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2015年北京工业大学硕士研究生拟招生学科目录已公布,具体内容请各位考生查看如下:
院(所)、学科代码、名称 学科方向 招生人数 考试科目 备注 001 机械工程与应用电子技术学院 223 0801 力学 _ 01动力学与控制 _ 02固体力学 _ 03流体力学 _ 04工程力学 27 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④811理论力学或812材料力学I 080200 机械工程 _ 01数字化设计与制造技术 _ 02精密数控加工与自动化装备 _ 03现代焊接技术与自动化装备 _ 04机电系统控制及自动化 _ 05机构及机器人系统分析与控制 _ 06机械及微机电系统结构设计 78 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④811理论力学或812材料力学I或813电工学 0804 仪器科学与技术 _ 01精密测试技术与仪器 _ 02现代测控技术及方法 _ 03计算机测试与控制技术 _ 04智能仪器与虚拟仪器技术 23 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④803电子技术I或812材料力学I或813电工学 085201 机械工程(专业学位) _01数字化设计与制造及装备 _02现代机械系统设计 _03机电液一体化设计与制造 _04现代测控技术与仪器 _05高端装备强度与动态分析 95 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④809工程力学或813电工学 002 电子信息与控制工程学院 232 0809 电子科学与技术 _ 01信号处理与电路 _ 02数字多媒体信息技术 _ 03信息光电子学与光通信 _ 04超大规模集成电路设计与系统集成 _ 05电子器件、射频和功率集成电路及可靠性 58 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④822信号与系统或823半导体物理 1、01-02方向选822; 2、03-05方向选823。 0810 信息与通信工程 _ 01语音与音频信号处理 _ 02多媒体通信技术 _ 03信号处理理论与通信技术 _ 04图像与视频信号处理 30 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④822信号与系统 0811 控制科学与工程 _ 01自动控制理论及其应用 _ 02测控技术与自动化系统 _ 03智能系统与智能信息处理 _ 04信息融合与自主导航 _ 05计算机控制技术及其应用 63 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④821自动控制原理 085208 电子与通信工程(专业学位) _ 01信号与信息处理及其应用技术 _ 02图像处理与模式识别技术 _ 03多媒体通信技术 _ 04无线通信技术 _ 05嵌入式系统技术 35 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④822信号与系统 085210 控制工程(专业学位) _ 01工业过程的建模、控制与优化 _ 02系统工程(系统优化与决策) _ 03信息管理系统 _04生产过程综合自动化 _ 05智能控制与智能系统 30 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④821自动控制原理 085209 集成电路工程(专业学位) _ 01集成电路设计 _02集成电路制备工艺及相关技术研究 _03微电子器件检测与可靠性评价技术 16 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④823半导体物理 004 建筑工程学院 246 0814 土木工程 _01工程抗震减震与城市综合防灾减灾理论、方法和技术 _02结构新体系与高性能材料 _03结构全寿命设计、健康监测与可持续发展 _04岩土与地下工程安全风险分析、评价方法和技术 _05工程施工技术与风险管理 _06水环境恢复工程及水质处理保障技术 _07建筑环境控制及能源利用技术 119 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③301数学一 ④841结构力学 或833土力学与地基基础 或843钢筋混凝土结构 或 845水分析化学与水力学;或846传热学Ⅰ或867流体力学Ⅱ 1、土木工程(含工民建、道桥等)或相近专业考生报考方向可选01~05,考试科目可选841或833或843; 2、给排水或相近专业考生报考方向可选06,考试科目可选845; 3、暖通或相近专业考生报考方向可选07,考试科目应选846或867。 0823 交通运输工程 _ 01道路与铁道工程 _ 02交通运输规划与管理 _ 03交通信息工程及控制 4 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息与控制 1、01方向选848; 2、02-03方向选849或832。 0815 水利工程 _ 01水文学及水资源 _ 02水力学及河流动力学 _ 03水工结构工程 _ 04水利水电工程 _ 05港口、海岸及近海工程 10 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③301数学一 ④841结构力学或844水力学Ⅱ 085213 建筑与土木工程(专业学位) _01工程抗震减震与城市综合防灾减灾理论、方法和技术 _02结构新体系与高性能材料 _03结构全寿命设计、健康监测与可持续发展 _04岩土与地下工程安全风险分析、评价方法和技术 _05工程施工技术与风险管理 _06工程项目管理及信息化 _07水环境恢复工程及水质处理保障技术 _08建筑环境与能源利用技术 100 ①101思想政治理论 ②204英语二或203日语 ③302数学二 ④841结构力学或833土力学与地基基础或845水分析化学与水力学 或846传热学Ⅰ或867流体力学Ⅱ 1、土木工程(含工民建、道桥等)或相近专业考生报考方向可选01~06,考试科目可选841或833或843; 2、给排水或相近专业考生报考方向可选07,考试科目可选845; 3、暖通或相近专业考生报考方向可选08,考试科目应选846或867。 085222 交通运输工程(专业学位) _01道路交通安全理论与道路工程技术 _02交通规划与交通控制理论及方法 _03智能交通、仿真与可持续发展整合体系 5 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息与控制 1、01方向选848; 2、02-03方向选849或832。 1256 工程管理(专业学位) _ 00不区分研究方向 8 ①199管理类联考综合能力 ②204英语二 005 环境与能源工程学院 152 070304 物理化学 _01能源材料物理化学 _02催化化学 _03纳米材料物理化学 _04界面物理化学与分离技术 11 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③684物理化学I ④887无机化学II · 0807 动力工程及工程热物理 _ 01可再生能源利用及先进环境能源理论与技术 _ 02强化传热传质理论与工程应用 _ 03制冷低温系统及其环保节能理论与技术 _ 04车辆及动力系统节能、净化与控制 23 · ①101思想政治理论 · ②201英语一 · ③301数学一 · ④851传热学Ⅱ或852工程热力学 0817 化学工程与技术 _ 01绿色化学与精细有机化工 _ 02工业催化与纳米科学 _ 03膜科学与化工分离技术 _ 04材料化学理论与应用 _ 05先进材料合成及催化应用 25 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③302数学二 ④814物理化学Ⅲ或820有机化学I或878化工原理 0830 环境科学与工程 _ 01环境规划与污染防治 _ 02污染控制化学 _ 03环境分析与监测 _ 04环境规划与管理 _ 05水污染控制工程 _ 06大气污染控制工程 28 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③302数学二 ④856环境影响评价或857微生物基础I或858环境工程学 1、只有05方向招日语考生; 2、01-04方向,选856; 3、05方向选857; 4、06方向选858。 085206 动力工程(专业学位) _01可再生能源利用与先进环境能源技术 _02能源动力系统优化及工程应用 _03制冷低温系统及其节能环保技术 _04动力机械及车辆动力系统节能、净化与控制 32 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④851传热学Ⅱ或852工程热力学 085229 环境工程(专业学位) _01水污染控制工程 _02大气污染控制工程 _03环境规划与管理 33 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④856环境影响评价或857微生物基础I或858环境工程学 1、01方向选857; 2、02方向选858; 3、03方向选856。 006 应用数理学院 98 0701 数学 _ 01基础数学 _ 02应用数学 _ 03运筹学与控制论 _ 04科学计算 35 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③663数学分析 ④865高等代数 0714 统计学 _ 01非参数统计与数据分析 _ 02应用统计 _ 03生物统计 _ 04金融工程与应用概率 _ 05经济统计 14 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③663 数学分析 ④865 高等代数 0702 物理学 _ 01理论物理 _ 02凝聚态物理 _ 03光学 25 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③662普通物理I ④861量子力学或863光学 1、01方向选861; 2、02方向选861或863; 3、03方向选863。 