交通工程专业导论范文

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1背景

智能科学与技术是当前科学研究和工程实践的理论与技术发展的前沿领域，智能科学与技术专业是一个多学科交叉的跨应用领域专业Ⅲ。智能科学技术的发展将把整个信息科学技术推向“智能化”的高度，这正是当代科学技术发展的大趋势，对于这方面人才的需求也越来越迫切。智能科学与技术培养掌握坚实智能科学与技术基本理论和系统专门知识，具备作为工程师或领导者及公民的良好人文修养，具有从事科学研究、工程设计、教学工作或独立担负本专业技术工作能力，深入了解国内外智能科学与技术领域新技术和发展动向，能结合与本学科有关的实际问题进行创新研究或工程设计的高级专门人才。

高校应稳妥发展与完善智能科学与技术专业的本科生教育，夯实本科教育基础并积极创造条件，大力开展创新教学，努力培养学生的创新意识、创新精神和工程实践能力，使之成为具有系统技术基础理论、专业知识和基本技能，良好科研素质和较强创造能力的智能科学与技术工程师。

2教学计划与教学管理分析

智能科学与技术属于计算机类专业，其必修课程设计原则是使学生具备计算机科学与工程的基础理论知识，尤其是大类专业招生教学的院校，通识课程主要是数学、物理文化基础，强调扎实的自然科学基础。专业教学的特色体现在专业必修和专业选修课程，专业必修课一般分为数学基础和专业课程。计算机类专业数学基础课程一般包括线性代数、微积分、离散数学、微分方程、概率与统计、数值计算等；专业课程一般包括程序设计基础、高等程序设计、数据结构、操作系统、计算机组成与结构、数字电路与逻辑设计等。

2.1学分

本科培养计划的学分中，国内外大学学分总数趋势是逐步减少，追求少而精。国内院校一般在130～190学分之间，如北京大学为150学分，清华大学为1 70学分，东南大学与浙江大学均为160学分，还有16学时为1学分的，也有18学时为1学分的。

中国台湾的大学一般在130学分左右。台湾交通大学最低毕业学分为128学分，其中必修课程须达76学分（共同必修58学分+资工组核心须达分+（资工组副核心课程学分+另2组核心课程学分）），专业选修本系课程须达12学分，其他选修课程须达12学分，通识课程须达28学分（含外语课程必修8学分）。台湾“中央大学”为136学分，台湾“清华大学”为136学分，其中必修和必选学分126，其他与导师商量决定。

美国的大学各校差异较大。美国的学分计算有4学期制、两长一短制及两学期制，其中加州大学伯克利分校为120学分，麻省理工大学为90学分，加州大学洛杉矶分校为186学分，斯坦福大学为180学分。

2.2教学管理

在教学管理上，斯坦福大学给学生提供了非常宽松的自由发展空间。新生入校后不分专业、不分学院。除了医学院和法学院学生需要经过一定的选拔程序外，本科生可以在入学后的前一个学期适当时候随意选择专业，并且选择专业后允许更改，只要毕业时满足专业培养方案即可。

国内的浙江大学是较早实行按大类招生的学校之一，分为大类培养、专业培养和特殊培养3类，前两年不分专业，按学科分类集中培养。

台湾的大学专业也是按大类完成前期的基础课程，再分小专业完成各学程，包括基础课、核心课和进阶课。

教学分组是现在的主流课程架构，也是体现专业方向的主要形式，分组课程是体现专业特色的课程组。国内清华大学采用的是分组教学；台湾的大学基本上采用的是以教学方向分组的方式，台湾的大学教学分为课程与修业、学分学程。

2.3实验与实践教学

计算机类专业各大院校都强调课程实验与实验教学，而目前课程该如何进行教学？这不仅是实验问题，如何以工程教育专业论证为目标，怎样使教学目标达到毕业要求是关键。做中学是主流实验教学方式，尤其是美国的大学，大作业体现的是实验与理论教学的结合，是考查学生是否理解理论知识的重要途径。学生不仅能够学习扎实的数学和计算机专业知识，还进行大量的实践创新训练。麻省理工大学、加州大学伯克利分校、加州大学洛杉矶分校、斯坦福大学都属于实践创新性教学模式。例如，斯坦福大学程序设计范式课程重点比较C、C++、Java的特点和难点，每1～2周有一次大作业，针对不同的任务，要求学生用不同的语言实现，使学生加深理解各类编程语言的应用场合；麻省理工大学的课程计划是必须先修12学分的实验课程，再修3门或4门核心课程，最后选择3门方向学科和1门关于该方向的实验课、2门专业拓展课。

3智能科学与技术课程体系分析

智能科学与技术课程体系在智能基础理论研究的基础上，需要安排基础性、通用性、关键性的智能技术研究，主要包括感知技术和信息融合技术；自然语言处理与理解技术；知识处理（认识）技术，包括知识提炼、知识分类、知识表示技术等；机器学习技术，特别是统计与规则相结合的学习技术；决策技术，即知识演绎技术特别是不确定推理技术等；策略执行技术，即控制与调节技术；智能机器人技术，特别是面向专门领域的智能机器人技术；智能机器人之间的合作技术；基于自然语言理解的智能人机交互与合作技术；智能信息网络技术。

国内最早创办智能科学与技术专业的学校包括北京大学，西安电子科技大学是第2批开始培养智能专业学生的院校。北京大学的本科教学计划中，专业必修课程（2分）包括：①专业数学/理论基础（15学分）：算法分析与设计、集合论与图论、概率统计A、代数结构与组合数学、数理逻辑；②硬件与系统基础（分）：数字逻辑设计、微机原理和信号与系统；③智能基础（5学分）：脑与认知科学与人工智能基础。专业限选课程（15学分）包括信息论基础、计算方法B、数字逻辑设计实验、微机实验、数据结构与算法实习、机器感知和智能处理实验、智能多媒体信息系统实验。选修组合课程（29～32学分）：学生按照自己的兴趣，参考智能的2个专业方向推荐专业课组合，自行选择，至少选修20学分的智能专业课程。公共核心+专业方向+新技术及其他：①公共核心课程（分）：智能科学技术导论、模式识别基础、生物信息处理、智能信息处理；②专业方向课程（11～15学分）：机器感知与智能机器人方向、智能信息处理与机器学习方向、新技术及其他。

西安电子科技大学智能专业主要课程包括电路分析理论、信号与系统、数字信号处理、数字电路及逻辑设计、模拟电子技术基础、微机原理与系统设计、数据结构、软件工程、人工智能概论、算法设计与分析、最优化理论与方法、机器学习、计算智能导论、模式识别、图像理解与计算机视觉、智能传感技术、移动通信与智能技术、智能控制导论、智能数据挖掘、网络信息检索、智能系统平台专业实验等课程及30多门选修课程。

建议各学校可以根据学院教学特色与实际需求，设计专业核心课程。北京大学偏重“信息处理”，湖南大学偏重“智能系统”，但需要强调的一个前提就是智能科学与技术专业属于大计算机类，更需要大EECS专业的基础。编程、电路、数学、数据结构、计算机系统这五大核心基础就是大EECS；其次是专业，计算机以系统结构、操作系统、网络、编译、数据库五大经典专业核心课为主，湖南大学的智能科学与技术专业强调系统，因此信号与系统、操作系统、嵌入式系统、人工智能是最基本的专业核心课，然后再分不同的分支。湖南大学智能科学与技术专业核心课程包括人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别、智能控制导论、智能数据挖掘、机器人学等；研究学位课程包括模式识别、人工智能等，主要体现为智能科学与技术基础（人工智能概论、机器学习、计算智能导论、模式识别）、核心（智能控制导论、智能数据挖掘）和应用（机器人学）。

4结语

（1）在课程计划实施过程中，教师需要遵循课程的时序图，即描述课程的进阶关系，从本科直到研究生，同时还可以实行一定的修课限制，如台湾交通大学计算机概论与程式设计和面向对象程式设计两科皆不及格者不得修数据结构与算法概论，若数据结构不及格不能修算法设计课程等。

（2）程序设计类课程用上机程序能力考试来设置合格条件，如台湾交通大学基础程式设计及格条件为通过“程式能力鉴定”，湖南大学则以CCF―CSP软件能力测试作为程序设计课程通过的考核标准。

（3）鼓励学生参与项目、竞赛等课外科技活动，如台湾“清华大学”的综合论文训练是由具有同等水平的项目训练成果或SRT（student research training）计划项目以及其他课外科技活动成果经认定后代替的。

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物联网，顾名知义，就是物物相连的互联网。它是通过射频识别（RFID）、红外感应器、无线传感器网络、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。是继计算机和互联网之后的第三次信息产业的浪潮。面对物联网技术的全面普及及上万亿规模的高科技市场，职业院校承接着技能型人才培养的社会职责，对物联网应用技术人才的培养如何定位，如何培养，是个值得探讨的问题。

一、社会背景和技术背景

物联网是继互联网之后的新一轮信息技术革命，随着在各行各业的落地，已经成为支撑众多行业发展的主要力量。物联网初期投入是在政府主导下进行的，集中在公共安全系统，智能交通、智能物流、市政管理等工程，每一个点无不可以搜索到物联网技术的影子。尤其信息技术应用水平和管理水平，已经成为企业提高竞争力的手段。

