中心特色

“五平台、五层次”的5+5实验教学体系

    交通信息类学科研究交通信息的采集、传输、处理与控制的基本理论和电子、通信、信息与控制技术在交通运输工程中的应用。因此,围绕轨道交通信息“采集”、“传输”、“处理”及“控制”的全过程,中心构建了如图1所示的“五平台、五层次”的5+5实验教学体系,形成了通信、计算机、软件、电子与自动化等多学科多专业交叉融合的基础、专业到工程应用的实验教学内容。

图1 横向五平台、纵向五层次“5+5”多学科融合实验教学体系

多学科和多专业交叉融合实验平台
    在实验中心的具体实施过程中,建设了五个综合实验平台,如图2所示。全面覆盖交通信息的采集(信息获取综合实验平台)、传输(信息传输综合实验平台)、处理(信息处理综合实验平台)以及控制(信息控制综合实验平台)全过程,并建设了虚拟仿真实验平台,为交通信息类人才培养与科学研究提供有力支撑。
    根据五大综合平台的功能定位,中心引入“实验群”概念对实验室和实验课程进行了重新组合划分。同一专业的不同实验室根据功能可分属于不同的综合平台(如自动化专业的传感技术实验室归属于信息获取综合实验平台,物联网专业的物联网工程实验室归属于信息传输综合实验平台),同一门实验课程由于实验项目不同也可归属于多个实验群。通过五平台和八实验群,打破了传统的按专业边界和实验室边界进行实验课程设置与教学资源建设,实现了信息大类专业在轨道交通信息工程这一特色鲜明的行业应用背景下的多学科和多专业交叉融合。

 图2 基于实验群的综合实验平台

交通信息类人才实践创新能力培养模式
    中心依托国家级特色专业、卓越工程师教育培养计划和重点专业建设计划,以能力培养的多维度强化为出发点,建立起多学科融合、多层次实验教学,多维度实践创新能力培养的特色模式。如图3所示,人才培养体系由实验五层次,能力三维度(综合能力、专业能力、创新能力)构成。实验教学体系中的实验五层次服务于实践创新能力培养中的三维度。
    其中,综合能力是指交通信息类人才所必备的文献检索阅读写作、技术交流沟通乃至初步的项目组织管理等能力。综合能力包括资料搜集整理利用等自我学习能力;团队合作等学术交流沟通能力;学术道德和社会责任等综合素养以及项目规划、报告写作、进度管理等项目能力。综合能力的培养除了通过相关课程例如文献写作、项目管理等来讲授而外,更重要的是贯穿在实验课程、课程设计、课外实践创新环节、毕业与科技论文撰写、教师科研辅助等各个环节之中。
    专业能力则主要是软硬件技术在信息获取、信息传输、信息处理、信息控制四个专业技术环节的应用能力。每种专业能力又分为基础型、综合型和研究创新型三个层次的能力培养模块。从实验课程教学环节来看,学生通过各种课程实验与课程设计,在软件综合实验室中培养软件专业能力,而硬件专业能力的培养则在电子综合实验室和计算机应用综合实验室中进行。进一步,学生专业能力的培养通过课外实践创新环节、实习实训、毕业设计、各类大赛以及参加教师科研等来完成。
    创新能力的培养主要是通过个性化实验、各类课外实践创新项目、参与教师工程类科研实践项目、科创活动以及创新创业等方式实现,培养环节与专业能力培养类似,但更着重在技术创新、系统应用创新和创业能力培养上。
    从交通信息类人才需求特点来看,综合、专业与创新能力的培养贯穿于从本科低年级到高年级的培养过程当中。中心在培养学生综合能力的同时加强对其专业能力提升,使其在软硬件开发与设计上具有较强竞争力(例如软件工程能力或者硬件系统设计能力),毕业后可以顺利的从事产品开发和维护管理工作。同时培养学生具有一定的专业技术创新能力与创业能力,为学生将来技术能力的提升以及创新创业打下基础。

图3 交通信息类人才实践创新能力培养模式

师资队伍培养培训制度
    中心已形成一支以长江、杰青领衔的实验教学与管理队伍,在建设和发展阶段,始终考虑中心的可持续发展。从建设模式和机制上入手,针对轨道交通信息类学科特色和教师兴趣专长,按照信息获取、信息传输、信息处理、信息控制、虚拟仿真、实践实训、科创竞赛、学生管理八大实验版块进行教师队伍划分(见3-2中心成员版块列表),一个教师可归属多个实验版块,每个实验版块设立版块负责人。实验版块教师的角色细分为教学教师(教学型教师)和项目教师(科研型教师),保证各实验资源版块均有学术带头人负责实验教学组织,教学教师负责实验课程教学,项目教师负责个性化实验和科研实践,参与或指导实验资源建设,促进了科研成果转化和自主研发,打破了实验教学和理论教学分离、教学和科研的分离。
    为提高师资队伍的教学、科研、管理能力,按照“立足培养,加快引进,优化结构”的指导思想开展中心实验教学和管理队伍的建设,中心建立了人才队伍培养长效机制,如图4所示。

图4 实验中心人才队伍建设示意图

教学信息管理平台
    中心依托覆盖全校的校园网络环境,采用分布式资源存贮技术、射频识别技术、网络通讯技术、流媒体处理技术及数据库技术搭建了具有开放性、互动性、前瞻性的信息化管理平台,充分利用实验中心信息化管理手段,实现了实验项目预约、信息发布、实验数据收集分析、考核和成绩评定、设备及仪器监控等功能。该平台目前覆盖了电子技术基础实验、程序设计实验、计算机硬件基础实验、综合自动化实验及计算机网络实验等五个信息化实验项目,为全校相关专业的本科生提供实验管理服务。
    信息管理平台的架构分为三部分,包括信息访问平台、业务操作平台、数据管理及支撑平台,如图5所示。其中核心为面向各类用户群体服务的业务操作平台

图5 实验中心信息管理平台