0803 光学工程 _ 01脉冲激光技术与应用 _ 02信息光学与应用 _ 03微纳光学 _ 04光电传感与检测技术 7 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④828激光原理 0252 应用统计(专业学位) _01生物医学统计 _02精算统计 _03数量金融 _04质量管理统计 17 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③303数学三 ④432统计学 007 计算机学院 151 0812 计算机科学与技术 _ 01 计算机系统结构 _ 02 计算机软件与理论 _ 03计算机应用技术 _ 04 信息安全 68 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④895 计算机学科专业基础 085211 计算机技术(专业学位) _ 01计算机网络技术 _ 02计算机软件技术 _ 03计算机应用技术 _ 04信息安全技术 83 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④896数据结构 009材料科学与工程学院 140 0805 材料科学与工程 _ 01生态环境材料与资源循环技术 _ 02稀土、难熔金属等功能材料 _ 03高性能结构材料技术 _ 04先进材料加工技术 _ 05光电信息与高效能源材料 80 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③302数学二 ④875材料科学基础 085204 材料工程(专业学位) _ 01生态环境材料与资源循环技术 _ 02稀土、难熔金属等功能材料 _ 03高性能结构材料技术 _ 04先进材料加工技术 _ 05光电信息与高效能源材料 60 ①101思想政治理论 ②204英语二或203日语 ③302数学二 ④875材料科学基础 011 经济与管理学院 182 1201 管理科学与工程 _ 01技术与项目管理 _ 02战略管理与社会网络 _ 03信息管理与信息系统 _ 04城市管理 _ 05运作管理与质量管理 _ 06金融工程 25 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③303数学三 ④801管理学或804经济学原理或805数据库技术与应用 0202 应用经济学 _01金融学 _02国际贸易学 _03产业经济学 _04区域经济学 _05数量经济学 _06统计学 _07劳动经济学 25 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③303数学三 ④804经济学原理 1202 工商管理 _ 01会计学 _ 02企业管理 _ 03旅游管理 _ 04技术经济及管理 13 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③303数学三 ④801管理学或804经济学原理 1251 工商管理硕士(专业学位) _ 00不区分研究方向 99 ①199管理类联考综合能力 ②204英语二 1252 公共管理硕士(专业学位) _ 00不区分研究方向 20 ①199管理类联考综合能力 ②204英语二 012 建筑与城市规划学院 60 0833 城乡规划学 _ 01城乡规划理论与方法 _ 02居住区规划与设计 _ 03城市设计与景观规划 _ 04历史城市与街区保护规划 _ 05城市防灾减灾规划 15 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③633城市规划原理 ④503城市规划与设计 接收建筑学、城市规划学(含园林景观)专业的考生报考。 0851 建筑学(专业学位) _01都市建筑设计及理论 _02历史建筑的保护与更新 _03建筑与城市绿色环境技术 _04城市设计方法及理论 40 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③355建筑学基础 ④504建筑快速设计 接收建筑学、城市规划学专业的考生报考。 085237 工业设计工程(专业学位) _ 00不区分研究方向 5 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③337工业设计基础 ④502产品设计 接收工业设计、产品设计、艺术设计专业等相关专业考生报考。
085229 环境工程(专业学位) _01水污染控制工程 _02大气污染控制工程 _03环境规划与管理 33 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④856环境影响评价或857微生物基础I或858环境工程学 1、01方向选857; 2、02方向选858; 3、03方向选856。 006 应用数理学院 98 0701 数学 _ 01基础数学 _ 02应用数学 _ 03运筹学与控制论 _ 04科学计算 35 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③663数学分析 ④865高等代数 0714 统计学 _ 01非参数统计与数据分析 _ 02应用统计 _ 03生物统计 _ 04金融工程与应用概率 _ 05经济统计 14 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③663 数学分析 ④865 高等代数 0702 物理学 _ 01理论物理 _ 02凝聚态物理 _ 03光学 25 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③662普通物理I ④861量子力学或863光学 1、01方向选861; 2、02方向选861或863; 3、03方向选863。 0803 光学工程 _ 01脉冲激光技术与应用 _ 02信息光学与应用 _ 03微纳光学 _ 04光电传感与检测技术 7 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④828激光原理 0252 应用统计(专业学位) _01生物医学统计 _02精算统计 _03数量金融 _04质量管理统计 17 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③303数学三 ④432统计学 007 计算机学院 151 0812 计算机科学与技术 _ 01 计算机系统结构 _ 02 计算机软件与理论 _ 03计算机应用技术 _ 04 信息安全 68 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④895 计算机学科专业基础 085211 计算机技术(专业学位) _ 01计算机网络技术 _ 02计算机软件技术 _ 03计算机应用技术 _ 04信息安全技术 83 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④896数据结构 009材料科学与工程学院 140 0805 材料科学与工程 _ 01生态环境材料与资源循环技术 _ 02稀土、难熔金属等功能材料 _ 03高性能结构材料技术 _ 04先进材料加工技术 _ 05光电信息与高效能源材料 80 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③302数学二 ④875材料科学基础 085204 材料工程(专业学位) _ 01生态环境材料与资源循环技术 _ 02稀土、难熔金属等功能材料 _ 03高性能结构材料技术 _ 04先进材料加工技术 _ 05光电信息与高效能源材料 60 ①101思想政治理论 ②204英语二或203日语 ③302数学二 ④875材料科学基础 011 经济与管理学院 182 1201 管理科学与工程 _ 01技术与项目管理 _ 02战略管理与社会网络 _ 03信息管理与信息系统 _ 04城市管理 _ 05运作管理与质量管理 _ 06金融工程 25 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③303数学三 ④801管理学或804经济学原理或805数据库技术与应用 0202 应用经济学 _01金融学 _02国际贸易学 _03产业经济学 _04区域经济学 _05数量经济学 _06统计学 _07劳动经济学 25 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③303数学三 ④804经济学原理 1202 工商管理 _ 01会计学 _ 02企业管理 _ 03旅游管理 _ 04技术经济及管理 13 ①101思想政治理论 ②201英语一或203日语 ③303数学三 ④801管理学或804经济学原理 1251 工商管理硕士(专业学位) _ 00不区分研究方向 99 ①199管理类联考综合能力 ②204英语二 1252 公共管理硕士(专业学位) _ 00不区分研究方向 20 ①199管理类联考综合能力 ②204英语二 012 建筑与城市规划学院 60 0833 城乡规划学 _ 01城乡规划理论与方法 _ 02居住区规划与设计 _ 03城市设计与景观规划 _ 04历史城市与街区保护规划 _ 05城市防灾减灾规划 15 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③633城市规划原理 ④503城市规划与设计 接收建筑学、城市规划学(含园林景观)专业的考生报考。 0851 建筑学(专业学位) _01都市建筑设计及理论 _02历史建筑的保护与更新 _03建筑与城市绿色环境技术 _04城市设计方法及理论 40 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③355建筑学基础 ④504建筑快速设计 接收建筑学、城市规划学专业的考生报考。 085237 工业设计工程(专业学位) _ 00不区分研究方向 5 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③337工业设计基础 ④502产品设计 接收工业设计、产品设计、艺术设计专业等相关专业考生报考。 036 学院 10 010108 科学技术哲学 _ 01科学技术与社会研究 _ 02工程伦理学 _ 03生态哲学与可持续发展问题研究 5 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③620科学技术史 ④825哲学 0305 理论 _ 01基本原理 _ 02中国化研究 _ 03思想政治教育 5 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③651基本原理 ④883思想政治教育基本原理 035 艺术设计学院 22 1305 设计学 _ 01 产品设计 _ 02 环境设计 _ 03 服装与服饰设计 _ 04 工艺美术 _ 05 数字媒体艺术 _ 06 视觉传达设计 7 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③622设计史论 ④505快题设计 505考试为6小时。 1351 艺术(专业学位) _ 01 产品设计 _ 02 环境设计 _ 03 服装与服饰设计 _ 04 工艺美术 _ 05 数字媒体艺术 _ 06 视觉传达设计 _ 07 动画 _ 08 绘画 _ 09 雕塑 8 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③622设计史论 或 619美术史论 ④505快题设计 或 506专业创作 1、01-04方向选622和505。 2、05-09方向选619和506。 3、506和505考试时间为6小时。 085237 工业设计工程 _01 工业设计 _02 设计管理 _03 交互设计 7 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③337工业设计基础 ④502产品设计 报考02设计管理的考生须有两年以上工作经验,专业不限。 039 城市交通学院 87 0823 交通运输工程 _ 01交通规划理论与方法 _ 02道路与交通工程设计方法 _ 03交通安全理论与技术 _ 04智能交通控制与信息处理 _ 05路基路面结构与材料 _ 06道路养护与运营管理 23 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④848道路工程 或 849交通工程或832交通信息与控制 1、01-04方向选849或832; 2、05-06方向选848。 