技术上，物联网是通过智能感应装置，经过通信技术，进行信息的传输，到达指定的信息处理平台或中心，从而实现物物、物人的信息传递，从而提升效率，保障安全，可以跨时间跨空间进行溯源、追踪、定位、管理。

二、高职院校开设物联网应用技术专业的必要性分析

从2009年8月7日，国务院总理在无锡视察时发表重要讲话，提出了感知中国的战略构想，表示要大力发展物联网技术，继而物联网也成为我国十二五规划的战略性新兴产业之一。2013年2月，《国务院关于推进物联网有序健康发展的指导意见》（以下简称《指导意见》）正式出台，标志着政策层面已经框定物联网产业的发展蓝图。预计2015年将超过5000亿元的规模，并会在短期内可能超过万亿规模，是一个航母级产业。

物联网技术与应用的竞争，说到底是人才的竞争，是战略的竞争。物联网目前在我国还处于发展阶段，从事该行业的人才还比较匮乏，仅在交通物流等领域，人才需求量就超过20万，而且每年都在增长。做为基础型的产业对人才的海量需求，这也为职业院校提出了紧迫的要求，有一定基础、能力、条件的职业院校，应高度重视与加强物联网应用技术专业人才的培训与培养工作。

1.职业类院校学生的特点。职业类院校培养的学生主要从事安装、调试、维护、生产、营销和推广等工作。而物联网技术的发展与竞争，主要是人才的竞争。众多本科类院校也在开设物联网技术相关专业，但主要面对系统设计、系统分析和研究方面的研发工作，要求有深厚的理论基础知识，并且具备专业覆盖面广的优势，职业类院校学生胜任起来有些困难。纵观物联网的从业岗位，对于技术人员，尤其是建设调试、维修保养、技术服务、营销推广等工作，不需要非常深的理论知识，只需要掌握相关的操作规范与标准，具备最基础的专业知识，具备相应岗位必备的技能技巧即可以，正符合职业院校学生基础比较薄弱、学习主动性差、动手能力强、适合奔波式工作的职业特色，所以对于当前人才需求量大的物联网技术相关行业，职业类院校开设上此专业正具备最基础的条件。

2.各行业对物联网专业人才的需求量大。“十二五”期间物联网产业重点领域包括智能交通、智能电网、智能物流、智能工业、智能医疗、智能农业、公共安全、环境监控与灾害预警、社会公共事业、金融与服务业、智能家居、智慧城市、国防与军事等。

我国当前处理物联网技术人才处理缺乏状态，笔者随意浏览了一个招聘网站，中华英才网上与物联网相关的招聘信息有500余条，前程无忧网站上与物联网技术相关的招聘信息达到1000余条，智能招聘网站上与物联网技术相关的招聘岗位达到400余条，另经常有公司通过微信、QQ、网站平台、私人联系等方式在招聘技高能优的物联网技术相关的专业人才。

据不完全统计，近几年的几大应用领域对人才的需求量，可能均会超过20万以上，如智能交通、智能物流、智能电网、智能医疗、智能工业、智能农业、智慧生活等。

3.对物联网应用技术关键领域展开教学与研究。RFID技术等短距离通信技术、传感技术等关键技术，众多理工类职业院校有着丰厚的基础，承着物联网技术的推广与应用，职业类院校可以对这些核心的技术展开教学与研究，使得培养的人才在智能交通、智能物流、智能农业、智能工业等领域得到发挥。

4. 职业院校具备校企合作的基础。职业教育的人才培养模式步伐一直没有停息过，从项目教学法、学习德国职业教育模式、校企合作、微课教学、Mooc教学、混合式教学、顶岗实习等，究竟花落哪种模式，没终极结论。实践场地不断翻新，合作企业不断探索，新技术新技能不断涌入，已经让当前的众多高职院校具备了充分的校内实训基地，具备了校企合作的基础。

在当前的基础上，开发物联网技术专业具备了良好的基础。从教学方法上看，多年的探索与实践已经积累了成熟适用的经验，从硬件基础上看，已经具备了搭建物联网相关实训室的基础条件，从师资力量上看，已经拥有了开设此专业的技能与技术。院校与物联网企业合作，搭建校企合作平台，通过高校与企业联合办学，培养熟练掌握物联网知识与技术的信息服务与技能应用型人才，合作育人，合作发展，达到人才培养的灵活性、开放性、深入性、针对性。

总之，在当前本科类院校开设物联网应用技术专业的同时，各职业类院校也必须要迎头赶上，以呼应本科类院校培养的研究型人才，牢牢把握住这一机遇。中高等职业类院校作为国家技能型人才培养的基础，开办此专业显得尤其重要与必要，有处于当前物联网应用技术发展的大好形势 ，扭转物联网人才资源匮乏的局面，从而培养大批的具备物联网技术能力、创新能力、良好的团队合作精神的复合型人才，全国的职业类院校都以当前物联网发展的大好背景为依托，积极开办物联网应用技术专业，探索理论和实践相结合的优质培养人才战略。

由于我国物联网专业教育于2010年才起步，对于很多院校开设此专业还处理犹豫与探索阶段，如如何定位专业、课程设置？师资力量从何而来？实验室不完善如何办？学生的就业前景如何？等等诸多问题，这也一定程度上会制约着物联网技术专业的设置与发展，所以研究物联网应用技术专业教育的有效性及输送人才的通道更显得重要。

参考文献：

[1]董荣胜. 计算机科学导论―思想与方法. 北京：机械工业出版社， 2007年8月.

[2] 彭力.基于案例的物联网导论.北京：化学工业出版社， 2012年10月.

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智能科学与技术是形成于生命科学、控制科学、信息科学、计算机技术以及通信技术等学科与技术交叉基础上的新兴专业与研究方向[1]，旨在培养具有脑与认知科学、智能科学、信息科学、现代科学方法学的基本理论知识，掌握计算机、智能系统、信息网络、信息处理的基本技能，综合运用所学知识与技能去分析和解决实际问题，具有较强的自学能力和创新能力的高级复合型人才[2]。智能科学与技术本科专业从2004年设立至今，全国只有17所大学开办该本科专业，目前一级学科和二级学科还没有完全建立，培养方案的理论体系和实验体系还有待进一步探索和完善[3-4]。在该专业的课程体系中，智能科学技术导论作为一门专业的基础课程，针对的是学生实际需要，科学、系统地解答了学生各种专业问题[2]，可以帮助学生对本专业有一个整体认识，对智能科学领域有初步的了解，以发挥其对专业及专业基础课学习的良好导向作用。研究和探讨如何讲授该门课程具有重要的现实意义。

1智能科学技术导论教学现状

1.1具体表现

对专业认识较少是不少新生入学时找不到学习方向和目标的一个重要原因。在进入高等学校学习之前，绝大部分学生并不知道“智能科学与技术”指的是什么，涉及哪些知识，应用在哪些领域，影响有多大，他们只是凭专业名称、简单的介绍对该专业有个初步、直观的了解，而在进校后一般都是学习基础课程(如英语、线性代数、电路理论等)，到大二甚至大三才开始进行专业课的学习。学生在此之前由于不了解专业方向的学习和研究内容，很难想象他们在专业基础课学习上会有浓厚的兴趣，更不谈学习主动性的提升。智能科学技术导论在低年级开设，目的是让学生逐步认识、了解该专业的概况，达到激发学生学习专业课程、参与科学研究的兴趣，帮助他们对大学学习和生活进行规划和定位。然而，这一门课程并没有起到其应有的作用，具体表现如下。

1) 导论学习与专业学习存在断层。智能科学与技术的专业课程一般安排在大三、大四，而导论一般安排在大一学期，此时，由于知识结构和认知能力的缺失，新生难以将过深的学科形态、专业教学抽象成整体概念，对导论所涉及知识的掌握程度有限，在开始接触大量专业课时，他们已基本忘记了这一门入学时开设的从整体上介绍本专业的课程。

2) 学生专业学习的积极性不高。笔者在对高年级学生讲授专业课的过程中发现，很多学生对本应在大一就具备的专业思想、所涉及的智能科学技术领域的宏观知识、正确的学习方法等缺乏足够的认识，甚至是处于完全陌生的状态，因此对相关专业课的学习毫无兴趣，一味地认为进入该专业学习是自己的不幸，转而要求换专业甚至退学。

3) 继续从事本专业领域的研究或工作的兴趣低。根据调查发现，很多本专业的学生对毕业去向不持乐观态度，部分打算继续深造的学生考虑的是其他专业，而要进入社会的毕业生则表示找到专业对口的工作很难，他们大部分认为这是从一开始就没有对大学学习和生活做好规划和定位所导致。

1.2相关因素

通过与其他教师的交流以及与学生的座谈，笔者发现智能科学技术导论这门课程没有起到其应有作用的原因主要在于以下几个方面。

1) 教学内容缺乏针对性。智能科学与技术汇集多种边缘学科与技术，诸如信号与信息处理、信息论与信息通信、模式识别、图像处理、柔性决策与系统科学等内容，因此，课程所涉及的研究领域及内容十分丰富、教学知识结构较为庞大，涵盖范围广，课堂内容庞杂，热点分支多，知识点相对独立，联系不够紧密。正因为如此，在短短的课时教学中，教师的课堂讲述往往宽泛化，缺乏针对性。

