铁道工程专业实验教学体系的构建

[摘要]实验教学是促进应用型人才培养的重要教学环节。从培养铁道工程专业应用型本科人才的要求出发，对铁道工程专业实验教学体系构建的重要性、原则、模式及层次等方面进行了探讨。

[关键词]铁道工程 实验教学 体系 构建

高等教育的任务是培养适应新世纪中国现代化建设需要的具有创新精神、实践能力、创业魄力的高素质应用型人才。实验教学是进行素质教育、提高学生整体素质的一个重要环节。铁道工程专业是一门应用性、实践性很强的学科，铁道工程教学不仅要向学生全面、系统地传授铁道工程领域内的基本理论和方法，而且更要培养学生应用理论和方法去解决工程实践问题的能力。因此，需要结合铁道工程专业实际情况，着力构建一个基于应用型人才培养的实验教学体系，切实提高实验教学的质量，充分发挥学生的学习自主性，锻炼学生的动手能力，培养学生的创新精神和创新能力。

1　铁道工程专业实验教学体系构建的重要性。铁道工程专业教育包括理论教育和实验教育，理论是实验的指导，实验既是对理论的验证，又是创新的源泉，实验教学是整个教学过程中的重要组成部分，是理论的继续、补充和深化，具有课堂理论教学不可替代的作用。通过实验环节，学生才会正确理解和运用基本理论和方法，发现和总结在管理各环节中的规律并能够提出新问题，从而巩固已学到的理论知识。同时，实验环节也有利于培养学生敏锐的直觉能力和创造性的思维方式，培养学生严谨的工作作风、实事求是的工作态度和良好的职业道德。

传统的铁道工程专业的教学侧重理论教学，不太重视实验教学，实验课程处于从属地位，教学模式以课堂讲授为主，特点是理论性、讲述性和灌输性教学。在这种模式下，教学理念是以教师为主体和中心，教师是主讲者，学生是被动的接受者，教学内容完全由教师设计，教学效果主要取决于老师的组织能力与语言表达能力。在这种教学模式下，学生缺乏独立分析与解决实际问题能力，对教师所讲的内容和方法没有真正掌握。实验教学内容陈旧，跟不上时展需要。因此，改革传统的教学模式，大力推广实验教学，构建铁道工程专业实验教学体系，是转变教学观念、提高教学效果与教学质量、培养学生综合应用能力的根本途径。

2　铁道工程专业实验教学体系构建的原则。

2.1 适用性。实验教学的规划与开展首先是要以铁道工程专业的发展方向为主导，学生所学即为行业所用，实验内容要满足专业及行业的需求。

2.2 安全性，铁道工程部分实验过程需要在加温、加压的环境下进行，甚至使用高速运转设备，因此实验过程的安全性也是实验教学中需要考虑的因素。

2.3 经济性，铁道工程实验室对设备的配备要求较高，但是也要坚持经济合理的原则，最大限度地保证实验完成，同时也要挖掘学校固有资源的使用潜力。

2.4 统一性。统一性要体现在实验教学的各个过程中，包括实验教学计划、大纲、指导书等要有统一的要求，同时对实验教学的质量和水平也要有一定的标准来评定。

3　铁道工程专业实验教学模式。

3.1 实践导向型。铁道工程专业是理论性和实践性都很强的专业，学生实践动手能力的培养必须贯穿于整个教学过程中。在专业和专业基础课的理论教学过程中。一方面适当增加实践性环节，如布置一些实践动手的大作业，加强基本技能的训练，通过学生自主实践、思考来阐释基础理论知识，加深学生对理论知识的理解；另一方面为学生创造自己动手的机会，如在理论知识学习的基础上引导学生自主选择实验内容、独立设计实验过程、实验方案等。通过这些实践性环节的设置，促进学生学习的积极性，提高主动学习意识，培养实践动手能力。