085222 交通运输工程(专业学位) _01交通规划技术 _02交通管理与工程设计 _03交通信息与控制技术 _04道路设施设计与施工技术 _05道路养护与管理 23 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④848道路工程或849交通工程或832交通信息与控制 1、01-03方向选849或832; 2、04-05方向选848。 0812 计算机科学与技术 _ 01智能交通信息处理 _ 02虚拟现实与交通仿真 _ 03物联网信息感知与智能处理 _ 04智能人机交互与多媒体技术 _ 05交通大数据智能处理技术 21 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④895 计算机学科专业基础 085211 计算机技术(专业学位) _ 01智能交通信息处理 _ 02虚拟现实与交通仿真 _ 03物联网信息感知与智能处理 _ 04智能人机交互与多媒体技术 _ 05交通大数据智能处理技术 5 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④896数据结构 0811 控制科学与工程 _ 01智能交通系统控制 _ 02自主车辆与车路协同 _ 03交通图像与视频信号处理与分析 _ 04交通信息智能化处理 8 ①101思想政治理论 ②201英语一 ③301数学一 ④821自动控制原理 085210 控制工程(专业学位) _ 01智能交通系统管理与控制技术 _ 02智能车辆与车路协同控制技术 _ 03交通信息处理方法与应用 _ 04交通图像与视频信号处理技术 7 ①101思想政治理论 ②204英语二 ③302数学二 ④821自动控制原理
2、民办院校优势专业申报硕士点的不足
交通工程专业是我院的优势特色专业,以“人”为主体的研究对象,区别于以传统的“车、路”为研究主体的交通工程专业。随着长三角地区交通事故防治人才需求量的扩大,我院已重点发展交通工程专业,希望抓住申办硕士点的契机,将其打造为综合性试点专业。目前该专业距申办硕士点有以下几点不足:(1)作为硕士点来发展,专业定位主要以“人”的安全为重点,研究范围较狭窄,应发展多个研究方向。(2狮资结构不合理,师资力量不足。青年教师人数比例较大,中年教师比例较小,符合硕士生导师人数不足。(3凌通工程本科专业人才培养方案及课程体系偏离申办硕士点建设,急需改革。(4)实验室资源不足,包括实验设备不足、实验人员素质不高等;在建设本科实验室的同时,应当增设满足深层次科研需求的实验室。(5)教师科研团队没有形成,科研资源不足,尤其是国家级或省级科研资源较少。由于教师代课任务较重,科研能力与精力不足,科研经费较少,导致科研动力不足。利于民办高校办学主体和灵活机制,适应于申办硕士点后研究生培养环节中的课题研究,交通工程专业将采用“校企合作联盟”的方式培养研究生。基于这一需求,我校仍需要进一步扩大校企平台。教师科研力量不足,科研教师精力不够,导致交通工程专业国家级或省级课题太少或没有;因此,就需要加强硕士生导师的科研能力,完成硕士生科研能力培养。提高团队科研能力方法:首先建立适应科学研究的实验室,配以完善软硬件;其二,鼓励高职称教师积极申报国家级、省级项目,同时学校配套资金要及时到位;其三,积极邀请外校教师参与我院的科研课题、同时我院教师也走出去参与外校教师科研课题,通过相互参与提高科研交流。最后完善教学、科研双轨双重激励改革,完成产学研一体化资源共享的管理制度。
3、基于申报专业型硕士点的交通工程专业综合建设
3.1师资力量建设
制定一套完善的教师引进及培训计划,希望通过2一3年建设,形成一支结构合理的教师团队。团队拥有2一3名知名学科带头人,巧人以上组成多专业融合的交通工程师资队伍;其中副高以上职称6人,高级工程师3人,讲师及博士生以上职称6人,60%以上教师符合硕士生导师要求,同时双师型教师占60%以上比例。具体措施见表1,引进知名专家1一2人,作为学科引导人;借助安徽三联博士后科研工作站、安徽三联交通事故预防研究所的优势,将一定数量的科研工作人员作为交通工程专业教师的有益补充,进行柔性引进;针对中青年教师制定一系列培训计划,比如资助部分优秀教师攻读硕士、博士,参加各类前沿课题、会议等,提高青年教师视野和教学质量,同时提高科研能力。
3.2课程体系建设
交通工程本科专业课程体系设置目前以应用型为主导,满足理论够用即可。但在硕士点建设时,需要形成2一3个研究方向,为满足硕士生的科研能力,这就需要加强理论课程内容。因此,课程体系建设中,需要坚持以就业市场为导向,既满足本科生的就业需求,又满足硕士生科研能力培养;同时优化调整人才培养方案,在实施时,可以加上大量选修课程,满足不同需求的本科生需求。
3.3实验室模式改革建设
交通工程本科专业偏重实践教学,专业课中实践教学占50%以上。目前交通工程专业在原有的高危环境监控实验室、驾驶员安全素质检测实验室、安全素质训练实验室和智能交通实验室的基础上,又增设道路工程测量、交通控制、交通仿真、汽车碰撞模拟等一系列的适应交通工程专业发展的应用型实验室。在现有的实验资源基础上,我们要探索一条交通工程人才培养与实践能力提升相辅相成的教学思路,方法上逐步形成以“实物教学、案例教学、课题引人教学”的特色教学模式。实现本科生“以实践教学为引导,实现学生早进实验室、早人课题”的实验教学方式,为下一步硕士生教育模式奠定实验室基础。
3.4加强校企联合办学模式建设
校企联合办学模式我院已经开展多个平台,其中包括“国家车辆驾驶安全工程技术研究中心、安徽三联事故预防研究所“等这样有利平台,这样的研究机构有利于民办高校办学主体和灵活机制,适应于申办硕士点后研究生培养环节中的课题研究,交通工程专业将采用“校企合作联盟”的方式培养研究生。基于这一需求,我校仍需要进一步扩大校企平台。
采访时我们得知,这是由1990届机车专业校友捐赠的,
它产于上世纪五十年代,这显露着北交大轨道交通的悠长历史。
北京交通大学机械与电子控制工程学院的车辆工程学科以轨道交通为研究支点,关注车辆寿命,全力研究结构疲劳可靠性,一方面放眼国内,循轨而行,只要是轨道上的车,尤其是客车,几乎都要进行疲劳可靠性评估;一方面接轨国际,承担了我国大部分出口轨道车辆相关试验研究和疲劳可靠性评估。由此积累的庞大测试数据,形成了巨型数据库,在轨道安全领域的研究达到了国际先进水平,并得到了国际铁路联盟UIC的认可。
可以说,北交大车辆工程专业是北交大发展一流学科、一流专业的一面旗帜。
火车头的关键技术
来到八层,记者见到了车辆工程专业博士生导师刘志明教授和任尊松教授。
刘教授介绍说,车辆工程专业的研究方向众多,如汽车整车及零部件的设计开发、车身及造型设计、车辆电子技术应用、汽车制造工艺以及生产管理等。北交大车辆工程专业因原属铁道部的背景,从1958年开始培养铁路机车车辆设计、制造与运用人才。
“轨道交通领域更新换代的速度极快,我们丝毫不敢懈怠。自北交大开设车辆工程专业以来,屡次根据经济社会发展对人才的需求调整专业定位。”刘教授告诉记者,北交大1958年_始招收本科生时,设置的是车辆、热力机车专业,1961年细化为蒸汽机车、内燃机车、铁道车辆、电力机车、铁道供电专业。1977年按照内燃机车、铁道车辆、机车柴油机、机车电传动专业招生。2005年则按照铁道机车车辆专业招生,2012年改名为“车辆工程专业”。
作为轨道交通研究的主力军,北交大的研究不断领先。不仅积累了大量列车测试数据,还建设了与行业前沿技术密切相关的动车组系列课程群,出版了全国第一套本科动车组系列教材,建立了全国为数不多的轨道车辆实验室,自主研制出了全国第一套动车组专业教学实验平台,建立了教学科研企业一体化实践平台。
作为北京交通大学的“元老”级学科,车辆工程凭着“冲锋陷阵,与时俱进”的火车头精神,始终坚定地追踪着轨道交通的前沿理论,时刻更新着轨道车辆工程领域的关键技术。随着我国列车速度的不断提升,车辆工程专业选择了科研难度颇大、但又是国际竞争力强、潜力大的轨道车辆结构疲劳可靠性作为学科的主要研究方向。所谓车辆疲劳可靠性,就是通过对车辆各种零部件安全性的研究,帮助列车延长寿命。
“车辆工程专业潜力巨大,已成为学校建设双一流的重点支持项目。”任教授说。
“中国数据”支撑安全的“天”
对于轨道车辆来说,安全就是最大的“天”,北交大车辆工程专业的研究重点正是被称为“结构疲劳可靠性”的车辆安全。刘志明教授说起自己专业的优势时滔滔不绝:“当传统车辆设计的热点、关注点停留在速度时,我们已经结合结构强度方向研究上的优势,开始关注车辆的寿命和安全问题,重点研究结构疲劳可靠性,针对车辆在不同线路、地域的运营状态,进行数据测试;我们还逐渐将单一的研究方向系统化,开始触及载荷谱研究计划(指通过加载试验,研究列车各部位在受力时的各种情况,从而得到一系列研究数据)。”多年的研究使北交大结构强度研究团队成绩斐然,既能让旧机车“起死回生”,又能在新领域“打怪升级”,走在了轨道交通的最前端。
2006年,洛阳进口机车的牵引座(即提供牵引动力的牵引拉杆的支座)大限将至,故障频频。因购买新车价格昂贵,洛阳机务段的工作人员愁眉不展,找到厂家申请维修。厂家没有自己的研究人员,遇到这样复杂的问题束手无策,只好辗转找到北京交通大学结构强度研究团队。刘志明教授一行人前往仔细考察后发现,这个牵引座的处境十分尴尬,如果按原样修复,维持的时间很短暂;而若想运用新技术替换,当时又根本找不到可替换的新型机车部件。在这种情况下,刘教授团队经过对该结构在陇海线运输过程中的载荷谱进行系统的线路测试、数据分析以及可靠性评估后,提出了牵引支座改进方案,并最终改造了83台机车,“在一般情况下,能改造10台左右已经算很多了。”
“我们被要求保证这个车在十年内都能继续使用,出现任何问题都要全权负责,说实话当时我们的压力是很大的。”但十年期满后的2016年,团队去考察时发现,该型机车仍能正常使用,这也让刘教授无比欣慰,“通过延寿技术的实施,我们给国家机车的更新换代赢得了时间。”
除了能让老旧的车辆“起死回生”,北交大车辆工程专业在高铁新领域的突破也不落于人后。国内某厂家曾经从德国进口了一种列车电机吊架(用于安装电机的支架),北交大的教授们对测试数据进行研究、评估后,预测吊架的寿命只有5年。结果德国企业既没有能力改造,又害怕索赔,拒不承认此评估结果。5年之后,吊架果然出现裂纹。企业不得不再次委托北交大教授,寻觅改造之法。刘教授说:“我们基于列车以往在线路运营过程中大量的测试数据,再结合本次测试得到的数据详细地做分析,得到了这个结构的载荷谱。然后,我们采用结构疲劳理论、损伤一致性原则、可靠性理论以及多种数据处理和分析方法,大胆做出了一个新的结构,由国内厂家配合生产,最终替换了进口吊架。”
北交大教授们不仅要解决高铁的问题,还要接手更复杂的城轨车项目:“如今各个城市的地铁发展很快,但由于地铁的规划权限下放到了省市,而各省市建设水平又参差不齐,这要求我们必须完善各城市的地铁跟踪测试,积累数据,保障车辆的安全性运行。”
但要想进一步研究地铁车辆的寿命问题,实在棘手。“比起高铁,地铁的启动和制动频繁,线路激扰频带也比较宽,所以车辆的结构疲劳可靠性问题就更复杂。”北交大结构强度研究团队6名教授经过商讨,最终提出了地铁车辆“载荷谱研究”计划,决心建立轨道车辆客车所有车系的载荷谱。“这个计划要储备大量的载荷谱数据,研究成型后就可以预测不同车型在线路上跑的时候会受到哪些载荷,以及载荷的大小和频次。这样就可以更有针对性地设计转向架的强度和关键零部件的强度,让它的寿命设计和评估更精确。”刘教授告诉我们。