2) 授课对象缺乏相关知识。在实际教学活动中，由于智能科学技术导论课程一般开设在入学之初，学生不仅缺乏相关基础知识，而且处于高中到大学的过渡期，他们的学习认知行为、学习方法、学习要求和学习内容的组织形式难以适应教师所授内容。如果课程内容涉及的专业知识过多，学生学习起来就费劲；如果偏重理论，教学会显得过于枯燥；如果过于注重工艺的讲解，又会给学生造成轻视专业基础知识的倾向[5]。如此种种，导致教师在讲课过程中处于两难境地，而学生则难以建立系统、完整的知识体系，在有限的时间里所能掌握、吸收并内化的智能科学基础知识很少，从而不利于今后专业课的深入学习。

3) 教学方式落后。目前，讲授智能科学技术导论这一课程采取的教学方式更多是传统的教学方式――课堂教学，而其课程特点是知识面广而不深。因此，传统教学方式的缺陷更为凸显出来，学生知识结构的延伸无法完成，对后续专业课教学产生不利影响。

2教学策略的提出

2.1课程的全程化

作为一门基础专业课，智能科学技术导论应以学生在专业领域的发展为主线，贯穿本科四年的学习中，根据不同年级学生的特点，有针对性地开课或开设学习指导性讲座，如大一阶段应以初步认识、了解专业本身，建立对本专业的信心，激发对专业的兴趣为目的而设置课程内容；大二阶段则为提高对专业的认识、巩固专业信心、学习专业方法、制定专业目标的阶段；大三阶段则是深入掌握专业学习方法、系统学习专业知识的阶段；大四阶段则是走向职场、实践运用专业知识的阶段。通过这4个阶段的递进关系，最终促进学生螺旋化地构建专业知识。

2.2教学方式的革新

把科学研究引入教学过程，使教学活动具有科研性，这是大学教学过程突出的特点[6]，因此，授课内容不应完全局限于教材，而应融入教师的科研、工程项目、实践经验以及学科知识。开设智能科学技术导论课程的目的是让学生初步从整体上接触专业基本知识，通过列举专业知识在实际生产中的应用以及专业基础知识在今后学习、科研工作中的重要性，为专业学习提供一个良好的导向。为此，除了传统的课堂教学外，还可考虑采取讲座方式提供相关信息、讲授相关知识。如选择智能科学与技术专业不同研究方向的老师，就其所研究领域的知识、学科发展最新概况、智能科学前沿技术及最新科技成果、专业学习方法、实验室在研项目等进行系列专题讲座，这样的讲座一方面更加具有针对性，另一方面能够充分发挥不同研究方向老师的优势。在此基础上进行讲解和讨论，学生可以从不同来源、不同角度了解该专业的内容、研究方法、前沿技术及发展方向，从而引导他们在智能科学与技术专业这条道路上稳步前行。

2.3调整与优化教学内容

作为一门“入门”课程，智能科学技术导论的讲授切忌涉及太多的理论，这会使学生失去学习的信心；同时，也不允许对课程内容进行重复性的讲授，这会使学生失去学习兴趣。鉴于此，在教学内容的组织上要做到内容难度适中，选择适合学生接受能力且对后续专业课学习有帮助的内容来授课。此外，智能科学是一个不断发展的学科，其技术成果、研究动向更新快，教师应及时介绍智能科学技术领域的最新科技成果，引导学生关注本专业的知识应用，拉近学生与智能科学技术之间的距离，使他们及时掌握本学科领域发展的最新动态，扩大知识面，为今后专业课的学习以及就业做铺垫。

2.4运用灵活的考核方式

一般专业课的学习效果比较显著，只要努力，课程结束后，学生一般也就掌握并内化了相关的专业知识。和这些一般的专业课程不同，智能科学技术导论课程的学习效果只能在后续专业学习中逐步体现，也正是由于该课程的教学内容、教学目的和教学要求等方面所具有的特殊性，其学习效果仅仅通过传统的测试很难检验出来，同时也容易束缚学生的思维，不利于其应有作用的发挥，因此，可考虑多样化的考核方式，如提交通过思考和查阅资料等手段完成的小论文、根据实验报告中的实验步骤写实验体会、要求学生推荐他认为本专业最新科技成果或参考书等。

2.5积极开展实验课

智能科学技术导论是一门从宏观上介绍智能科学领域相关内容的专业基础课，其重要任务是介绍专业教学安排和专业学习方法，并没有深入具体地介绍某一知识点。由于导论课程的特殊性，实验的开设可以参观性、演示性、模拟性为主，如组织新生参观学校组织的电子设计竞赛的作品，在参观过程中，从专业的角度为新生讲解各参赛作品的设计意义和原理。

此外，智能科学与技术覆盖面很广，工程性与实践性很强，现有市场上已存在涉及很大一部分相关知识的技术成果，因此，可进行反求工程式的实验课。如本院实验室拥有的机器人涉及到机械、计算机软硬件、人工智能、智能系统集成等众多先进技术，学生从中可逐渐认识、理解、学习掌握智能科学知识，这种反求工程式的实验课不仅可以提高学生对学习本专业知识的兴趣，也为后续专业学习奠定了基础。

2.6培养高素质的师资队伍

智能科学技术导论作为智能科学与技术专业学生的入门课程，对授课教师提出了很高的素质、能力要求。授课教师应具有深厚的基础理论知识、宽广的专业知识、丰富的科研与工程实践经历、高水平的教学能力以及大学生思想教育的经验[7]。

3结语

智能科学技术导论这一课程对稳定学生初期迷茫的专业思想动态、激发学生浓厚的参与意识和兴趣、提高学生学习后续专业课程的热情和解决实际问题的能力等有重大影响。在没有现成经验可借鉴的情况下，只有不断地实践总结，才能发挥其作为智能科学与技术专业“敲门砖”的作用。

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Discussion on Teaching Strategy of Introduction to Intelligence Science and Technology

LIU Zhenbing, DANG Xuanju

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摘要：结合三峡大学光电信息科学与工程专业建设的研究与实践，从专业定位与培养方向、教学内容与方法改革、实践教学、教学改革

>> “大交通”背景下光电信息科学与工程专业建设改革探索 基于光电信息科学与工程专业大学物理教学的探索 基于光电产业需求的光电信息科学与工程专业的改革与实践 基于就业为导向的光电信息专业融合式教学改革的分析与研究 光电信息科学与工程专业创新型人才培养体系的探索与实践 地方高校应用型光电信息科学与工程专业人才培养的探索 面向应用型人才培养的光电信息科学与工程专业课程体系建设研究 光电信息工程专业实习教学改革的探索与实践 以就业为导向的光电信息专业融合式教学改革探索 光电信息类本科专业实践教学改革与体系建设 电子信息科学与技术专业校企合作办学教学改革的探索 电子信息科学与技术专业建设与改革研究与实践 电子信息科学与技术专业核心课程体系改革与研究 电子信息科学与技术专业（车联网工程方向）导论课程教学研究和实践 新生研讨课“光电信息技术漫谈与应用”教学改革和实践 光电信息类“电磁场与电磁波”课程教学改革探讨 信息与计算科学专业图论教学改革研究 信息与计算科学专业实践教学改革研究 材料科学与工程专业电子信息材料课程教学改革研究 光信息科学与技术专业多维实践教学模式的探索与研究 常见问题解答 当前所在位置：.

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1将专业课按照课程内容及性质进行分类

对不同类型的专业选修课期末考核形式进行改革对道路工程CAD、交通系统仿真、公路施工组织与概预算等旨在培养学生应用能力的课程，在考核的过程中可以以期末大作业的形式来代替学期末的试卷考核。对交通运输法规、交通心理学等比较枯燥、学生需要大量记忆的课程，考核时可以借鉴公务员考试中申论的考核方式，以案例分析的形式让学生作答。一方面可以充分考核学生对所学知识是否能正确、灵活应用;另一方面可以从教学中培养学生公文写作的能力。对交通工程导论、轨道交通新技术等引导性课程，在期末时可以以小组汇报答辩的形式进行考核。首先，这种考核方式要求学生具有较强的、自主的资料查阅能力和整理能力，而资料查阅能力和整理能力是自主学习能力的基础;其次，以小组的形式进行考核要求学生有较强的团队协作能力;再次，以汇报答辩的形式进行考核，可以锻炼学生的表达能力，改善工科学生不善于表达的状况。

2对现有的考核比重进行调整

增加日常考核的比例在我校目前的考核方式中，将期末时试卷考试成绩所占比例定为80%，进而导致严重的考前突击现象。学生通过突击学习所掌握的知识将会在短时间内被忘记。为此，我们建议将交通工程专业选修课课程结束时的考核成绩所占比例降为50%～60%;增加每章课程结束后的小测验或作业所占成绩的比例，建议为20%～30%;增加课堂活跃程度表现分，建议按不同性质课程定为5%～25%;降低点名考核所占比例，建议为0～10%。通过此种考核方式，教师可以对学生的日常学习状态及他们对知识掌握程度有更好的了解，而且也间接地增强了对学生日常学习的督促。

