新工科背景下城市軌道工程專業的改革探索

張景峰，劉丹，張久鵬

［摘 要］ 隨著城市軌道交通行業的快速發展，社會對行業人才培養質量有了更高的要求。在新工科背景下，高校對相關專業進行教育改革是順應時代的發展及社會的需求。城市軌道交通作為交通運輸領域內的一個重要分支，應該抓住機遇，建立符合新時代要求的城市軌道工程專業，為社會培養出創新型的專業技術人才，為我國城市軌道交通發展貢獻力量。結合城市軌道工程專業特點，從培養目標、課程體系、教學模式改革、考核及持續改進機制等方面探討了城市軌道工程專業建設的方向。

［關鍵詞］ 新工科；OBE；城市軌道工程；專業建設

［基金項目］ 2021年度陜西高等教育教學改革研究重點項目“新工科背景下城市軌道工程人才產教融合培養體系構建與實踐”（21BZ021）

［作者簡介］ 張景峰（1989—），男，陜西西安人，博士，長安大學公路學院副教授，主要從事城市軌道工程與橋梁工程研究；劉 丹（1988—），女，四川蓬安人，博士，長安大學公路學院講師，主要從事軌道工程研究；張久鵬（1983—），男，江蘇鹽城人，博士，長安大學公路學院教授，主要從事城市軌道工程與道路工程研究。

［中圖分類號］ G642.0［文獻標識碼］ A［文章編號］ 1674-9324（2023）11-0057-04［收稿日期］ 2022-03-28

引言

隨著我國城市化進程的不斷加快，城市軌道交通因具有安全、快捷、準時、綠色環保等突出特點，在公共交通中的重要性愈加凸顯。截至2020年底，中國內地累計有45個城市開通城軌交通運營，運營線路達到7 969.7千米。經過多年發展，我國城市軌道工程的設計、建設與運營技術得到了大幅度提升，一批制約城市軌道交通設計、建設與運營的技術瓶頸取得了重大突破。然而在新形勢下，我國要實現從“城軌大國”到“城軌強國”的轉化，在城市軌道交通行業深度融合應用智能建造、綠色建造、物聯網、大數據等新興技術，使得城市軌道工程專業方向及其人才需求內涵正在發生重大變化。

新工科是為適應新一輪科技革命與產業變革，支撐服務創新驅動發展、“中國制造2025”等一系列國家戰略，教育部積極推進的工程教育改革新路徑及方向，目標是培養出超越現實、面向未來、動態適應的卓越工程科技人才，這使得高校工科專業人才培養有了新的內涵。在此背景下，各種先進教育理念和方法不斷被應用于工程教育改革中。其中，成果導向教育OBE（Outcome-based Education）因其倡導教學設計和教學實施的目標應以學生在受教育后的最后學習成果來衡量，更側重于學生能力的培養，因而成為許多高校教育工作者尋求教學改革的主要路徑之一。李志義等［1］在國內較早地引入了OBE概念，并認為基于OBE的高等工程教育改革應著力實現學科導向向目標導向轉變、從教師中心向學生中心轉變、從質量監控向持續改進轉變。胡向東［2］探索了新工科背景下以OBE為導向的課程持續改進模式，實踐證明從課程優質教學資源建設模式、課堂教學模式、學習模式、課程考核激勵模式四個維度構建的人才培養質量過程化形成機制效果良好。

長安大學城市軌道工程專業方向肇始于2008年，2020年學院優化調整本科專業和教學機構，重組成立城市軌道工程系，本專業方向是長安大學“交通運輸工程”世界一流學科及“城市地下空間工程”特色本科專業的重要培養方向。城市軌道工程所培養的人才大部分服務于城市軌道工程規劃、設計、施工和管理等諸多方面，人才培養的質量對于我國城市軌道交通的高質量發展和運維至關重要。在城市軌道工程教學改革方面，周順華等［3］以同濟大學軌道與鐵道工程方向本科階段課程設計體系為例，提出了提高課程設計質量與效果的對策和建議；彭輝與魏薇［4］將CDIO工程教育理念引入城市軌道交通專業核心課程，依據專業人才培養目標構建了課程結構及教學內容，制訂并實施了專業核心課程方案。