除了“载荷谱”计划,研究团队还承担了众多国家级研究项目,每个项目的创新性和挑战性都不小,如适应“一带一路”沿线国家不同轨距的时速400公里变轨距转向架高速列车;最高运行时速500km以上的高速磁浮车辆;以高附加值货物为运输对象的250km/h及以上高速货运动车组;具有自行升降、旋转或与站场地面配合转动的驼背运输车等等。“轨道车辆未来的一系列发展可谓日新月异,我们也将顺应时展,继续完善数据库,不断攻克难关,创新技术。”
为积累车辆在各种环境下的运行数据,北交大教授和学生们的脚步遍布大江南北。任尊松教授说:“在评估车辆疲劳可靠性的工作中,我们要求师生必须亲临实地线路,全程跟踪研究、测试,以更客观地积累总结数据成果,形成数据库。”就这样,教授们带着一批又一批学生们跋山涉水,昼夜不分地忙碌在京广、京沪、京哈、胶济、遂渝等全国各提速和客运专线上,完成了数十万公里200至350km/h等级高速动车组的试验研究和疲劳可靠性评估。
除了在国内通宵达旦地做实验,团队还要赴万里之外的国家作评估。任教授说:“我国高铁在国际上‘火力全开’,辐射到了多个国家,在欧洲、美洲也占有一席之地。因为所有由我国设计的、出口的车辆都要做评估,所以车卖到哪儿,我们教师和学生就要去哪儿。” 虽然国际上有不少高校也设置了车辆工程专业,理论研究不错,但由于种种客观条件的限制,使得他们没条件为车辆做评估。
任教授去英国高校考察时发现:“那儿有教授对动力学和结构强度颇有造诣,但因为实验室的规模容量小,人员零散,研究分工又太细,难成体系,不能像我们这样去进行大规模的、系统的测试。” 比起国外的尴尬局面,我国注重实际,兼顾设计和测试,高铁技术发展成熟。
因先后在全国范围内、甚至在全球多个国家轨道车辆进行了大范围的系统研究,国际铁路非官方组织UIC(国际铁路联盟)拟将在中国高铁运行过程中获得的载荷数据纳入标准。对此任教授难掩自豪之情:“联盟如果有我们实车采集的数据,会使今后设计的转向架可靠性更高。”
卓越工程师循轨而上
对于人才培养,北交大车辆工程提出“面向世界,面向未来,面向工业界”的方案,培养的是“轨道车辆卓越工程师”。刘志明教授如数家珍:“学生首先要培养一种素质――工程素质;同时还要拥有两大类知识――基础知识与轨道车辆设计制造及运用专门知识;更应该具备三大能力――专业表达能力,工程实践能力,国际视野和团队合作能力。” 也因此,北交大车辆工程的毕业生几乎都是能承担轨道交通车辆设计制造、技术开发和应用研究、运行管理等“一条龙服务”的工程技术人才,他们在圈子里有一个响当当的名号――“轨道车辆卓越工程师”。
车辆工程专业作为北交大的王牌专业,“引无数英雄竞折腰”。对此,任尊松教授颇感欣慰:“我们专业的研究生招生场面火爆,几十个名额往往受到数百个学生的争抢,很多高分的落榜学生心系北交大,坚决不接受其他好学校、好专业的调剂,二战、三战再考,直到得偿所愿才肯罢休。”
车辆工程专业采用“多对多”模式培养研究生。为保证质量,北交大招收研究生的数量并不算多,也没有采用通常“一名研究生对应一名导师”的做法,而是让所有老师都是学生的导师,所有学生都是导师的学生。任教授介绍道:“开学之初,我们会集中本专业的20余名老师(包括6位教授,7位副教授),向每年招收的20余名研究生和6名左右的博士生详细介绍老师们的情况,比如每位老师的研究方向、特长、优势、学术贡献、性格、联系方式等。学生们可以随时可以找任何老师交流学术问题。每位老师各显神通,学生则师从百家。”
[关键词] 实验开发;仿真模拟;opentrack
[作者简介] 高帆,上海工程技术大学城市轨道交通学院,研究方向:城市轨道交通列车运行仿真,上海,201600;谢世豪,上海工程技术大学城市轨道交通学院,研究方向:城市轨道交通列车运行仿真,上海,201600;魏浩然,上海工程技术大学城市轨道交通学院,研究方向:城市轨道交通列车运行仿真,上海,201600;梅佳佳,上海工程技术大学城市轨道交通学院,研究方向:城市轨道交通列车运行仿真,上海,201600;刘璐,上海工程技术大学城市轨道交通学院,研究方向:城市轨道交通列车运行仿真,上海,201600
[中图分类号] u23 [文献标识码] a [文章编号] 1007-7723(2013)04-0027-0003
轨道交通运行仿真模拟对轨道交通初期设计、运营需求预测、事故预防及防治措施以及轨道交通相关专业教学发挥着重要作用。在轨道交通设计阶段充分考虑轨道交通运营要求是轨道交通建设的一个重要发展趋势,采用成熟、高效的运营方案设计与优化方法及相应的工具是提高轨道交通工程设计质量与效率的基础。由于影响轨道交通运营过程的因素多,且相互之间关系复杂,传统的解析方法难以对运输组织方案及其可靠性进行综合的定量评价,因此,模拟或计算实验技术在轨道交通运营过程分析与论证中起着越来越重要的作用[1]。总之,轨道交通运行仿真系统可以辅助轨道交通设计和运营调度工作,提高轨道交通规划、设计与运营管理工作的效率,促进运输组织各个环节。因此,如果可以掌握一种轨道交通仿真系统,并灵活应用到实际当中,这对于轨道交通专业的学习和轨道交通事业的发展都将有着重要意义。opentrack仿真模拟软件由于其突出的特点,被选作本次上海1号线仿真实验的平台。
一、实验设计原理
(一)国内研究现状
我国从20世纪80年代开始致力于铁路运输模拟的研究,初期的研究主要应用于铁路编站及列车运行过程的计算。1993年,杨肇夏等人[2]研究开发了用于教学培训的铁路列车接发系统,并于1997年完成了产品化;1998年,何天建与毛保华等人共同致力于基于列车牵引计算的列车运行过程模拟系统研究[3][4],并于1999年开始应用于轨道交通系统的工程设计工作,此后又不断完善系统使其适应不断发展的新机型、新路线[5][6];近年来,徐瑞华等人建立基于列车运行图的城市轨道交通列车运行延误的模拟模型,并设计合理的列车运行延误统计指标和模拟分析方案进行模拟,分析列车运行延误及其传播与能力利用率、缓冲时间等因素的关系,并应用于上海地铁系统的模拟[7]。毛保华等人还研究将列车运行过程计算与优化设计理论用于不同闭塞方式下的铁路信号机布局优化方法。
(二)实验开发设计的意义
可以说中国城市轨道交通事业是起步晚而发展快。对城市轨道交通的实验探究也主要集中于近几年,并且多是在铁路系统基础上的修改延伸。目前,我国城市轨道交通发展出现了技术水平跟不上发展步伐,面临很多难以解决的技术问题。同时还出现了不合理的专业技术人才结构及大量运营管理专业技术人才的需求。
opentrack仿真模拟软件基本具备解决上述问题的能力,利用其仿真结果既可以解决列车运行等多方面问题,还可以用于轨道交通运营人员技术培训。目前,这款软件在我国相关院校和轨道交通公司的普及率和课题研究的应用率并不高。因此,结合实践进行实验开发与设计,对opentrack软件的推广和初学者使用该软件都会有一定帮助。
(三)实验开发与设计的目的
通过本实验,学生可初步了解opentrack软件的结构、功能以及工作原理。结合信号设置、列车参数应用、数据处理等理论知识的学习,可进一步强化学生对信号、车辆、运营三方面专业知识的掌握,对学生实际操作能力和上岗能力的提升也有很大帮助。同时,还为老师提供新的教学手段,更有助于提高老师的教学质量和学生学习的效率。
二、opentrack软件的结构和功能
opentrack用户需输入三大类型数据分别对应三个模块:即车辆和牵引机车数据、基础线路设施数据和列车时刻表数据。用户输入相关数据信息后进行仿真即可。仿真过程是按照用户输入的基础数据,列车在已经定义的线路结构上按照预定义的时刻表和仿真参数设置实现仿真,仿真能够实现与各种车辆相对应的不同运动学方程所进行的连续数值计算或线路沿线信号设备离散布置计算、信号状态显示这两大类仿真过程。opentrack仿真过程中能提供多种不同格式的数据输出,并允许用户根据需要以不同格式和形式来保存和处理数据。
经过多年的应用实践,opentrack软件现广泛应用于以下轨道交通工程领域:
(1)城市轨道交通网络系统基础设施的需求分析与规划;
(2)线路和车站的运营能力分析、列车牵引分析;
(3)构建列车时刻表并分析其适应性和鲁棒性;
(4)多种信号系统分析,如离散阻塞系统和移动闭塞系统等;
(5)系统故障和延迟模拟分析(包括基础设施故障和车辆故障等)。
三、仿真实验的开发设计
(一)数据输入
在线路数据和运行图数据方面,opentrack采用了对象的层次型结构,按照生成的先后顺序从下向上排列,可分为4层,见表1。
该组织方式的优点是逐层递进、结构清晰,易于满足各种不同功能对数据的需求。但是需要说明的是,以上采用针对的是固定闭塞方式时的情况,如果是移动闭塞,那么因为区间无通过信号机,即无进路(route),此时组成径路的最小单位在区间是进路段(path)。
(二)列车仿真
在opentrack软件中列车分为快速列车(城际列车)、区域列车、货运列车。列车的类型决定了软件中阻力计算公式不同。opentrack具有可在仿真计算中应用的列车数据库,也支持用户自定义列车类型,即输入列车的相关参数。列车参数包括列车所选机车类型、机车和拖车的总重量、列车的长度,包括机车长度和拖车长度、列车类型、最大加速度、平均制动减速度、空气阻力公式等。
对于机车,opentrack软件进行单独管理,通过depot数
据库管理机车数据。每个depot数据库可以管理任意数量的机车。不同depot数据库中机车数据可以相互复制。机车数据包括牵引力-速度曲线、制动力-速度曲线、机车重量、长度、阻力因数等。opentrack程序还支持用户通过编辑工具对曲线图和图形界面数据进行修改。
(三)仿真计算
opentrack仿真为混合仿真,涉及连续仿真和离散仿真。列车运动基于运动微分方程,采用连续仿真方法,涉及安全的信号系统和延迟采用离散仿真方法。数值仿真算法(如euler法)用来计算列车运动。euler法是利用前一时刻列车的速度,计算当前时刻列车的方法,可以提供足够的计算精度。
为了使列车加速,机车必须提供大于牵引阻力的驱动力。牵引力与牵引阻力的差值称为功率余量。牵引力通过牵引力-速度曲线计算,该值和当前速度以及粘着情况相关。牵引阻力与速度以及轨道参数(里程)相关。
(四)数据管理
opentrack通过三种不同类型文件管理输入、输出数据:文件(documents)、数据库(databases)和计算结果(evaluations)。
documents-opentrack程序用此类型文件存储线路结构信息和列车运行图。这些文件的特点是,能够通过图表编辑工具或属性编辑工具"inspector"进行编辑,且在opentrack程序中调用是无限制的,它取决于仿真模拟的类型、线路布局模块和仿真生成时刻表数量大小。
databases-opentrack使用六大类型数据库存储列车数据、车站数据和列车时刻表相关内容。其主要由以下内容组成:机车数据、车辆数据、运行线数据、时刻表数据、车站数据和列车运行路线数据。上述各种文件中,当有多个不同数据文件时,仅能有一个数据文件在opentrack仿真过程中被调用。
evaluations-openteack程序保存仿真过程中生成的各种输出文件。这些文件以ascii文本文件形式保存,可以在文本编辑器或excel数据表格中进行
四、结 语
随着城市轨道交通事业的发展,轨道运行仿真系统会更多地运用到实际当中,以解决各种各样的技术问题。同时,轨道运行仿真实验对于学生的专业知识学习也起着不可小视的作用。仿真实验作为一种全新的教学手段,有助于激发学生学习的兴趣和培养创新意识,尤其是在实验经费和设备受到限制的条件下,开展实验仿真教学是一条切实可行之路,也是高等教育大众化发展的一种必然趋势[8]。
[参考文献]
[1]苏梅.铁路运营模拟系统的发展与应用研究[j].交通运输系统工程与信息,2009,(2).