3充分尊重任课教师的意见，将考核方式权

交给教师任课教师可以根据需要，将试卷考核定为开卷、半开卷和闭卷等多种形式;不建议事前给出标准答案，可视学生答题的创新型及独到性酌情处理。考核内容不局限于目前常用的判断、选择、填空、名词解释及计算等形式，可视课程需要，酌情增加案例分析、方案设计等自主性较强，可开发学生独立思考能力的考核内容等。

二改革成效对交通工程专业选修课考核方式改革的几轮实验证明

(1)通过增加课堂活跃程度表现的比重，有效遏制了高年级学生在专业选修课中的迟到、早退、逃课、不听课等不良现象;

(2)通过汇报答辩的考核方式，培养了学生较强的自主学习能力，在毕业设计之前大部分学生就已锻炼了较好的资料查阅能力和整理能力。此外，该种考核方式有助于培养学生良好的团队协作能力和表达能力;

(3)通过案例分析、公文作答的考核方式，培养了学生良好的公文写作能力，为日后工作打下良好的基础;

(4)通过章节结束后的考核，教师可以及时地了解学生的学习状态及他们对知识的掌握程度，从而适当调整教学进度，对部分难点内容进行回顾讲解。

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二、交通运输专业的人才培养特色和就业趋向

交通运输和其它工程类专业一样，需要培养出具备扎实的科学理论基础、掌握相应的工程原理、能够将理论和原理灵活地应用于工程实践中并有所创新的人才。除此之外，交通运输领域所涉及和涵盖的内容广泛，就业面较宽，2007—2010年本专业就业统计数据显示，毕业生就业形势较好，就业去向分布广泛，近49%毕业生进入汽车整车、零配件制造销售及其相关产业领域，运输企业、交通工程建设企业和保险公司汽车保险理赔现场查勘定损占8%，各地运输管理部门5%，职业技术院校和科研单位占5%，物流企业占5%，考取研究生占13%，另有15%跨行业择业。而2011—2014年毕业生就业形势严峻，毕业生就业去向趋于分散化，而且超跨专业就业比例越来越大。毕业生进入汽车整车和零配件制造行业、交通工程建设企业，职业技术院校和科研单位的比例在逐年减少，主要原因是近几年大学毕业生供大于求，这些用人单位在选择余地更大的情况下，更倾向于车辆工程、机械土木工程等专业的学术和应用“双强”型毕业生。近四年来，运输企业和保险理赔现场查勘定损、汽车整车和零部件销售以及物流企业的就业比例在有所增加，这些以往主要招收管理类专业的用人单位看重的就是交通运输专业毕业生所具备的厚实的工程应用技能和一定的管理理论和意识。针对就业需求的新形势，交通运输专业必须根据社会需求对高校专业设置的反馈进行分析，使人才培养与未来的长期就业需求对接。这就要求大工程背景下构建人才培养方案和设置课程体系时，要着重处理好公共课、基础课、专业基础课和专业课；自然科学课程、人文和社会科学课程；必修课和选修课；实验实践教学与理论教学之间的关系。缺少了与培养目标紧紧相扣的完善的人才培养方案和课程体系，“厚基础，宽口径”输出人才就只是高校为响应教育部和迎合就业市场的空口号。

三、交通运输专业课程体系存在问题

在工程大类招生培养模式下，交通运输专业课程分为理论课程（包括课内实验实践）、实践环节两大模块。理论课程的学习分为通识教育课程、学科基础课课程、专业课程三个阶段。新生入学只分班级，不分专业，前三学期学习公共基础课和学科基础课程，第三学期期末根据以往学习成绩和个人志愿分专业，正式进入专业课程的学习。通识教育课程共计4分，占总学时比例为25%；学科基础课程包括：高等数学A，大学物理B，大学物理实验，工程制图和专业认知导论五门课程，共计27学分，占总学时比例为18%；专业课分为专业基础课、必修课和选修课，占总学时比例分别为25%、22%和10%；实践教学环节模块包括各类实习、课程设计、毕业设计（论文）等，共计44周。从以上数据可以看出，交通运输专业在宏观体系结构和学时分布上，注重学科基础的形成，符合“厚基础，宽口径”的人才培养原则。各层次内部的课程设置和综合培养效果存在一定的问题。问题之一：专业方向的划分时间。交通运输有三个主要的专业方向：汽车运用方向、运输规划与管理、物流工程。这三个方向所对应的专业课的设置差异较大。学生进入专业课程学习后的第四———第六学期不分方向，三个学期主要以专业基础课和必修课学习为主。专业基础课主要是为了强化工程基础，开设课程包括线性代数、理论力学、材料力学、机械原理等工科必修课程，专业必修课面向宽口径，包括：运筹学、汽车构造、交通运输工程学、交通管理与控制等课程，开设课程跨越三个专业方向的主干课。专业方向的划分和选择是在第七学期，以选修课为主。这种课程设置方式虽然夯实了学科基础，有利于学生的兴趣发掘和培养，避免专业分方向时的盲目，但单方面强调专业的宽口径，却忽视了课程之间的过渡和衔接，导致课程体系缺乏系统性和完整性。通过了解发现，学生修完所有的专业课程后普遍感觉是“好像什么都懂，又好像什么都不懂”，虽然交通的每个方向都有所了解，但留于表面，很多感兴趣的或者是未来欲从事的就业方向的课程学习的不够深入。问题之二：课程选修体系缺乏弹性，体系需进一步完善。分方向后，学生选课时通常是：“7选5”，即从7门选修课中选取5门，给予学生的选择余地很小，选修课往往变成了必修课。为了强调课程的系统性和完整性，第七学期专业学习方向确定后，只能在各自方向内选修课程，不能跨方向选修，这也是不合理的。就业市场和用人需求环境是动态变化着的，任何专业方向的划设都只能是和就业需求大范围的模糊匹配，实现不了人才培养和岗位要求一一对应，而允许跨专业方向、跨系部、甚至是跨学院任选课程这种弹性选课体系，可以利用现有的工程教学资源，能在不增加教学资源投入和成本的情况下，有助于为那些有明确就业岗位要求和兴趣的学生形成个性化的知识体系，提升学生的学习兴趣和对专业的自我认同感，进一步缓解就业压力。

四、建立就业导向型专业课程体系

就业导向型专业课程体系的设置思路大体包括以下三个方面：

1.适当提前专业方向分流的时间，增强人才培养的系统性。针对以上的问题，笔者认为可以将专业分流时间提前至第五学期期末，从第六学期期初即进行分专业方向学习。当然，这种提前并不单纯是时间上的提前，整个专业课程的设置体系都要随之进行相应的改动。第五学期开设三个方向的主干课程，让学生整体对交通运输每个方向形成基本认知，然后第六———七学期分方向设置专业方向必修和选修课程。

2.建立学生兴趣与就业导向相结合的弹性课程选修体系。提前进行专业方向分流能够提高学生知识体系的系统性，但也有时会禁锢学生的自我发展，这种局限性可以通过灵活的选修课制度和体系来弥补。这里笔者提出，允许跨专业方向、跨系部、甚至是跨学院任选课程，但这种并不是随意选择，而是有“边界”的。综合本专业教师、业内教育专家和企事业用人单位的意见和建议，针对目前及未来本专业的岗位需求，建立基于就业导向的选课指南，以此作为既有的专业方向课程体系的一种补充，这样就不会增加教学管理的成本和难度，又为那些有明确就业方向和特别兴趣的同学提供个性化的培养模式，这种选课制度弥补了目前课程设置体系的局限，激发了学生的学习兴趣和潜能。

3.逐步建立健全网络化的课程体系。网络课程建设是拓宽教学空间，促进教学模式、教学手段和教学方法改革，提升教学质量的主要途径。网络课程是增加学生知识面、提高学生自学能力、增加学生学习兴趣、培养学生能力。网络课程建设不仅限于本校本专业教师，而是将企事业单位的技术人员请到网络课堂上来，与教师共同完成，实现教材中的理论与岗位中的实践紧密结合的目的。

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[中图分类号]G643[文献标识码]A[文章编号]10054634（2016）05004403

0引言

表面工程是指对机械零件表面进行涂覆、改性或复合处理，以改变零件表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，并获得所需特殊表面性能的系统工程。表面工程技术的最大优势是能够制备出优于零件本体材料性能的表面渗层/镀层/涂层等改性层，赋予零件更好的耐磨、耐蚀、抗疲劳、耐高温等性能[1]，已成为现代科学研究高新技术发展和机械工程应用中新材料制备的关键技术之一。

目前，表面工程技术已经成为一门独立的技术和研究领域，世界上各高校均开设相关表面工程类的学科或方向，如英国伯明翰大学冶金与材料学院设有表面工程方向、美国凯斯西储大学工程学院等设有表面工程方向、加拿大阿尔伯塔大学化学与材料工程系设有表面科学与工程方向等等。国内已有大连理工大学开设材料表面工程专业，南昌航空大学开设的材料表面与界面工程专业，这些专业为学校自主开设的专业，为材料科学与工程专业下的二级学科。其它工科类院校虽然没有设立专门的学科专业，但一般均开设有相应的研究方向，如材料表面工程、材料表面改性等。

随着我国科教兴国、人才储备等战略的提出，以及家庭对教育重要性的认识提高逐步，我国各大高校的规模不断扩大，研究生招生的数量也不断增加，如何保证研究生培养质量，对各大高校提出了更高的要求[2]。