雖然目前開設城市軌道工程專業的相關高校在人才培養、教學改革方面做出了一些積極的嘗試，但是由于城市軌道工程是一門綜合性和實踐性強、新技術應用廣泛的專業，現有的培養體系難以適應新形勢下對于拔尖創新人才的迫切需求。在新工科背景下，結合城市軌道工程專業特點，以OBE教育理念為向導，持續改進培養方案，進行城市軌道工程專業核心課程的教學方案改革，對我國軌道交通行業培養創新型人才具有重要的現實意義。

一、基于OBE的專業建設舉措

1.人才需求分析及培養目標確定。一般來說，制定專業人才培養目標主要考慮以下三個方面的因素：專業能力要求、學校人才培養定位和社會需求。因此，在制定城市軌道交通專業人才培養目標時，首先，要考慮專業的人才培養目標定位，城市軌道工程專業主要培養城市軌道工程急需的規劃、設計、施工、運行管理等方面的科學研究和工程建設高級人才。其次，城市軌道工程專業涵蓋面較廣，包括軌道線路安全運營組織、軌道線路路網規劃、軌道結構安全性等，而不同企業對相關就業人員有不同要求，因此，需針對不同學生的興趣愛好和就業深造需求，在培養方向的基礎上制定個性化、符合社會需求的培養目標。長安大學作為我國交通運輸行業領域的高層次人才培養、科學研究和社會服務基地，交通運輸是學校的立校之本和發展引擎，因此，城市軌道工程專業的人才培養目標與學校的人才培養定位是深度契合的。

2.專業課程體系建立與革新。將城市軌道工程專業課程體系主要分為通識教育課程、專業教育課程和個性培養課程三大方面分別建立。對通識教育部分，除了傳統的數理基礎、科學素養及思想政治教育等，還應包括鐵路文化、歷史發展和社會作用，通過專業通識教育課程的增加可以使學生更為全面完整地了解鐵路知識發展脈絡。

專業教育課程主要包括五個模塊：（1）以鐵路和軌道工程相關各專業基礎知識為主的學科基礎課程，使學生掌握城市軌道工程設計和建造基礎理論，充分了解行業的構成及發展。（2）以“交通工程”“城市軌道線網規劃”等課程為主的專業拓展課程，使學生具有城市軌道交通運營管理和規劃方面的基礎能力。（3）以智慧軌道、城市軌道BIM工程、未來軌道交通形式等課程為主的專業選修課程，積極掌握行業動態，使學生對城市軌道交通當前及未來的發展方向有一定的了解，培養面向未來的城市軌道交通專業人才。（4）充分考慮長安大學在公路交通中的行業優勢，建立以綜合交通系統發展、多式聯運、城市綜合規劃等課程為主的學校特色課程，使學生的知識面從單純的城市軌道交通拓展至整個交通運輸行業。（5）實踐創新課程主要包括兩部分：一部分為單門專業核心課程的相關實踐內容；另一部分則是由多門核心課程共同構建的以項目形式存在的實踐內容，將科研項目引入實踐內容，在項目的構思—設計—實施—運作過程中需要運用多門專業核心課程的相關內容。在實踐過程中，不僅鞏固了基礎知識，而且提高了工程應用技能。

個性培養課程主要包括專業學術類、交叉復合類、就業創業類三個小模塊。學生可基于自身興趣及未來就業規劃選擇其中一組或者多組進行修讀。專業學術類課程主要針對城市軌道中的運營管理、施工組織及養護維修三個大方向展開，以大學生相關競賽為依托，學生自行組成研究團隊。交叉復合類個性化課程結合長安大學特色，綜合兩個或以上相關專業特色，學生自發合作逐漸形成項目雛形，并向學院申請，聯合相關教師進行個性化指導。對于就業創業類個性化課程，在原有就業創業類課程的基礎上，增加以專業教師擔任主講的就業指導課程，從專業角度對本專業的就業方向及不同就業方向的主要工作內容進行分析介紹，并通過現場參觀及短期實習的方式，了解不同工作崗位的工作特性，解決學生就業困惑，拓寬學生就業思路。