[2]杨肇夏,李菊,孙晚华,等.铁路编组站技术作业模拟系统的研究[j].铁道学报,1996,18(增刊).
[3]he tj, mao bh, yuan zz, yang zz, et al. a general-purpose simulation for train operations[c].proceeding of ictts'98,asce,1998.
[4]he tj, mao bh, yang z.a multi-train movement simulator with moving block signaling[c].proceedings of 6th international conference on computer aided design, manufacture and operation in the railway and other advanced mass transit system, wit press,1998.
[5]毛保华,何天建,袁振洲,等.通用列车运行模拟系统研究[j].铁道学报,2000,22(1).
[作者简介]熊文林(1971- ),女,湖北浠水人,湖北交通职业技术学院道桥系,副教授,研究方向为岩土工程;田文(1966- ),女,湖北孝感人,湖北交通职业技术学院道桥系,副教授,研究方向为道路与桥梁工程;李清(1970- ),女,湖北武汉人,湖北交通职业技术学院道桥系,副教授,研究方向为道路与桥梁工程。(湖北 武汉 430079)
[课题项目]本文系交通职业教育教学指导委员会2011年交通运输职业教育科研项目“‘三结合与路随行’人才培养模式的研究与实践”的研究成果。(项目编号:2011B04)
[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2012)27-0096-02
高等职业教育的蓬勃发展,行业企业对高素质技能型人才的巨大需求,人才培养质量的高标准,要求我们对传统的人才培养模式进行改革。依托工学结合推进人才培养模式创新,在高职教育领域越来越受到重视。高职院校人才培养要适应企业需求,同时也要发挥企业参与人才培养的积极性,使企业在分享学校资源优势的同时,参与学校的教育教学过程。
湖北交通职业技术学院道路与桥梁工程系与世界500强中交二航局等企业深度合作,2006年开始开办道路桥梁工程技术专业“二航班”(订单班),经过三年的实践,在总结、分析 “二航班”试点经验的基础上,按交通公路行业、企业对人才的需求,以就业为导向,以培养学生的综合职业能力为重点,以任务为引领,遵循职业教育规律,突出职业教育特色,构建了“三结合、与路随行”的工学结合人才培养模式,即教学内容与施工任务相结合、教学安排与施工季节相结合,顶岗实习与企业需求、学生就业相结合,公路建设到哪里,实训基地就建在哪里,课堂就流动到哪里。
一、教学内容与施工任务相结合
1.修订人才培养方案。人才培养方案修订的总体思路是:以“工学结合”为人才培养模式的核心;按照公路交通行业、企业对人才的需求,确定人才培养目标、培养规格;按照公路建设过程,构建课程体系;以职业能力培养为课程目标;将“公路工程项目”作为专业人才培养的载体;以公路建设任务作为课程建设的主线;按照课程体系的要求改革教学模式、教学条件、教学管理办法。在人才需求分析的基础上,确定道路桥梁工程技术专业人才培养目标。按照“分析工作任务提炼典型工作任务归纳行动领域转换学习领域”的路径,构建出专业课程体系。按照课程体系进行教学设计,教育活动设计,明确教学条件,最后形成人才培养方案。
2.重构课程体系。通过对知识和能力结构的解构与重构,实现行动领域向学习领域的转化。由专业教学指导委员会汇集行业、企业技术专家、实际生产一线的技术能手、学校专业骨干教师和教学专家,对照公路桥梁施工岗位职业标准,整合教学资源;根据工作任务的系统性和学生职业能力的形成规律,按照由易到难、循序渐进的原则,同时充分考虑教学的可实施性,以行动为导向,按照实际工作过程组织教学内容,开发出道路桥梁工程技术专业学习领域课程,构建专业课程体系。
3.开发课程及教学资源库。以公路施工项目为载体,与中铁十一局、中交二航局等企业合作,重点建设了“工程测量”等3门具有“工学结合”特色的核心课程,为学生自主学习和企业员工培训提供服务。编制课程标准,进行课程整体设计、教学情境和单元设计,编制考核评价方案,开发《工程岩土》等3种工学结合特色教材等。
二、教学安排与施工季节相结合
为了满足学生可持续发展和提高职业能力的需要,将学生的职业能力形成分为四个阶段。第一阶段以通用的基础知识学习为目标,包含第1、第2学期,进行公共领域和职业基础领域课程学习,教学场所主要安排在校内;第二阶段课程旨在对学生进行测量、试验等单项技能培养,包含第3、第4学期,进行职业技术领域的理论课程和实训课程的学习,校内学习道路桥梁施工等理实一体化课程,校外“工地流动学校”安排专项实训;第三阶段以综合技能培养提升为目的,包含第5学期,进行职业拓展领域课程(选修领域课程)学习及职前综合培训,在校内或“校中企”进行;第四阶段以岗位群综合职业能力培养为目标,包含第6学期,安排在校外实训基地实施顶岗实习。通过“六学期、四阶段”教学组织模式的实施,采用柔性化管理,做到教学安排与施工季节相结合,更好实现“学中做、做中学”。
三、顶岗实习与企业需求、学生就业相结合
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)22-0139-02
一、前言
交通拥堵已成为世界主要国家存在的交通主要问题。为解决交通拥堵和提高客运运输能力他们正在寻求新的交通政策和解决办法,其中最重要方法就是发展轨道交通。因为轨道交通具有运量大、速度快、安全、准点、保护环境、节约能源和用地等特点,主要包括干线铁路、地铁、轻轨、有轨电车等轨道交通系统。预计到2020年,我国城市化水平将超过50%,城市轨道交通累计营业里程将达到7395千米。发展轨道交通,必须要克服车辆的走行性能、轻量化、集电性能、环保、空气力学以及其他诸如改善车内环境、提高乘车舒适度、提高耐候性和耐火性等方面的技术,而车辆的轻量化在解决其他各项技术方面起着至关重要性,高速列车的轻量化必须大量采用高分子材料及复合材料。随着科学技术的不断进步,具有质轻、高强度以及易成型等特点的集结构功能一体化的新型高分子材料,尤其是高分子复合材料越来越多地应用在现代轨道交通领域。
另外,随着轨道交通的发展,尤其是铁路的提速,噪音污染对于人类的威胁也越来越大,甚至危及生命,因此,控制振动、降低噪音已成为急需解决的重大问题。在众多的阻尼防噪材料中,其中以高分子阻尼降噪材料阻尼耗能的作用更为突出。高分子材料阻尼特性一直以来是一项重要的研究课题,同时高阻尼聚合物也是目前发展高性能减震降噪材料的重点发展方向。因为高分子材料具有以下特点:(1)利用其玻璃态转化区的粘性阻尼部分,将机械能或声能部分转变为热能逸散掉,通过阻尼制振降低车厢结构共振区的振动,从而减小车内噪声。(2)利用小分子和极性高聚物之间会形成可逆的氢键,氢键在振动下会不断断裂和形成新键,最终将机械能转化为热能而耗散。(3)将不同的阻尼材料交替层状排列,利用多层杂化材料叠加来有效地拓宽材料的有效阻尼温域,通过控制复合材料的层状结构和数量将可获得更高阻尼值。这些特性是其他材料无法达到的。发展高分子交通材料对于发展交通具有非常重要的应用价值。在当今经济发展的中国,开设具有交通特色的高分子材料专业,培养更多掌握高分子材料的基本知识和应用技术的人才具有划时代的意义。
二、高分子专业特色
作为以交通为特色的一所大学,专业设置必须具有交通的特点。学校在“十三五”规划中,就明显地突出了交通的特色,确立了学校的发展目标,将其定为“以交通为特色,轨道为核心”发展理念,而且强调其他所有的专业建设必须紧紧围绕着这个目标,包括学科建设和人才引进。作为与轨道交通有着非常紧密联系的高分子材料专业更要凸现交通特色。我们在专业建设方面紧紧围绕交通的特色,包括本科的课程设置、学科专业方向和人才引进。在课程设置方面我们更多地注重学生的实际能力的培养,以轨道交通为靶向,为交通运输行业提供掌握高分子材料基础知识和实际应用人才。在学科建设方面首先以高分子材料基础理论建立学科平台,尤其是硕士学位硕士点,目前,该专业有专材料科学与工程和化学两个一级硕士学位硕士点来支撑;其次,按照学校的发展定位凝练学科特色,突出交通,以教授为学科带头人,形成专业团队,在高分子材料与工程专业主要体现在以下几个方面:(1)根据聚合物的流变学原理,利用共混的手段,将两种或多种聚合物进行共混改性,以改善单一高分子材料性能,获得更加广泛的交通应用材料。同时通过改性可获得较窄的玻璃化转变温度,以形成宽温域、宽频率阻尼高分子材料。(2)利用接枝共聚的化学方法,将具有一种较长链段或带有功能基团的单体接枝到聚合物主链上,使聚合物能形成多个侧链或者交联,获得新型功能通材料;同时还可以通过改性使侧链与侧链之间产生纠缠,实现阻尼增强的效果。(3)运用复合的方式,选择一种较强的力学强度和较高损耗因子聚合物,通过与一些补强材料或添加第二相粒子,以形成各类具有高性能的复合材料,同时达到应用的需要。(4)利用有机硅独特的结构,其兼备了无机材料与有机材料的性能,即具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质,并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性,制备硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架组成的聚硅氧烷。这类材料应用领域不断拓宽,而且形成了化工新材料界独树一帜的重要产品体系。
三、高分子专业培养模式