1中美大学新生教育内容的比较分析对材料表面工程专业或表面工程方向的学生来说，目前市面上见到的相关书籍或教材主要有徐滨士等编著的《材料表面工程》、赵文轸等编著的《材料表面工程导论》以及王振廷等编著的《材料表面工程技术》等。以赵文轸等编著的《材料表面工程导论》为例，该教材首先从理论上论述了固体表面的晶体构造、理化特点以及表面强度等问题，然后就表面工程中10个大类表面技术的原理、工艺特点、应用领域进行了论证和说明，最后介绍了表面工程中常用的一些分析和测试方法。尽管教材突出了先进性，但其中理论性的内容相对较多，应用方面的内容较少，一些新兴的复合技术等未能涉及[3]。目前大多数高校的教师对材料表面工程类课程的讲解均是以这些教材为蓝本，这对注重基础、课时充足的本科生教学是比较合适的。研究生与本科生相比，是一个特殊的学生群体，学生自身的理解能力进一步增强，且研究生教学学时比本科课时少，往往少于32学时，一般为24学时甚至16学时，因此，如果采取和本科生同样的教学方式，一方面讲解的内容难以取舍和完成。另一方面难以调动学生的积极性，往往教学效果一般[4]。

2适合研究生的新型讲授思路和方法探讨

研究生课程培养目标：通过课堂教学，使学生了解表面工程的相关理论，掌握表面工程技术的工艺方法，为将来从事材料科学与工程方面的生产、管理及研究奠定基础。培养要求：通过本课程的学习，使学生能够了解目前主流表面工程技术的基本原理，掌握典型表面工程技术的制备方法和工艺过程，掌握材料成分、组织结构及性能的测试分析和评价方法，具有获取表面工程技术新知识和运用新知识的能力，将来能够解决材料领域生产及研发过程中遇到的实际问题[5，6]。

基于笔者多年对材料表面工程类课程的学习和笔者对《材料表面工程导论》《功能薄膜等离子体辅助加工技术》和《材料合成与制备方法》等研究生课程的教学实践，根据表面工程学科“综合、复合、交叉、系统”的特色，经认真归纳总结和分析，提出了《材料表面工程技术》研究生课程讲授的结构体系：由传统制备技术到现代制备技术，由固态制备技术到气态（真空）制备技术，由污染环境型技术到环境友好型技术，由单一制备技术到复合制备技术，采用逐步过渡、逐层推进的方式进行讲授。以1门24学时的《材料表面工程技术》研究生课程为例，应该采用的典型教学框架为：基础知识部分4学时，典型专项技术部分16学时，新型复合技术部分4学时，如图1所示。具体讲授方法如下。

课程的第一部分应利用4个学时进行基础知识方面的介绍，包括表面工程技术的意义及发展历程，在这一部分，要首先介绍表面工程技术出现的背景和现实意义，回顾整个技术的发展历程，以及标志性的历史事件，以激发学生的学习兴趣，为进一步学习各种专项技术奠定理论基础。

课程的第二部分利用16学时重点对典型的专项技术进行介绍，主要是基于表面工程技术的发展进步和各类专项技术之间的关系，由传统制备技术到现代制备技术，即先讲授热扩渗技术（包括渗氮、渗碳、渗金属、热浸镀等），再讲授高能束技术（包括离子束技术、电子束技术、激光束技术等），最后介绍沉积技术（包括喷涂、蒸发镀、溅射镀等），各类专项技术之间内在的逻辑联系是改性层与基体之间的结合状态由冶金结合到机械结合逐渐过渡，如图2所示。

各类专项技术的讲授方法是由固态制备技术到气态（真空）制备技术，由污染环境型技术到环境友好型技术。以热扩渗技术的讲授为例，该部分内容可分两个层次进行讲解，第一部分讲授热扩渗非金属元素（包括氮、碳、硼、硅等），由固体热扩渗（固体渗碳），接着讲授液体热扩渗（盐浴渗氮），再讲授气体热扩渗（气体渗氮、渗碳）、真空热扩渗（真空渗氮、真空渗碳、等离子渗氮等），最后讲授该类技术的最新发展（活化屏等离子体渗氮、渗碳）；第二部分讲授热扩渗金属元素（包括锌、铝、铬、钛等），这部分亦是先讲授液体热扩渗技术，再讲授气体（真空）热扩渗技术。

以上这些工艺技术主要通过“渗进去”和“长出来”两种工艺过程实现，使材料表面组织发生相变（化学反应），进而使材料表面具备新的力学性能（硬度、抗疲劳等）或功能性（热、电、磁等性能），达到材料表面改性的目的。因此，在具体讲授某一种技术时，可以采用案例式教学结合生产实践[5，6]，首先向学生介绍该技术的工艺过程，明确该工艺过程实现的是材料的“渗进去”还是“长出来”，接着让学生认识到该工艺过程是否是材料表面组织发生相变，发生什么相变，然后让学生理解发生相变的原因，最后向学生介绍这种技术特点及其应用。

以热扩渗技术为例，在讲授气体渗碳时，可以汽车齿轮渗碳为案例，借助多媒体软件（PowerPoint和视频）进行讲解。首先向学生介绍该技术的工艺过程：即渗碳工艺制定―齿轮预处理―装炉―升温―通入含碳介质―保温―降温―出炉。在讲授过程中要重点强调工艺制度的制定，包括齿轮热处理工艺的制定和渗碳工艺的制定。而预处理的过程包括齿轮的淬火和回火以及装炉前的除油、除垢。通过讲解，使学生认识到：（1）该工艺过程实现的是碳元素的渗入；（2）由于碳元素的扩散渗入，在齿轮的表面与铁元素发生化学反应，形成铁的碳化物，由于表面碳化物的生成，在齿轮表面由表及里形成了典型的ε-Fe3Cε-Fe3C+α-Feα-Fe梯度组织；（3）表面组织的改变，使齿轮表面的硬度、耐磨性和疲劳强度显著提高，实现汽车齿轮的改性。其中在（2）的介绍中，向学生重点强调在碳元素在扩散过程中，碳浓度的变化规律，然后结合Fe-C相图，分析扩散过程中可能生成的新化合物相。这样，在整个技术讲授过程中既有理论又有实践，两者协同统一，达到良好的教学效果。

鉴于表面工程新的发展趋势以及复合表面工程技术的优越性，在各类专项技术讲授完毕后，在课程的第三部分利用4学时讲授一些新型复合表面工程技术，如热扩渗和气相沉积薄膜复合、离子注入和磁控溅射镀膜复合、微弧氧化和强流脉冲电子束复合、等离子喷涂和激光氮化结合等。

以上是以24学时为例进行说明的，如果讲授学时少于或多于24学时，教师只需要对上述各个部分、各个层次内容的学时作相应的调整即可。

3结束语

针对研究生教学对象和教学课时的特殊性，根据笔者多年学习和讲授经验，设计出更适合表面工程类研究生接受和学习的新型讲授体系、思路和和方法，经笔者及相关教师的教学实践证明，教学效果良好，受到学生的普遍欢迎，值得推广应用。

参考文献

[1] 师昌绪，徐滨士，张平，等.21世纪表面工程的发展趋势[J].2001（1）：17.

[2] 王辉，徐晓莉，王环.浅谈研究生实践教学与理论教学[J].中国科教创新导刊，2012（29）：4547.

[3] 赵文轸.材料表面工程导论[M].西安：西安交通大学出版社，2003.

[4] 张微，张津，曾英.“材料表面工程”课程教学改革[J].四川兵工学报，2008，29（2）：125126.

[5] 王云龙，王淼，秦月梅. 将“表面文章”做到实处―高校“表面工程”课程教学初探[J].考试周刊，2012（84）：155156.

[6] 谭晓京，李本昌，胡颖慧，等.高等工科院校全日制专业学位研究生实践教学的探究[J].课程教育研究（新教师教学），2013（16）：16.

Discussion on a new teaching method for graduate course of material

surface engineering technology

Liu Ruiliang1，Yan Mufu2，Qiao Yingjie1

（1. Key Laboratory of Superlight Material and Surface Technology of Ministry of Education，College of Material Science

and Chemical Engineering，Harbin Engineering University， Harbin，Heilongjiang 150001，China；

2. National Key Laboratory for Precision Hot Processing of Metals，School of Materials

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作者简介：苏宏升（1969-），男，甘肃靖远人，兰州交通大学自动化与电气工程学院电气工程系副主任，教授；董海鹰（1966-），男，陕西临潼人，兰州交通大学自动化与电气工程学院副院长，教授。（甘肃　兰州　730070）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）33-0027-03

一、历史沿革

兰州交通大学电气工程及其自动化专业的前身是1958年由姜嘉猷教授等一批电机工程专家组建的电力机车专业和1959年组建的电力机车供电专业。1999年，学校根据国家新的本科专业目录，设立了电气工程及其自动化本科专业，并于同年开始招生。2000年，该专业被教育部列入国家管理的专业点名单，并于2004年获得了财政部的中央与地方共建高校专项资金资助。[1]

电气工程及其自动化专业自成立以来，沿袭兰州交通大学（兰州铁道学院）多年优良的办学传统，本着服务铁路和面向地方电力系统领域进行人才培养的原则，已为国家培养了1000多名铁道电气化工程领域的专业技术人才，为国家建设，特别是西部铁路建设作出了重要贡献。