本課程體系中所有課程不是獨立的個體，課程之間相互聯系，由淺入深，讓學生逐漸融入城市軌道工程專業中去。通識課程增加學生的文化及科學素養，專業課程提高學生的專業能力。從專業基礎課到專業核心課，讓學生對城市軌道工程有了全面的認識。在此基礎上引入專業選修課，使學生緊跟時代腳步，對專業的發展方向及先進理念有一定了解。與此同時引入學校特色課程，結合長安大學公路交通的優勢，使學生對軌道交通基礎設施工程有一定的認識，擴寬學生的知識面，最后通過實踐創新課程鞏固知識，提高動手能力。

3.教學模式改革?；贠BE的教學方法是一個閉環且不斷優化改進的過程，不同于傳統既定的教學模式。首先，基于學校定位、社會及企業對人才的需求，從學生的知識、技能、管理能力等方面確定相應的學習成果。其次，基于已確定的學習成果，制定以學生為主體的階梯式教學模式。一方面，由易到難選取教學內容，使學生循序漸進地掌握相關專業基礎知識；另一方面，對學情進行分析，依據學生的情況進行分層教學。最后，采取合理的教學評價體系檢驗學習效果，通過相關核心課程的重點內容、學生相關能力完成情況等進行達成度分析，分析既定學習成果的完成度，對教學設計進行相應改進。同時通過對畢業學生進行調查，分析現有教學設計與崗位需求之間的差距，進一步優化教學設計。

在教學過程中逐步改進，由傳統的課堂講授式教學向多元化教學模式改進，授課過程遵循講授、提問、獨立解答與點評，融合啟發式、互動式、討論式課堂教學，調動學生學習的主動性與獨立思考性，注重學生學業能力的提升。在教學過程中，不斷對課程學習效果進行評估，針對存在的問題，持續改進課程內容及教學方法，注重學生能力的培養。

基于城市軌道工程課程體系，研究在“互聯網+”環境下多元互動混合式教學模式的教學內容、教學方法、教學過程的組織和設計方法，建立城市軌道工程網絡教學平臺、網絡交流平臺、科技創新交流展示平臺，構建多元互動混合式教學的教學評價和管理體系，提出可用于工程類人才培養的多元互動混合式教學模式。在教學過程中，充分利用現代計算機網絡技術和計算機媒體的多樣性呈現知識內容，使用視頻和動畫演示加強學生對教學內容的理解和記憶。通過網絡教學平臺建立教學互動，利用媒體的交互性進行自測練習和答疑解惑；通過網絡交流平臺建立學生與教師、行業專家和學者的交流探討，構建以學生為中心的多元互動混合式教學模式。

4.多元化考核機制建立?！霸u估學習產出”是以OBE理論建立的教育模式中的重要環節，強調“如何了解學生已完成指定學習成果的獲得”，以檢驗學生是否達到了該專業應具備的畢業要求。城市軌道工程專業實踐教學主要包括勘測實習、城市軌道交通工程施工組織設計與概預算課程設計、線路選線設計等。傳統的考核評價主要注重實踐結果，基于OBE理念的教學模式考核不再注重結果，實踐過程成了考核重點。建立實踐全過程跟蹤，關鍵節點實時評估考核，在此過程中反饋教學，促進教學的改進與完善。通過整個過程的監督和評價，將多元化考核機制貫穿整個實踐的過程，使學生意識到實踐過程的重要性，充分發揮學生的主觀能動性，激發學習興趣，鞏固所學知識，提高學生的創新及動手能力。

課程緊密結合以科研項目為載體、基于工作過程的課程實施過程和工程中的施工過程，根據課程性質，在學習的各個環節，從技能、知識、成果、協作、紀律、態度、操作、溝通等方面，對學生進行全方位的考核。根據學生的實習總結、課程設計的學習效果、遵守學校制度的情況等，以專業知識點的考核為重點，對學生的綜合素質和技能進行全面考核，由專家、用人單位和學生多方評價。