1.明确交通特色的培养目标。在科技发展的今天,材料已成为三大支柱产业(材料、能源、信息)之一,材料的发展水平已作为评价一个国家综合实力的重要标志。高分子材料与工程是材料科学与工程的一个分支,它在实际生活中得到广泛的应用。另外,高分子材料易于改性,赋予新功能性,这就使得高分子材料的应用进一步拓展。社会更加急需掌握高分子材料与工程理论知识和专业技能的专业人才。作为工科性质的大学,培养具有一定的实际操作能力,能以理论指导实践、应用于实践,服务于地方经济建设的高分子材料与工程专业技术人才是十分重要的责任。而作为交通特色的大学,高分子材料专业人才的培养必须适应当今轨道交通的需求,专业培养模式应该是“强化基础,注重交通,突出创新”。
2.以科学研究强化专业建设内涵。专业建设内涵主要包括课程设置、教材建设和师资队伍等内涵建设。课程体系是实现培养目标最直接的体现,是形成人才知识结构和提高能力的主要来源,是提高人才培养素质的核心,也是教学改革的重点。根据我们高分子专业的培养目标,合理地设置课程,才能高效地促进专业发展,在此,我们按照三个模块来进行选择和设置课程,基础理论模块按照国家教资委的要求设置基础理论课程,选择“十二五”规划或获奖教材,系统传授基础理论课程,在大一和大二上完成基础理论课程,为专业基础理论及专业研究方向提供理论指导;专业基础模块体现高分子专业特色设置课程,选择丰富经验的教师授课,尤其具有专业特长高级职称教师,在高分子专业上传授高分子专业基础课;专业方向模块突出交通特色,发挥专业研究方向的优势让学生有选择性进入不同方向的导师团队,团队的导师必须具有行业经历,尤其在专业方向上进行过专业生产实践,承担过或正在承担企业项目,在校内进行专业方向模块训练,这样可以做到形式不单一,课程内容不重复。在丰富教学内容的同时,又加强了师资队伍的建设。
3.以实践教学促进专业建设。高分子材料与工程专业与大部分工科专业有着相同的特点,重视工程实践,该专业是在大量的科学实验和工程实践基础上发现并总结出来的,运用科学分析方法探索其内在的作用机理,采用数学、物理、化学理论与模型计算归纳形成理论体系,并在理论指导下,将科学研究应用于生产实践,使理论体系进一步得以检验并逐步完善,实际上高分子专业形成过程是经过实践到理论再实践的发展过程。针对这一特点,我们在设置课程的同时有意侧重实践课程教学,尤其是交通特色的高分子材料实践教学,培养学生在交通领域具有创新意识、创新能力和实践能力。
高分子专业教学实践分为校内和校外实践。在校内主要包括专业基础实验教学、专业实验、开放实验、课程设计、计算机模拟实践和毕业教学环节等实践教学部分。而在校外主要包括认识实习、生产实习以及毕业实习等实践环节。校内实践是校外实践的基础,相互衔接,在专业基础实验教学中要积极有效地开展研究型、设计综合型实验教学,鼓励学生利用业余时间参加开放实验活动,注重培养学生的动手能力和科研能力。校外实践注重实训基地的建设,形成良性互动,学生在生产实习中得到锻炼,企业在学生的生产实践中发现人才,能为企业使用,学校提高了声誉,企业也大大地降低了生产成本,两个实践模式的有效结合,提高了学生的动手能力,加强了学生理论联系实际、分析问题和解决问题的能力,为今后从事本专业研究与生产奠定良好的基础。此外,我们还探索了一条校企合作培养的模式,在学生和企业中产生很好的效应。也就是利用毕业实习阶段,将有意愿到企业就业的同学以企业工程师为导师,在企业中完成毕设,打破了原来学生必须在学校的导师指导下完成毕业设计的模式。
四、结语
高分子材料应用非常广泛,从国家发展规划就不难发现,在“十三五”规划中,新材料就已经成为重大科技项目之一,为在新材料、新技术、新工艺方面有重大突破,就需要更多更优秀的材料从事者。尤其是轨道交通轻量化的发展,对于材料的要求就越来越高,特别是高分子材料和复合材料,因为他们具有非常显著的优势。这就要求高等教育必须培养更多掌握高分子交通材料的优秀人才,因此,改革高分子材料与工程专业的教育教学,使之适应当今轨道交通发展。教学改革必须更加注重高分子材料与工程专业学生的工程应用能力的培养、办学质量和人才培养质量。提倡一种“强化基础,注重交通,突出创新”的培养模式,以适合当代轨道交通发展的需要。
几十年来,为了人类医疗水平的提高,生物医学工程的追梦人坚定地做项目、搞科研,研发出一个个新的医疗技术,更培养了一代代的生物医学人才。国内生物医学工程院校就是这样一个群体,从最初建立院系学科到分专业发展科研,再到如今培育人才做实际项目,每一步都走得精彩。
重点名校
清华大学
作为国内首屈一指的理工科高校,清华大学的教学科研资源得天独厚,生物医学工程系也不例外。该系强大的师资力量不可小觑,教授就包括院士、“长江学者”特聘教授、美国电气和电子工程师协会院士、美国医学和生物工程研究院院士。另一方面,清华大学生物医学工程系硬件设施优越。院系所在的医学科学楼拥有7个科研实验室和4个教学实验室,各实验室设施齐全,更引进了世界最先进的设备供师生研究所用。
清华大学生物医学工程学科自创立以来,在医学信号处理、生理系统建模仿真、超声成像等领域进行了长期系统地研究,在生物芯片、生物信息学、神经工程、分子影像等新兴方向有明显特色。毕业生中既有国际知名大学的教授,也有国内医疗仪器产业的领军人物,更多的是国内教学、科研、国防及产业方面的优秀人才。
清华大学生物医学工程专业每年的硕士研究生总数在30人以内,具体到校内校外是1∶1的比例,考研招生的人数大概在15人左右。
上海交通大学
上海交通大学生物医学工程专业创建于1979 年,同样是我国最早建立生物医学工程学科的院校之一。正如“早起的鸟儿有虫吃”,上海交通大学生物医学工程起步早,发展也较为成熟。2011年,上海交通大学生物医学工程学院成立,旨在对接国家重大需求及临床医学发展需要,重点建设生物医学仪器、神经科学工程、医学影像信息、生物纳米材料4个学科领域,致力于培养具有国际竞争力的生物医学工程领域高端研发人才。生物医学工程学院实施精英式教育,从一年级开始就实行导师制,进行全方位的导航。学生入校后,一、二年级夯实数理生基础及专业基础;三、四年级根据领域方向兴趣,在导师的指导下,拓展知识,提升创新能力和实践能力。这一教育方式让该学科的毕业生更出类拔萃。
2010年上海交通大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名
人数 录取人数 报录比
生物学 319 53 6.18∶1
化学工程与技术 43 9 4.78∶1
生物医学工程(83100) 95 30 3.17∶1
生物医学工程(430131) 8 21(含推免) 未知
生物工程 7 4 1.75∶1
西安交通大学
西安交通大学的生物医学工程在业内声名远扬。2000年,在原西安交通大学、西安医科大学、陕西财经学院三校合并及学科交叉融合的基础上,生命科学与技术学院成立。该院下设生物医学工程系、生物科学与工程系两个系,设有生物医学工程研究所、生物医学分析技术与仪器研究所、分子遗传学研究所、癌症研究所、生物医学工程与仪器研究所、线粒体生物医学研究所六个研究所。依托学校的整体实力,学院还设有现代医学电子技术及仪器国家专业实验室、生物医学信息工程教育部重点实验室、生物医学工程陕西省重点实验室三个重点实验室。2011年西安交通大学生命科学与技术学院生物医学工程招收学术型硕士研究生50人,全日制专业学位研究生20人。
复旦大学
复旦大学生命科学学院创立于1986年,是我国最早在大学中成立的生命科学学院,也是国家生命科学和生物技术人才培养基地。生命科学学院由生态与进化生物学系、微生物学和微生物工程系、遗传学和遗传工程系、生理学和生物物理学系、生物化学系五个系级单位组成,拥有遗传工程国家重点实验室、生物多样性与生态工程教育部重点实验室、现代人类学教育部重点实验室三个国家和教育部重点实验室,以及遗传学研究所、发育生物学研究所、植物科学研究所、生物多样性科学研究所、进化生物学研究中心等七个研究机构。学院以科学研究为主导,以争取国家级重大项目为抓手,力争在科研成果、科技产业化等方面实现快速发展。
2010年复旦大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名人数 录取人数 报录比
生态与进化生物学 18 6 3∶1
微生物学和微生物工程 49 11 4.45∶1
遗传学 90 42 2.14∶1
生理学和生物物理 8 5 1.6∶1
生物化学 128 48 2.67∶1
实力院校
浙江大学
1977年浙江大学科仪系设立国内第一个生物医学工程专业,并相继建成我国生物医学工程第一个硕士学位授予点、第一个博士学位授予点和第一个博士后科研流动站,现隶属浙江大学信息学部生物医学工程与仪器科学学院。其生物工程系在我国生物医学工程业内享有“黄埔军校”的美誉。学院建有生物传感技术国家专业实验室、生物医学工程教育部重点实验室等学术研究机构。学院与国际一流大学及科研机构的交流和合作广泛,多次举办高质量的国际学术会议。作为实力派院校之一,学院办学条件优越,科研实力强劲,现有科研实验用房6千多平方米,历年来先后获得国家级和省部级科技进步奖30余项,多项科研成果居国内外领先地位。
学院硕士招生按生物医学信息处理、医学成像与图像处理、医学仪器、生物传感技术、定量与系统生理等方向进行,按下表中的小专业录取。其中免试研究生比例约50%。
2010年浙江大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名
人数 录取
人数 推免人数
电子信息技术及仪器 110 24 未知
生物医学工程(083100) 86 46 未知
仪器仪表工程 1 6 5
生物医学工程(430131) 6 14 8
东南大学
作为国内生物医学行业的佼佼者,东南大学生物科学与医学工程学院以强大的实验平台和严谨的治学态度见长。该学科设有生物电子学国家重点实验室、江苏省生物材料与器件重点实验室。另外,在苏州、无锡等地开设科研基地,给学生提供了优良的实践平台,更方便学院与校外公司合作。在教学治学方面,全院师生在韦钰院士的带领下,在追求知识和理想中求实进取,勇于创新,创造了很多卓越的科研成果。