二、专业定位

随着高等教育教学改革的发展，我国高校高等教育已从精英教育时期转变为大众化教育时期，而大众化教育所面临的最大问题是毕业生的就业分配问题。严峻的就业形势已经演变成一个备受关注的社会问题，而这仅仅通过提升教学质量，狠抓教学水平的努力是难以办到的。因此必须从社会分析做起，正确定位，找好高校人才培养和社会需求的结合点，做好高等教育的专业教学改革，完成高校肩负的三项主要职能：人才培养、科研转化和服务社会。

电气工程及其自动化专业是我国工科院校普遍设立的一个专业，专业规模相对庞大，就业竞争异常激烈。如前所述，兰州交通大学如何能够培养出适应时代需求的学生，在当前诸多高校中占有一席之地，是关系到该专业生存发展的重要问题。为此，兰州交通大学电气工程系在对当前该专业深入分析的基础上，结合原铁路院校类特色，进行了大胆的尝试和改革，即将兰州交通大学电气工程及其自动化专业定位于铁路特色专业，在原电气工程及其自动化专业原有方向的基础上设立了电气化铁道牵引供电和接触网工程两个特色专业方向，一方面拓展了学生的就业渠道，进一步明确了教学目标，另一方面兼顾了学生的学习兴趣。经过两年的专业尝试，证明电气工程系将电气工程及其自动化专业定位于铁路特色专业的实践是完全正确的，出现了毕业生供不应求的局面，不少人已在本职岗位上取得了良好成绩，深受用人单位欢迎。

三、特色专业方向的设立

教育部《普通高等学校专业设置的规定》明确规定：“普通高等学校根据社会特殊需要及自身优势和特点，可在完成基础课教学后，在现设专业范围内自主审定专业方向”。在此规则指导下，兰州交通大学电气工程系开展了在电气工程及其自动化专业下设立特色专业方向的探讨和研究工作。

1.电气专业宽口径下的问题分析

纵观当前电气工程及其自动化专业的状况，所存在的问题主要表现在：一是人才培养目标不够明确。部分高校沿袭着我国高等教育中重理论、轻知识传授的教育理念，忽略了人自身的教育，又缺乏明确的专业定位，导致培养目标过大而无法适应时代需求，也不能适应社会对人才的多层次需求。二是人才培养模式落后，缺乏创新。教学以具体专业为导向，将相应的专业知识灌输给学生，较少考虑学生是否能将所学知识完全消化，是否形成了合理的知识结构，是否能够运用这些专业知识解决实际问题。随着信息技术的高速发展，技术专业化日益突出，培养更加专业的电气方面人才是社会发展的必然。

2.铁路特色专业方向建立的可行性和必然性

我国能源资源分布的不均衡以及越来越多的外出务工人员，决定了我国铁路交通运输在未来国民经济发展中仍将占据十分重要的地位，而铁路电力牵引相比其他牵引方式在高速、重载、环保等方面具有很大的优越性，因而是未来铁路交通运输行业主要发展的牵引模式。“九五”后期，随着一批时速超过200km的客货共线铁路和200～350km的客运专线铁路的建成，我国铁路进入高速发展期，加上这些铁路多采用信息技术控制和管理，客观上决定了对铁路牵引供电专业的更高要求：要求电气专业对铁道知识有深入的理解和掌握；要求作为铁路自动化、现代化和科技化代表的牵引供电系统要从可靠性到先进性满足高速铁路建设的要求；要求现代的电力牵引供电要向专业化、科技化和信息化的方向发展。

目前我国铁路建设掀起了新一轮，且正在向新疆、等边远地区渗透，而这些铁路建设的特点是高起点和高标准，急需大量掌握现代科学知识的铁路供电和接触网方面的人才，从事与牵引变电所与接触网有关的运营维护工作，确保大动脉的安全畅通。另外，由于兰州交通大学电气专业培养目标不够明朗或培养计划满足不了高速铁路发展的要求，致使人才培养与社会需求脱节，毕业生就业困难。

根据我们在乌鲁木齐、呼和浩特、哈尔滨、武汉、郑州、兰州等铁路局和青藏铁路公司，以及南车、北车等铁路机车车辆制造企业的调查而得出的结论来看，这些企业每年对牵引供电专业毕业生的人才需求是学校能够提供的三分之一，缺口达一半以上，而且这些铁路企业对牵引供电的人才需求还将继续增长。

一方面是宽口径下电气专业学生由于技能欠缺和诸多高校学生人数日益增多带来的就业压力；另一方面是铁路牵引供电专业的人才匮乏，出现了多家用人单位提前到学校争抢人才而无法满足人才需求的局面。鉴于此，根据兰州交通大学原铁路类院校特色，兰州交通大学电气工程系决定在电气工程及其自动化专业下开辟牵引供电专业方向。同时，考虑到接触网是电力牵引必不可少的载体，与运营维护工作往往纠结在一起，密不可分，因此又设立了接触网工程方向。这样和原来的电力系统自动化专业方向一起，兰州交通大学电气工程及其自动化专业共有三个专业方向，即两个铁路特色专业方向和一个传统专业方向，较好地满足了用人单位的需求，也给学生提供了更多的选择空间。

四、铁路特色专业方向改革的具体措施

电气工程系铁路特色专业方向一经确定就成为兰州交通大学的一个重要专业方向，这也是甘肃省乃至西北地区唯一的一个有该方向的本科院校。为了满足铁路特色专业方向（即铁道供电和接触网方向）的教学要求，院系两级在人才培养模式、课程设置、教材选取和平台建设等方面成立了专门的课题研究小组，并得到了学校的大力资助。

1.教学计划的修订和课程设置的完善

电气工程系原有的教学计划和大纲是针对电气工程及其自动化本科专业而设置的，具有课程门类比较齐全，覆盖面广的特点。缺点是缺乏特色，定向模糊，培养目标不清晰，导致毕业生就业困难。为了能和铁路特色专业培养目标相匹配，必须对现有的教学计划进行调整，使之既能符合电气工程及其自动化专业的培养计划，又能体现铁路特色供电专业的培养目标。为此，研究小组认为：新教学计划的制定应该体现知识的完整性和连贯性；充分反映本课程方向的新技术和发展前景；删减就繁，除旧布新，突出重点；理论联系实际，注重实践能力的培养。正是基于这样的原则，结合大纲对原教学计划从公共基础课程教学平台、专业基础课程教学平台、专业课程教学平台以及工程实践能力教学平台四个方面进行了修订。[2]

（1）公共基础课程教学平台的修订。除执行全校公共基础课程体系外，学院还构建了由14门课程组成的计算机应用能力平台：“程序设计基础”、“数据结构”、“离散数学”、“微机原理”、“单片机原理及系统设计”、“数值计算与MATLAB方法”、“嵌入式系统设计”、“计算机导论”、“DSP技术及应用”、“数字信号处理”、“软件开发技术基础”、“数据库技术及应用”、“Web技术及应用”、“计算机网络”，为学生今后的发展奠定了基础。

鉴于铁路特色专业方向对数学有较高的要求，因此在修订计划时增加了工程数学教学方面的内容，包括“数学物理方程”、“矢量分析与场论”、“概率与数理统计”、“复变函数与积分变换”课程，为学生专业方向课程的学习中打下厚实的基础。

这样学生既能在大电类基础课程教学平台的宽口径下学习，又能掌握特色专业方向课的基础课教学内容，为以后分专业方向学习奠定了坚实的基础。

（2）专业基础课程教学平台的修订。电气工程及其自动化专业基础课程教学平台包括“电路分析”、“电路实验”、“电子技术”、“电子技术实验”、“工程电磁场”、“自动控制原理”、“电机学”、“电气工程导论”、“电力系统分析”、“电力系统通信与网络技术”10门课程，与公共基础课程共同构成大电类基础课程教学大平台。

由于接触网专业对机械和力学知识有较严格的要求，因此在专业基础平台中增加了“机械设计基础”和“工程力学”课程，丰富了学生的专业知识面，也为以后学好接触网专业方向奠定了基础。

（3）专业课程教学平台的修订。电气工程及其自动化专业课程教学平台主要涉及“高电压技术”、“电力电子技术”、“电力系统继电保护原理”、“电气测试技术”、“电器控制与可编程控制器”、“电力系统自动化”、“专业英语阅读与写作”、“电气设备状态监测与故障诊断”、“配电网络自动化”等课程，与毕业设计、课程设计一起构建专业技能获取平台。

专业课程教学平台的修订对确保铁路特色专业方向成功至关重要，因此做了较大的调整。针对电气化铁道牵引供电专业方向，增加了“电气化铁道供电系统与设计”、“电气化铁道供电系统及装备”、“城市轨道交通供电系统”、“牵引供电所设计与施工”课程以及这些课的课程设计。针对接触网工程专业方向，增加了“接触网工程与设计”、“接触网规程与规则”、“接触网施工”、“接触网检测”以及“接触网工程与设计课程设计”。上述两个特色方向除必修课外，均有9个学分的选修课。表1是调整后电气工程及其自动化铁路特色专业方向课程教学计划。

