容。教师平时需查阅大量有关铁路发展和铁路运营的文献,向学生讲授国内外铁路最新技术和问题。针对高速铁路,新增加了无砟轨道、高速道岔等新型结构病害及其维护方法等内容,并讲授在线监测方法、综合检测车等内容;针对重载铁路,新增介绍重载铁路轨道的受力特点、破坏形式及养护维修要求,重点讲授重载铁路道砟磨损的成因、测试方法和处理措施;补充了针对城市轨道交通的相关内容,包括地铁及轻轨线路的主要病害特点、工务设备的养护维修方法、轨道检测及钢轨异常磨耗的整治方法等内容。
  2.教学方式。“工务管理及检测技术”课程是学生了解铁路现场作业内容的第一门课,前期所学“铁道概论”、“轨道工程”等仅从结构特征、技术特点等方面进行了介绍,课程在课件制作、课堂教学等方面进行了创新,并增加了学生动手环节的内容。①使课件更有吸引力。本课程信息量大,采用多媒体教学,更为形象和直观,如轨道结构病害形式、大型养路机械等用图片展示;一些结构非常复杂又抽象的关系,如测试系统间数据传输关系、信息管理系统数据分析采用流程等表达。课件中所包含的大量的国内外文字资料和图片,每年都会进行更新,使学生对课程教学内容有很好的感性认识。②积极开展课堂讨论。为了提高课堂教学气氛、引导学生主动思考问题,教师充分利用课堂教学时间,组织学生们积极开展问题讨论。采用的方法是:提前2周布置思考题或讨论题,课堂预留半节课进行讨论,一组选派3~4名同学进行介绍、阐述,其余同学进行补充、提问、质疑,教师鼓励并引导同学们充分参与、发表自己意见。课题讨论会一般开展4~5次,讨论主题多样、内容涉及面也往往较广,对学生的要求是能够了解即可,避免对学生施加过大的学习压力。③注重课堂提问和复习。温故而知新,可以为师矣。课堂中,教师通过提问,促进学生对前面内容的主动复习;课间休息时,教师与学生们交流讨论,积极解答学习中遇到的问题;课后,教师布置作业,加深学生对本章基本知识点的掌握。教学内容结束后,安排l次考前复习课,对课程的内容和主要知识点作一个全面的回顾。这一反复学习的过程取得了良好的效果,绝大部分学生都能掌握课程内容。④增加学生动手环节。工务管理与检测技术具有较强实践性,参观实习是课程学习的重要一环。工务作业和检测中有很多小型仪器设备,如钢轨探伤仪、钢轨轮廓仪、道尺和钢轨平直尺等。利用课外时间,在实验室室外线路上进行模拟测试,教师先介绍演示,然后同学们分组亲自动手进行轨距测量、钢轨轮廓测量,体验测量工作的不易性。此外,针对轨道动力测试,指导学生在线路上粘贴应变片、安装加速度和位移传感器等,利用IMC动态数据采集仪对结构振动进行测试。增加学生的动手环节,可以提高学生对于现场测试检测的认知。
  3.考核方式。参照原有的考核方式和其他选修课的考核方式,考虑本课程设置的目的是增加本科生对铁路工务和检测的认识和了解,加大课程平时成绩所占的比例,平时成绩由原来的30%增加到现在的40%,而期末考试成绩所占比重降低,仅占总成绩的60%。考试采用开卷的形式,试卷注重考察学生对基本知识点的理解,围绕教学大纲和课后习题进行出题,主要包含名词解释、简答题和讨论分析题3种形式。简答题主要考察学生对基本知识点的掌握程度,讨论分析题则需要学生结合现状进行多个知识点的综合应用。   平时成绩包括出勤率、课堂表现、课后作业和课外实践四个方面,分别占总成绩的10%、15%、10%和5%。课堂表现主要为课堂讨论表现、回答问题表现等;课后作业主要考察学生完成作业的认真程度;课外实践部分主要为课外动手环节成绩。
  三、课程教学实践效果
  1.教学评估。“工务管理与检测技术”课程开设已近10年,本科生的选课对象主要为保研生、考研生(铁道工程方向)和想进入铁路相关单位的毕业生。老师通过讲授丰富的专业内容、积极开展课堂讨论、注重课堂提问和复习、增加动手实践环节,充分调动了学生的积极性。每学期结束都会对课程的教学过程和教学效果进行考评,包括教师态度、授课效果、辅导答疑、实验、作业等方面。近几年来,本课程综合得分较高,这充分说明学生对本课程的教学效果是认可的,本课程的教学改革和实践是成功的。
  2.后期评估。由于本课程是一门与现场应用紧密结合的专业课程,学生后期的反映更能说明课程的成败。大四下学期的毕业设计,对本课程中的无缝线路管理、无砟轨道病害及维护、轨道不平顺控制等方面的内容有一定的要求;攻读研究生的同学,增加了对现场问题的认识和理解,提高了自己对铁道工程专业的认识,为研究生阶段的学习和从事科研工作提供了平台;进入社会工作的同学,掌握了现场维护和检测的基本知识,为工作中解决实际问题提供了良好的手段和理论依据,特别是进入各铁路局工作的同学,熟悉了线路、桥梁、隧道的养护维修方法,工作后可以快速进入角色。
  四、结语
  “工务管理及检测技术”课程教学改革中充分考虑学生的知识结构和后期工作特点,结合当前高速、重载及城市轨道交通基础设施结构,介绍了工务管理和检测技术的要点和难点。结合多媒体教学手段、加强课堂讨论及实践性教学,取得了非常满意的效果。目前,该课程已经成为北京交通大学土木工程、铁路工程等专业的重要选修课程。
  经过轨道教研室所有教师的共同努力,该课程教学改革效果十分明显,编写了相关教材并具备了完备的教学体系,能够很好地适应当前铁路特色人才培养。本课程的教学内容和教改实践成果,也为多个铁路局职工技术培训、铁路职业院校学生教学提供了良好的借鉴。

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