依托强大的学科优势,生物科学与医学工程学院学生学术思想活跃,专业基础扎实,具有较强的创新意识,大受用人单位欢迎。毕业生可到生物医学工程和电子信息工程领域的企业、高校、科研院所、医院等单位从事研究、设计、管理等方面的工作。
在考研招生时,学科分两个方向来录取。对于初试,考卷一般都不会设置太难,主要是对基础知识部分的考查。
2010年东南大学生物医学工程各专业研究生报考录取表
专业名称 报名人数 录取人数 推免人数
生物物理学 15 4 0
生物医学工程 106 61 13
华中科技大学
华中科技大学生命科学与技术学院拥有生物医学工程和生物物理学两个国家重点学科。学院科研实力雄厚,依托学院建立的科研基地包括:国家纳米药物工程技术中心、科技部基因工程“国际科技合作基地”、武汉国家生物产业基地、生物医学光子学教育部重点实验室、中英基因工程和基因组学联合实验室、中德马普生物物理与生物化学合作实验室等。近三年承担国家和省(市)研究课题234 项,其中国家自然科学基金108项,获得省部级以上奖励5项,获得授权发明专利23 项,发表SCI收录论文418篇。
学院研究方向包括医学图像处理与分析、医学成像技术与应用、生物医学信号检测与处理、纳米生物光子学与生物传感技术、人工器官等。近两年的考研报录情况未公开,但历年报考人数一直在全国高校内居多。
逐梦――与时俱进的研究分支
近年来,随着生物医学工程学科的发展,生物医学工程技术也日趋成熟,各分支方向的发展也日益明晰。那么,经过几十年的科学探索与研究,生物医学工程的发展现状如何?生物医学工程研究包括生物力学、人工器官、生物医学信号检测处理、生物医学仪器、生物医学成像、生物医学超声、生物材料与微纳米生物技术、分子电子学以及远程医疗与社区保健工程等分支。现今,各分支的发展与研究进行得如火如荼,研制出一系列辅助医疗仪器与关键技术,并在人类医疗诊断中发挥了很大作用。一般来说,我们可以将这些分支简分为四个方向:医学影像学、医学信息工程、医学仪器和分子生物学。
那么,对生物医学工程怀有憧憬的你,应该如何选择自己的努力方向呢?古人云:“知己知彼,百战不殆。”我们需要了解生物医学工程,明白自己对哪方面感兴趣。
医学影像学
影像学诊断是20世纪医学诊断最重要、发展最快的领域之一。20世纪50年代x光透视和摄片是临床最常用的影像学诊断方法,而由于X线、CT技术的出现和应用,影像学诊断水平发生了飞跃,极大提高了临床诊断水平。核磁共振计算机断层成像系统,不仅可分辨病理解剖结构形态的变化,还能做到早期识别组织生化功能变化的信息,有利于临床早期诊断。医学影像学由此而生。
不同于医学专业的影像学注重使用影像来诊断病情,生物医学工程医学影像学注重研究如何给医生提供更好的图像信息,如何将人体成像的信息更加可视化。近年来,各相关研究机构研发了许多新型的医学影像技术,包括人体各大脏器、血液乃至皮肤的成像技术,提取出更加有效的医学特征辅助医生治疗。
医学影像的研究对于研究人员的计算机水平有很高的要求,如在本科阶段学习的matlab/c++等软件是较为常用的编程软件。该方向研究生阶段的学习科目有《医学影像学》《多维信号处理与分析》《信号处理的小波变换》等,主要介绍医学成像的基本原理与关键技术,是本科阶段《大学物理》《高等数学》《数字信号处理》等课程的深度延续。
这一方向的研究在生物医学工程专业中较为普遍,很多大学都开设相应的课程或实验室。由于各院校发展情况不同,研究方向的名称也略有不同,感兴趣的考生可以利用网络资源加深了解。典型的院校有:清华大学、上海交通大学、华中科技大学、东南大学等。
医学信息工程
医学信息工程研究方向包括神经功能工程、生物医学信号的检测与处理、生物信息获取以及传感生物信息系统和应用等分支。其主要工作目标一方面是为神经科学研究建立交叉的技术平台,另一方面是为临床神经疾病的诊断和治疗提供新的解决方案。生物医学信号是人体生命信息的集中体现,是窥视生命现象的一个窗口。通过检测心电、脑电、肌电和细胞电活动、体温、血压、呼吸、心音、肌肉收缩等生物信号,提供给医生最好的诊疗信息。
该方向研究生阶段的课程设置主要包括《电路》《信号与系统》《数字信号处理》《数据结构》《生物系统及建模》《生物医学模式识别》等。各院校的课程设置基本相同,或者是相关课程的拓展。同样,该方向对学生的计算机编程能力有一定要求,在学习或实验中需要熟练应用计算机处理实验数据。毕业生的就业去向主要是电子信息和医学信息类的科研院所、医药卫生单位、生物医学电子信息企业等,从事科研、开发、应用设计制造及设备管理等方面的工作。国内开设该方向的院校有:四川大学、电子科技大学、西安交通大学、浙江大学、东南大学等。
医学仪器
医学电子仪器是生物医学工程学科的一个重要分支。19世纪末20世纪初,人类研制成功的各种治疗仪器大量进入临床,最具代表意义的有可植入式心脏起搏器、高频电刀、激光刀等。伴随微电子技术和计算机技术的发展,各种物理治疗类仪器发挥了越来越显著的作用。目前的研究课题包括:面向肿瘤诊断治疗的新型设备的研究开发、基于物理方法的热治疗技术、大功率驱动技术及医学仪器的设计与制造、面向家庭和社区医疗的数字化仪器的研发等方面。
该方向研究生阶段的课程主要有《智能仪器设计》《高级医疗仪器》《医学仪器原理》等,是本科阶段《微机原理与接口技术》《传感器技术》《信号处理技术》等课程的延续。国内开设该方向的院校有:上海交通大学、清华大学、浙江大学、四川大学等。
分子生物学
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2012)11-0130-02
高等院校培养出来的学生如何满足社会的需求,是当前高等教育改革的重要内容之一,提高实践教学环节的教学质量和学生的工程实践能力是关键。目前,很多高校扩招后出现教学资源紧张的现象,而企业对学生的动手实践能力要求在不断提高,学生专业实践与创新能力的培养完全依托高校自身完成,已经不能适应社会的发展。因此,建立校外实践教学基地,推进校企合作制度化是深化高等教育改革、培养新型技术人才的有效途径。我院交通工程专业教学团队在建设校外实践教学基地的过程中,积累了一定的实践经验。
交通工程专业校外实践教学基地建立面临的问题
目前,我国设置交通工程专业的高校已经超过百所,其中,70%左右的学生培养方向是依托于道路工程专业。我院是吉林省最早开设道路工程专业的高等教育基地,学校在2000年成立的交通工程专业依托于道路工程,着眼于将交通设计理念融于道路设计过程之中,专业的快速发展使之成为我校“十二五”发展规划的重点建设学科之首。交通工程专业学生目前的主要就业方向是公路与城市道路设计、施工和监理单位,对学生的工程意识和实践能力要求很高,因此,校外实践教学基地的工程实践能力培养显得尤为重要。在学校与企业建立实践教学基地的过程中,存在着一些大型国有企业不愿意接收学生去施工现场实习的现象,其原因主要有以下几个方面。
学校和企业没有建立一种契约关系,实践教学基地建设缺乏长远规划 由于没有明确校企双方的责任、权利和义务,企业积极性不高,认为自己单方面为学生提供了实习场所,存在人力、物力消耗,而企业一无所获。勉强同意接收学生实习的原因往往是碍于校企双方负责人的情面,从而导致企业和学校对学生实习都存在短期行为,没有形成长远的校企合作机制。
实习基地的建立缺乏市场机制,施工企业不愿承担社会责任 国外非常重视校外实践教学基地的建设,把实践教学基地作为教学环节的基础设施来建设。我国由于缺少相应的制约机制,施工企业项目经理和技术人员工作繁忙,施工现场又存在着很多不安全因素,导致企业不愿接收学生实习。
实习基地管理机制不完善,实习方式受传统观念影响较深 基地的教学工作需要切实可行的管理制度加以保障,需要有明确的评估指标对实习效果进行评价。目前,高校的实习过程基本是由学院统一制定计划、选派实习带队教师,实习方式以“参观为主,参与为辅”,学生很难深入全面地了解各项施工过程,积累施工现场的管理经验,导致学生实习收效甚微,企业对实习基地建设的积极性也不高。
实习经费不足,制约实习基地建设 教师联系建立长期稳定的实习基地,学生到校外基地的工程实训等系列实践活动都需要经费的支持,而且随着物价水平的提高,资金需求也越来越大,但多数高校下发的实习经费近几年并未作较大调整。经费不足使实习过程由“走出去”变成“留下来”,校外实习基地建设也就变成纸上谈兵。
校外实践教学基地建立新思路
目前,大学生就业形势严峻,企业也存在招聘合适员工难的困境,这就为校企合作提供了一个双赢平台。学生参加校外基地企业的实习可以深入了解企业的情况,缩短工作适应期,实现实习与就业零过渡;企业可以通过实习来考察学生的实践能力和综合水平,招聘到满意的员工,还可以获得与高校的技术合作。经过多年的建设,交通学院现签约校外永久性实践教学基地12家,并且总结出工科院校建立校外实践教学基地可以借鉴的方法和思路。
选择与学校有历史渊源关系的企业 实习基地之一吉林省城建实业有限公司就具有这种特点。公司董事长是我校路桥专业毕业生,一直活跃在吉林省道路、桥梁的设计和施工领域,成立实体企业后与母校形成了密切的合作关系。双方本着优势互补、互惠互利、共谋发展的原则,学校为企业提供技术支持和人才保障,企业为学校提供实践操作平台,良好的动力机制使高校与企业形成合作磁场,充分发挥了产学合作的双向功能。
选择技术条件和基地环境适宜的企业 实习基地的依托单位应具备一定的组织能力和技术力量,能够提供实习的基本生活条件,工地现场一定要有值得学生学习的内容。企业的文化氛围也同样重要。在基地实习是学生走出校门迈入社会的第一步,基地的管理制度、施工条件和人文环境等方面都会对学生的思想产生影响。学生通过校外实践教学基地的实习,在精神上受到的影响应是正面积极的,能够增强就业信心,树立服务社会的意识。