（4）工程实践能力教学平台的修订。工程实践能力教学平台的调整主要基于两方面：一是调整工程实践平台本身的实训内容，如认识实习由参观刘家峡水电站改为参观兰州铁路局供电段兰东牵引变电所，生产实习由原来的兰州电机厂实习改为兰州铁路局职工培训站陇西分站接触网实训基地实习。二是开辟新的实训内容或实训基地，如增加了有关牵引供电系统和接触网专业方向的零部件拆装实习，以及开辟了兰州铁路局供电段电调中心实习基地。此外，学院还定期聘请各大铁路局、设计院、中铁电气化公司、青藏铁路公司等现场专业人员来学院任课或作报告，使得学生们不出校门就能学习到现场的知识。

2.师资队伍建设的研究

电气工程及其自动化专业铁路特色专业方向是一个崭新的方向，师资力量的配备直接影响到专业建设的成败。在优化师资配置资源的基础上，必须加大师资培训，提高教师的专业水平。具体措施：一是安排教师到相关院校进行实习培训，加强学习交流。如2008年安排张廷荣、李红两位青年教师去华东交通大学学习，安排李亚宁教师去铁道部第一设计院学习，2009年安排张廷荣、李红去铁道部第一设计院兰州分院学习，2010年安排闵永智教师去西南交通大学学习，提高了教师的理论水平。除了每年安排相关教师进修实习外，学院还着力出台了“1+2”研修计划和“1+1”帮带计划。二是鼓励教师利用暑、寒期到工厂或铁路建设现场实地考察，与现场工人、技师交流学习，做到真正实践学习。三是在院内积极开展铁路特色专业方向方面的科研工作，加大对科研方面的投入。通过承担和参与科研项目，提高教师发现和解决工程实际问题的能力，丰富教师的工程实践经验。四是强化教师专业队伍，引进高水平人才，要特别加强从企业引进具有较高学术水平和丰富工程实践经验的高级专业技术人才，提高师资队伍的整体工程实践能力和水平。

3.实验室建设和实习基地的建立

实验是教学的重要环节，相应的实验室建设对于专业发展尤为重要。铁道电力牵引供电系统和接触网专业方向建立之前，我们就对实验室建设进行了大量的考察和论证工作，一经专业方向确立就开始了实验室建设工作。由于铁路特色专业方向的特殊性和庞大性，所需建设资金缺口较大，研究如何利用有限的资金完成有代表性的实验设备从而完成实验室建设，满足日常教学需求，帮助学生理解和接受所学专业知识提高学生学习主动性异常重要。学校采取了以自我建设为主的方式，同时加强外来资金的引入。一方面，学校利用日元贷款大力建设铁路特色专业方向实验室，先期建成电气化铁道供电系统模型实验室，包括一个电力系统沙盘及一个牵引供电系统沙盘；全部偿、半补偿及接触网简单悬挂模型；断路器、隔开关、互感器、避雷器等牵引变电所电力设备模型；AT、BT及接触网直供方式下的挂板模型；牵引所二次回路、直流操作电源的挂板模型，满足铁路特色专业方向学生学习的基本需求。另一方面，利用财政部与地方共建实验室和特色办学机会，争取国家财政支持。通过各方积极努力，获得财政部数百万元建设基金，建立了远动及综合自动化实验室。最后利用现有的实验设备，学校投入配套资金进行二次开发，展开对遥测、遥信和遥控系统的深入研究，完善实验室设备和技术。[3]

关于实习基地的建设问题，接触网专业方向要求学生必须通过相应的安全规程测试，合格后方能上岗，其特殊性决定了实习的重要性。利用现有条件和依托相关企业单位建设新的实习基地是我们必须思考的问题。学校利用兰州铁路局职工培训站接触网实习基地的优势，在实习阶段将学生送到接触网实习基地进行接触网零部件拆装练习，并设法考取上岗证。另外，和企业积极联合，建立新的实习基地。如与兰州铁路局兰东供电段达成就业实习协议，给学生一个熟悉和实习的机会，做到理论和实践相结合。

4.教学方式多样化，注重学生能力培养

为了增加学生的学习兴趣，电气工程及其自动化专业铁路特色专业方向的课程从内容到形式上都进行了不断地尝试，目的是寻求利于学生学习和能力提高的最佳结合点。

教学内容上不再采取单纯的灌输式教学，而是丰富教学内容。首先在教材的选取上采用“三位一体”的教材，再经过大量的比对，选取最好、最先进的教材。对不恰当的教材经过教师和专业技术人员的共同努力进行修正；课堂采取不同的教学方法，利用多媒体课件教学，一方面从交流单位引进录像，另一方面根据需要去现场实地制作教学录像，提高了学生的学习兴趣。

课堂教学注重能力培养。为了提高学生能力，充分发挥学生的学习主动性，一些课程采取了教师讲授、学生参与的方式。例如，对于轨道交通概论，任课教师讲完部分课件后，布置学生课后通过资料查取完成一定任务，并让学生们课堂讲解。由于学生查阅的知识多种多样，不仅丰富了学生的视野，而且教师在其中也可以学到不少知识，共同受益。提高了学生的学习主动性、自学能力。

五、铁路特色专业方向取得的实效

兰州交通大学电气工程及其自动化专业铁路特色专业方向一经开始就显示了极其强大的生命力和发展潜力。在校内受到领导和广大教师的支持，为学生提供了一个新的就业机会和选择。经过两年的建设和发展，得到了铁路局、设计院、中铁电气化局、中铁建和机车车辆制造企业的认可和好评。目前除部分毕业生考取研究生外，大部分学生已走上工作岗位，总体呈现出供不应求的局面。在最近连续三届的毕业生就业分配中，无1人待业。在最近连续两年的高考中，报考该专业学习的学生数量大大增加。该专业与铁路信号、机车控制两个专业配套，构造了“三位一体”的学科优势，填补了学科专业建设的空白。

六、结束语

自1999年电气工程及其自动化专业恢复招生以来，历经10年有余。在校、院两级领导的支持下，电气工程系教师孜孜不倦、呕心沥血，建立了国家特色专业和省级实验示范中心两个平台，设立了电气工程一级硕士学位授权点和一个工程硕士学位授权点，并吸引了大连交通大学、西南交通大学、华东交通大学、宁夏大学、兰州理工大学、兰州工业专科学校、河西学院、陇东学院、甘肃工业职业技术学院、酒泉工业职业技术学院、乌克兰克列门丘格国立大学和斯洛伐克马捷贝尔大学等院校教师来中心参观、学习，取得了令人瞩目的成绩。

参考文献：

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学校依托轨道交通类国家重点学科、国家特色专业、国家级人才培养模式创新实验区以及一批国家级实践教学平台和科研平台，以行业前沿理论和先进技术为引领，通过学科专业交叉、教学科研协同、学校企业联合，深化课程平台、精品教材、实践平台和师资队伍内涵建设，为轨道交通特色拔尖创新人才培养奠定坚实基础。

1.构建轨道交通特色拔尖创新人才培养课程体系

以行业先进技术为引领，鼓励教师积极将高水平的科研成果和前沿技术带入课堂和实验室，转化为课堂教学内容和实验教学项目，建设了一批与前沿技术接轨的特色专业课程群。在课堂教学中加大双语教学课程比重，拓宽学生的国际视野，提高学生的国际竞争力。

2.编写轨道交通特色教材

以精品教材建设为核心，吸收最新科技成果和前沿理论，不断加强轨道交通特色系列教材建设，编写出版了《交通运输》《车辆工程》《铁道工程》《铁道信号》《轨道牵引电气化》等特色专业系列教材，保持专业课程教学内容和教材内容的先进性。

3.搭建科研教学一体化实践平台

学校在现有的科研平台、实验教学平台和校外基地建设的基础上，及时将科研最新成果转化为实验教学内容与实验教学系统，自主研制一批与轨道交通关键技术发展同步的实验系统，实现了校内优质科研资源、行业企业先进技术条件和实验教学资源的深度融合与共享，为轨道交通拔尖创新人才培养奠定了坚实的实践基础。

4.培养一支掌握轨道交通前沿理论与先进技术的师资队伍

通过引进与培养相结合、承担学科前沿理论研究课题与行业先进技术项目开发相结合等方式，培育了一批掌握轨道交通前沿理论与先进技术、学历层次高、结构合理、教学科研一体化的高水平师资队伍，为拔尖创新人才培养提供了师资保障。聘请长江学者、杰出青年基金获得者、教学名师和学科带头人等优秀教师为拔尖创新人才培养试点班授课，让学生感受大师风范，在拔尖创新人才培养过程中发挥了重要作用。

拓展途径，营造氛围，探索多元化拔尖创新人才培养模式

学校在原有拔尖创新人才培养试点改革建设基础上，持续探索“研究型、复合型和工程型”三类拔尖创新人才培养模式，不断拓展拔尖创新人才培养途径。

1.通过“2+2理科试验班”“通信工程本硕及本硕博连读班”“土木工程茅以升班”，开展专业特色鲜明的研究型人才培养模式探索实践

“2+2理科实验班”是从全校新生中选拔优秀学生，招生规模由原来的60人扩展到现在的180人，这些学生在理学院完成2年深厚理科基础培养后，于第3年根据其兴趣进入相应专业学习；土木工程专业每年从本专业选拔优秀本科生30人进入“茅以升班”；通信工程专业每年从本专业选拔70人进入“本硕博一体化实验班”。这些实验班通过加强基础学科学习和配备学业导师个性化指导，培养基础理论扎实、知识结构合理、专业兴趣浓厚、科研创新能力突出的具有学术带头人素质的拔尖创新人才。