3.2 学生自主型，学生是实验教学的主体，如果没有学生积极主动的参与到实验教学过程中，实验教学的质量和意义便无法体现出来。为了全面调动学生的参与积极性，就要改变传统的学校安排型、教师做主型教学体系，不能再让学生被动的、强迫的接受规定的实验课程，应该让学生不只会模仿更要懂创新。为此，实验教学过程中要鼓励学生自主完成实验，实验方案设计、实验仪器设备选取、实验数据采集和实验结果分析总结都应以学生参与为主。另外，实验室应向学生全方位开放，不仅让学生更多的接触和了解实验设备和实验流程，同时也给学生更多的自主时间和空间进行理论实践与科学探索，这对学生综合素质的培养能够起到积极有效的作用。

3.3 教研结合型。实验教学与科学研究应紧密结合，实现教研的良好互动。依托学科建设与科研项目，促进实验教学的发展，使实验设计与实验过程能不断增加最新的研究成果，从而提高实验教学的效果。同时，实验教学的不断实践与探索也将为科学与技术的研究提供创新的平台。

4　铁道工程专业实验教学体系的设计。构建铁道工程专业的实验教学体系应该从四个层次进行：专业感性认识实验、单一课程模拟操作实验、专业综合性实验、开放性设计性实验。实验教学体系的四个层面是依次递进的关系，前一个层次是后一个层次的基础，后一个层次是前一个层次的发展，每个层次都以培养学生的能力为指导思想进行教学。每一层次实验项目由课程提出，并根据每门课程在专业课程体系中的地位和实验的功能的层次性，确定具体的实验项目内容。

4.1 第一层次：专业感性认识实验。设计专业感性实验环节，其目的是提高铁道工程专业学生对铁路轨道、铁路路基、铁路选线等方面有一个感性认识，激发学生对本专业学习的兴趣。实验环节为组织学生在校内外实践基地进行现场参观，与现场技术人员交流，也可以邀请现场专家进行讲座、座谈。这属于最基础、最简单的一种实验，是铁道工程专业知识进行现场观察、了解的认知过程。

4.2 第二层次：单一课程模拟操作实验，构建实验课程体系首先要有利于发挥其辅助专业课程学习的功能。为此，要根据铁道工程专业各主干课程学习的需要，开设系列实验课程或实验项目。可针对每一门主干课程开设一门实验课程，编写实验教材和实验指导书。这些实验课程的内容是相应主干课程的核心知识，其作用是加深学生对专业课程知识的理解，单一课程实验可以采取操作型实验，也可以采取模拟型实验。这些课程实验体系的设计应突出核心实验，并根据核心实验形成扩展实验的层次结构。在重点抓好核心实验前提下，根据学科层次结构和课程关系，围绕核心实验向外扩展，建设好相关的扩展实验。

4.3 第三层次：专业综合实验。构建实验课程体系也要有利于发挥其促进知识融会贯通的功能。为此，要根据铁道工程专业各主干课程知识之间的联系。开设综合性实验课程。此类实验并非某一课程综合知识的运用，而是多门课程综合知识的运用，通过综合运用多门课程的知识，学生可以了解各主干课程知识之间的内在联系，促进知识的融会贯通。

4.4 第四层次：开放性设计性实验，构建实验课程体系还要有利于发挥其促逃知识创新的功能。为此，应以铁道工程专业主干课程知识体系为基础，开设设计性实验项目。此类实验由学生根据铁路工程实践发展的需要，在本专业主干课程知识体系的范围内，自行选择实验项目，自主选择合适的工具和方法，自行设计实验方案，自行完成实验。比较而言，设计型实验强调系统性或个性化设计。教师主要起引导、指点和评价作用，引导学生在独立设计过程中，综合地运用相关知识和方法手段，寻找解决问题的途径。这类实验通常由多人合作完成，亦可由一个人完成，其目的在于激发学生学习的主动性和创新意识，培养学生独立思考的能力，促使学生在分析解决问题的过程中形成并提出自己的独立见解。这种实验是培养学生创新能力的重要途径。构建一个科学合理的实验教学体系，应加大综合性、设计性实验的比例。

无论从经费投入、队伍建设、配套完善等方面看，铁道工程专业实验教学体系的构建都不是一朝一夕能够完成的。除制定出铁道工程专业实验教学体系的结构外，还应制订实验教学大纲和编写实验指导书，同时，还需要良好的实验教学平台。总之，铁道工程专业实验教学工作是一项较新的、富于挑战性的工作，还有许多问题需要不断的探究和解决。