二、存在的問題與持續改進機制

基于上述改革舉措的長安大學城市軌道工程人才培養模式近年來運行良好，得到了學生和用人單位的認可，然而在新形勢下，基于OBE的人才培養仍面臨以下三方面問題。

1.人工智能、“雙碳”戰略等技術和政策因素不斷重塑軌道交通行業發展方向，因此，相應的人才能力需求也在快速動態發生變化。然而目前的人才培養計劃在學生入校后即已固定，而學生面對的就業市場需求卻是在四年之后，人才培養計劃的改革相對于人才需求往往具有一定的滯后性，這是基于OBE的人才培養中所面臨的突出問題。

2.隨著高等教育的不斷普及和大學生就業形勢的變化，本科人才培養的出口逐漸呈現兩極分化，即一部分畢業生選擇進入就業市場，而另外一部分學生將繼續深造。直接就業學生的知識需求更傾向于專業能力培養，而繼續深造的學生可能更希望側重于基礎理論的學習。如何在滿足人才培養基本目標的前提下，實現就業學生專業能力教育需求和繼續深造學生基礎通識教育的平衡，目前仍未有較為滿意的解決方案。

3.隨著國內諸多城市修建城市軌道工程，為了適應社會對本專業的人才需求，城市軌道工程專業招生人數一直呈上升趨勢。因此，對于設計城市軌道交通，特別是軌道工程方向的師資需求巨大。然而目前國內外與軌道工程相關專業方向的高水平人才培養機構相對較少，且大量相關專業博士畢業后選擇去企業工作，城市軌道工程方面的高水平師資隊伍亟待擴充。

針對以上問題，擬建立培養計劃的動態變更模式，通過設置專業選修課靈活學分，在學生本科培養期間動態地調整培養內容，盡可能與人才需求保持同頻一致。通過對各教學環節的質量要求進行周期性評價，對畢業生進行制度性的跟蹤和反饋，建立“評價—改進—再評價”的閉環，形成持續改進機制。建立以專業負責人為主的師資建設團隊，通過引育結合、實踐鍛煉等方式，充實城市軌道工程專業師資隊伍，提高師資綜合水平。

結語

隨著城市軌道交通行業的快速發展，社會對行業人才培養質量有了更高的要求。在新工科背景下，高校對相關專業進行教育改革是順應時代及社會發展的需求。城市軌道工程作為交通基礎設施的重要組成部分，應該抓住當前機遇，建立符合新時代要求的城市軌道工程專業，為社會培養出創新型的專業技術人才，為我國城市軌道交通發展貢獻力量。

本文結合城市軌道工程專業特點，從培養目標、課程體系、教學模式改革、考核及持續改進機制等方面探討了城市軌道交通專業建設的方向。目前部分改革內容已經完成，成效顯著。

參考文獻

［1］李志義，朱泓，劉志軍，等.用成果導向教育理念引導高等工程教育教學改革［J］.高等工程教育研究，2014（2）：29-34+70.

［2］胡向東.新工科背景下以OBE為導向的課程持續改進模式探索［J］.教育教學論壇，2018（29）：134-137.

［3］周順華，梅禎，王炳龍.城市軌道交通工程專業課程設計改進探究［J］.高等理科教育，2015（6）：112-115+111.

［4］彭輝，魏薇.基于CDIO教育理念的城市軌道交通工程專業人才培養模式改革與實踐研究［J］.教育教學論壇，2015（24）：129-130.

Reform and Exploration of Urban Railway Engineering Specialty under the Background of “Emerging Engineering Education”

ZHAGN Jing-feng， LIU Dan， ZHANG Jiu-peng

（School of Highway， Changan University， Xian， Shaanxi 710064， China）

Abstract： With the rapid development of urban railway transit industry， higher requirements are put forward for improving the quality of talent training. Under the background of “3E”， the educational reform of related majors in colleges and universities conforms to the development of the times and the needs of the society. As an important branch in the field of transportation， urban railway engineering should seize the current opportunity to establish new type of rail engineering major to meet the requirements of the new era. This innovative reform can cultivate innovative professional and technical talents for the society， and make contribution to the development of urban railway transit in China. Based on the characteristics of urban railway engineering specialty， this paper discusses the direction of urban rail engineering specialty construction from the aspects of training objectives， the curriculum system， the teaching mode reform， the teaching assessment and the continuous improvement mechanism.

Key words： “emerging engineering education”; OBE; urban railway engineering; specialty construction