2.通过“轨道交通复合型实验班”开展“运―电、运―控、运―建、运―车”等主学科专业交叉的复合型人才培养探索与实践

该实验班依托北京市级“轨道交通复合型工程拔尖人才培养模式创新实验区”建设，每年从相关专业选拔优秀本科生30余人，从集成线桥隧站、机车车辆、供电传动、信号控制于一体的轨道交通规划与运营管理复合型拔尖人才培养要求出发，实施“3+1+2”本硕连读人才培养模式探索，即在土木工程、车辆工程、电气工程、自动化、通信工程、计算机等专业进行3年的专业教育，选拔优秀学生进行1年轨道交通综合理论与实践学习，再进行2年研究生阶段学习，培养基础宽厚、特色鲜明、视野开阔、个性突出、发展潜力大、创新意识强、综合素质优秀、具有国际竞争能力的“运―建”“运―车”“运―电”“运―控”等轨道交通复合型工程拔尖人才，满足轨道交通关键技术领域的高端人才需求。

3.通过“卓越工程师产学联合培养试点班”校企联合开展工程型拔尖创新人才培养探索与实践

依托教育部“卓越工程师培育计划”试点项目和“探索行业高校产学联合培养人才的模式和机制”国家教育体制改革试点项目，从全校工科专业选拔100余人，通过校企双导师制，开展“3+1+2”卓越工程师产学联合人才试点培养，要求学生1年在企业开展本科毕业实习与毕业设计，后2年研究生论文要在指定企业进行实习和工程项目研究，突出了学生工程素质、工程实践能力和创新能力的培养，为企业培养了急需的卓越工程人才。

科教融合，注重实践，建立一套系统的科研训练方法

通过开设研究方法论课程群、主干课程研究型教学、自主创新实验、专题讲座等，及时将科研成果和前沿技术引进课堂、引进实验、引进教材和引进毕业设计；通过将大学生创新创业计划项目、学科竞赛、企业实践等固化到培养方案中，引导学生早进课题、早进实验室、早进团队、早进企业，形成了“四引进”和“四早进”的科研训练方法。

1.研究方法课程群

包括专业导论课程、科技文献检索课程、学科专业研究方法论课程、产品创意设计与实践课程等，是指导学生认识学科、了解专业、明确专业取向的引导课，是吸引学生了解学科前沿、参与科研项目、探究未知领域、激发科研兴趣的探索课，是培养学生具有严谨的科学态度、系统的研究方法、务实的科研作风和活跃的创新思维的训练课。

2.推行主干课程研究型教学模式

研究性教学载体内容主要来自教师实际科研项目或专题研究项目，在教学内容与科研充分融合的同时，也将科研方法融入教学活动，激发学生的科研兴趣，提升学生的实践能力和科技创新能力。

3.创建了贯穿人才培养全过程的科研训练体系

以大学生创新性实验计划项目、学科竞赛、专题研究和自主创新实验为载体，设立了3个层次的科研训练内容，通过学生创新实践给予自主教育学分，引导学生系统参与科研训练，参与到导师的科研实践中，培养学生掌握专业研究技能和科学的研究方法，不断提升学生的实践能力、研究能力与创新精神。

完善制度，提供保障，形成拔尖创新人才培养长效机制

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中图分类号：TP391，G642 文献标识码：A

文章编号：1672-5913 (2007) 24-0080-05

1对图形图像与多媒体知识的要求

1.1CC2004知识领域要求

在CC2004中，和图形图像与多媒体相关的知识领域是人―机交互(Human-Computer Interaction -HC)、图形学与可视计算(Graphics & Visual Computing-GV)、信息系统(Information Management -IM)、网络计算(NetCentric Computing-NC)等几个部分。表1是CC2004列出的五种课程计划中所含人―机交互和图形学与可视计算两个计算机主题的比重。表中的数字表示对应的专业与相应的知识域的相关性，范围从0~5。其中，min值表示该学科报告中列举的学生对相应知识域掌握的典型的最低要求，也是相对于其它专业最低要求的值，max值表示该专业学生对相应知识域掌握的典型的最高要求。

表1 计算机主题的比重

分析CC2004中各课程计划和表1可得出，CC-CS2001对图形图像与多媒体的知识要求最高，所涉及的具体知识单元见表2。

表2 和图形图像与多媒体相关的知识单元

CC-CS2001在附录B的课程描述中，推荐了一些覆盖知识领域和单元的课程，每门课程里对预备课程、课程提纲、覆盖的知识单元、各单元学时做了较为详细的描述。相应地，和图形图像与多媒体有关的中介课程有CS250W人机交互和CS255W计算机图形学等课程，高级课程有CS352图形用户接口、CS355高级计算机图形学、CS356图像处理等课程，但高级课程只给出课程名称，还没有详细描述。

CS250W人机交互课程要求全面介绍人机交互原理和技术，CS255W计算机图形学课程则要介绍计算机图形学的原理和技术，两门课程覆盖的知识单元见表3。

表3 CS250W和CS255W的知识单元

1.2CCC2002和教指委计算机科学规范的要求

CCC2002同CC2001一样，把计算机科学与技术学科的知识体系划分为知识领域、知识单元和知识点等三个相互关联的层次结构。完整的本科课程体系结构由三部分组成，即奠定基础的基础课程，涵盖知识体系大部分核心单元的主干课程，用来完备课程体系的特色课程。根据我国计算机科学与技术学科教育的现状及对典型课程设置的分析，给出了16门课程，分别为计算机导论，程序设计基础，离散结构，算法与数据结构，计算机组织与体系结构，微型机系统与接口，操作系统，数据库系统原理，编译原理，软件工程，计算机图形学，计算机网络，人工智能，数字逻辑，计算机组成基础，计算机体系结构。在教指委的《计算机科学规范》中，也选取部分知识单元组成了15门核心课程，分别是计算机导论，程序设计基础，离散结构，算法与数据结构，计算机组成基础，计算机体系结构，操作系统，数据库系统原理，编译原理，软件工程，计算机图形学，计算机网络，人工智能，数字逻辑，社会与职业道德。可见，计算机图形学都为核心课程之一。

在《计算机科学规范》中，计算机图形学和可视化计算可以划分成以下四个相互关联的领域：

(1) 计算机图形学：计算机图形学是一门以计算机产生并在其上展示的图像作为通信信息的艺术和科学。它有以下几方面的要求：①表示信息的模型的设计和构建应有助于图像的产生和观察；②方便用户使之能够通过精心设计的设备和技术与模型(或者说观察到的图像)进行交互；③能提供绘制模型的技术；④设计出有助于图像保存的技术。计算机图形学的目标是对人类的视觉中心及其他的认知中心有进一步深入的了解；

(2) 可视化技术：主要目标是确定并展示存在于科学的(如计算和医学科学)和比较抽象的数据集中的基本的相互关联结构与关系。展示的主要目标则应当是发掘在数据集中潜在的信息，从而有助于用户增强对它们的理解。虽然，当前的可视化技术主要是探索人类的视觉能力，但是其他的一些感知通道，包括触觉和听觉，也均在考虑之中，以便通过它们进一步发现信息的处理过程；

(3) 虚拟现实：虚拟现实(VR)是要让用户经历由计算机图形学以及可能的其他感知通道所产生的三维环境，提供一种能增进用户与计算机创建的“世界”交互作用的环境；

(4) 计算机视觉：计算机视觉的目标是推导出一幅或多幅二维图像所表示的三维图像世界的结构及性质。对计算机视觉的理解和实践依赖于计算学科中的核心概念，但也和其他一些学科(如物理、数学、心理学等)密切相关。

CC2004和CCC2002的规范中给出的课程建议规定了每门课程的最小核心内容，包括的这些单元是要获得学位必须具备的相应知识。核心单元不是课程的全部，核心单元是课程最小的部分，但不能构成完整的本科课程，每门课程应当包括来自知识体系中的附加选修单元。核心单元不能仅安排在本科阶段的入门性课程中。许多核心单元属于入门的导论性知识，但这不意味着它们必须安排在低年级的入门性课程中，因为有些导论性的知识，只有当学生具有必需的基础知识后才能接受。另外，引论性课程也可以包括选修单元。所以核心这一说法只是意味着必须具备的含义，而并没有限制它必须安排在那些课程里。

从以上国内外计算机专业推荐的教学计划和设置的课程可以得到，涉及到图形图像与多媒体的内容，一般宜设置计算机图形学、数字图像处理、多媒体技术等课程及相关课程，可涵盖的知识有人―机交互、图形学、图像处理、多媒体技术等基础内容，这样才可基本达到规范的要求。

2部分高校课程开设情况

从网上可查到的清华大学、上海交通大学、中国科技大学等几所高校的计算机科学与技术专业本科生培养教学计划中计算机图形学、数字图像处理、多媒体技术等课程设置情况如表4。

表4 涉及图形图像与多媒体类课程开设情况

从表4可看到，近几年在计算机专业里，国内的大学普遍增加了图形图像与多媒体类课程的课程数量和教学时间。

3 存在问题及教改研究