选择具有技术革新潜力的企业 以吉林省松原市交通局为例,其下属企业松原市公路工程试验检测中心在进行“复合固结土路面基层研究项目”过程中,实习学生参与了路面材料的试验、检测过程,给学生提供了直接与工程技术前沿问题接触、与企业工程技术人员交流的机会,帮助学生取得实际工程项目的实践经验,极大地增强了学生的实践能力和就业竞争力。
选择具有完善管理体系的企业 学校与管理体系完善的企业合作,建立永久性实习基地,才能保障实践教学基地的正常运转和基地的可持续发展。只有管理体制健全的企业,才能与高校共建基地管理机构,选派素质高、业务能力强的专业技术人员承担基地教学任务和管理工作,学生的实习质量才能得以保证。
校外实践教学基地的实践成果
通过几年的校外实践教学基地建设,交通工程专业学生的实践创新能力大幅提高,工程意识明显增强,取得了较为丰硕的实践成果。
成立“交通工程专业行业指导委员会” 交通学院与省内13家企事业单位组建了“交通工程专业行业指导委员会”,可以更好地了解社会就业需求和用人单位对学生技能的实际需要。活跃在交通运输行业的专家和技术骨干对交通工程专业建设、课程结构的调整以及实践教学模式的改进提出很多宝贵建议,对改革与创新交通工程专业人才培养模式起到举足轻重的作用。
推进“双师型”教师队伍建设 学院选派中青年教师到实习基地指导实习,同时,聘请施工现场有丰富经验的技术骨干作为兼职实习指导教师。实践教学基地不仅为学校解决实习困境,还提高了实习指导教师的实践水平,长期合作也能为高校培养出一批优秀的“双师型”教师。
开展实践型毕业设计 校外实践教学基地的建设也为毕业设计提供了广阔的空间。交通学院在近两年利用校外实习基地开始尝试实践型毕业设计。所谓实践型毕业设计,就是将毕业生派遣到工地现场,结合实际工程项目开展毕业设计,由校内指导教师与工地项目技术人员共同管理学生的毕业设计。校内外指导教师可以根据学生的需要,在现场为学生补课,解决毕业设计过程中遇到的实际工程问题。由于学生在基地实习过程中的参与程度、工作态度在成绩上能够得到充分体现,因此,毕业设计实践环节的积极性被调动起来,进而工程实践能力也得到极大提高。
提高学生实践创新能力 交通学院在部分校外实践教学基地设立了学生活动室,引导组织学生参加与专业相关的研究项目,组织能力较强的学生参加竞赛活动,以此提高学生的实践创新能力。2008年,在西南大学举办的第三届全国大学生交通科技大赛中,我院交通工程专业学生参赛作品“商业区畸形交叉通流组织方案设计”获得优秀奖;2010年,我院学生作品“公共自行车交通规划及评价研究”获得第五届全国大学生交通科技大赛三等奖。
目前,交通工程专业建立的校外实践教学基地主要以道路设计施工为主,针对专业特点,应扩大实习基地的数量与范围,加强与交通管理规划部门以及科研院所的联系与交流,建立类型多元化的综合性校外实习基地,研究创新型实践教学基地的建设模式是下一步的主要研究方向,最终可达到培养具有创新能力的交通工程专业应用型技术人才的目标。
参考文献:
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【中图分类号】G42 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)2-0029-02
交通运输是现代社会经济发展的基础和先行[1],发展交通运输工程学科就成为当务之急。河北工业大学在交通运输工程领域培养了大量交通建设科技人才,为了提升河北工业大学培养该学科高端人才质量,进行交通运输工程学科教学方法的改革研究具有重要的意义。近年来主要研究成果有:刘翠莲等(2009)围绕具有航运特色的交通运输专业人才培养目标及要求、专业课程体系设置及教学方法与教学手段几个方面,对交通运输特色专业人才培养模式进行了研究[2]。郭一唯(2010)在分析多种交通运输方式的"大交通"专业背景下,结合交通运输类大学生学习的实际情况和自身学习体会,探讨、总结出了一套具有一定程度方法论意义和实践应用价值的本科生培养方法[3]。段爱媛等(2012)从课堂教学环节、实践环节、毕业设计环节研究了以"工程实际为导向"的交通运输专业课程教学方法改革与创新的具体实施办法[4]。这些成果都有其适用性,所以结合河北工业大学交通运输工程学科现状,通过调整课程体系,改革教学方法,对提升河北工业大学培养该学科研究生的质量尤为重要。
一、全国交通运输工程学科概况
交通运输工程一级学科下设四个二级学科:道路与铁道工程、交通信息工程与控制、交通运输规划与管理、载运工具与运用工程[5]。它是研究道路交通规律,进行道路交通规划设计与运营管理的一门学科,目的是实现客货运输的安全、迅速、舒适、经济[6]。该学科与电子、机械、材料、信息工程、心理学、社会学等学科有密切联系,是一个综合叉学科。
通过大量的资料收集、院校调研,发现交通运输工程及其二级学科在全国高校中具有博士点或硕士点授权的单位共78个,按学位授予权级别进行分类,如图1所示:
图1学位授予权院校分类图
由图1可以看出,全国范围内具有交通运输工程学科一级博士授权点的院校有21所,占全部授权单位的27%,具有一级硕点授权的院校有34所,占全部授权单位的44%,表明我国有近半数的授权单位具有完善的交通运输工程学科二级学科培养体系。
二、全国交通运输工程学科现状分析
通过调查数据的分析与整理,从学科建设、实验室建设、师资队伍等方面进行评价分析如图2-6所示。
(一) 交通运输工程重点学科分布
图2重点学科在博士点院校的分布
图3重点学科在硕士点院校的分布
由图2可以看出,22个有国家重点学科院校中7所具有交通运输工程一级博士授权点,他们主要培养交通运输行业高端理论研究人才。由图3可以看出33个省级重点学科院校中有25个省重点学科具有交通运输工程一级博士授权点,有8个具有交通运输工程一级硕士授权点,他们主要培养本行业具有应用研究能力的精英人才。大部分院校则重点培养各自学科特色人才。所以体现了交通运输工程人才高尖端集中、系统培养和特色发展的布局。
(二) 实验室建设水平
图4 具有重点实验室的院校
由图4可见,交通运输工程学科国家重点实验室全国共8所,其中四川省4所,北京2所,陕西省1所,上海市1所,分布在中国的华北、华东、西南、西北等地区。省部级重点实验室40所,东北地区9所,华北地区6所,中南地区6所,西北地区5所,西南地区8所,华东、华南等地区6所。重点实验室在不同地域均有分布,既体现了交通运输工程系统研究特点,又可结合全国不同地区实际需求的特点。
(三) 师资状况
图5一级博士点院校师资队伍
图6 一级硕士点院校师资队伍
由图5-6可见,具有交通运输工程学科一级博士授予权、一级硕士授予权的院校其教授与副教授所占师资总人数比例均在50%左右,但是一级博士授予点院校教授职称比例较大。
所以,发展交通运输工程学科,首先要提高教师的专业业务水平,尤其是正高级的业务水平。
三、交通运输工程专业硕士课程设置分析
通过调研发现,各院校从课程结构上分析, 硕士研究生的课程分为公共课、专业基 础课程、专业学位课、选修课、实践环节必修环节五个大项,现以河北工业大学为例,从课程内容设置方面进行分析:河北工业大学现有道路与铁道工程学科、道路工程与规划两个二级学科学术硕士授权点,交通运输工程专业学位一级学科硕士点,专业课程见表1.
表1 河北工业大学交通运输工程学科课程分类表
由表1可得:在道路工程与交通规划方面的专业课设置较多,交通信息工程及控制学科,有部分专业课程,但仍显不足。载运工具与运用工程学科,没有涉及,在交通运输行业向大交通综合运输发展的今天,社会急需培养交通类综合性人才。因此,该校学科发展出现了不均衡现象。所以河北工业大学按国家学科分类分析如表2所示:
表2 河北工业大学交通运输工程学科分析表
从表2可看出,该校道路与铁道工程学科、交通运输规划与管理学科发展已日趋成熟,因此,可以积极申报该学科博士授权点,使该学科建设成为具有培养高端、创新人才的知名专业。其余二个二级学科在课程设置中,需考虑社会需求和发展因素,根据校企合作、学生实践等方面的信息反馈到课程设置中,急社会所急,以社会需要为原则增设专业课程,做到按需培养,最终实现交通运输工程学科的全面发展。
四、交通运输工程专业教学方法分析
单有好的教学方案和课程设置还不行,还需要好的教学方法匹配才能使研究生易于接受,产生好的教学效果,培养出合格的人才。就教学方法探讨如下:
(一)学术交流法
河北工业大学校作为河北省属院校,坐落于天津,这就使得交通运输工程学科教师、研究人员增加了加强和外界的联系的机会,教师通过参加学术交流会议,掌握本学科的最新信息,增强自身素质,提高业务水平,并把新知识,及时补充到教学内容中。同时也鼓励研究生在学术交流会议上进行学术交流,使其由观众走向舞台,提高研究生群体的综合素质。
(二)报告教学法
研究生通过聆听本专业国内外专家学术报告,能接触到自己所学专业最前沿的知识,拓宽了知识面,并激发继续钻研本专业的兴趣,从而提高课堂教学效果。
(三)案例分析教学法
执教研究生课程的教师都主持或参与一些国家和省部级的科研项目,教师通过讲授项目的研究成果,使学生掌握学科最新的进展,了解科技发展的未来。使学生从中获取知识。
(四)多媒体教学手段
多媒体图文并茂的授课方式有助于提高学生对课程的认知和理解,同时充分利用发达的网络科技,构建交通运输工程学科网络交流平台,老师在规定的时间轮流上线解答同学们在网络上提出的问题,使课程学习由课堂内延伸到课外。
(五)实践教学法
通过增加课内试验学时和综合性、设计性试验项目,使实验仪器得到有效的管理和利用,促使实验室趋向于开放式管理。
研究生教师可以让学生参与在研项目,使其在校期间就可以得到真正的锻炼,把课堂学到知识进行应用,提高专业技能。
教授在课堂教学中也可让研究生分组,让学生根据教学内容进行备课,并上台讲课,然后其余同学提问互动,教授对不足之处提出补充或指正,提高了学生上课的积极性。
五、结语
为了培养高素质交通运输工程学科人才,通过大量的资料收集、院校调研,以河北工业大学为例,对现有课程设置及教学方法两方面进行分析,在课堂授课与实践教学两传统教学方法的基础上,重点探讨了诸如案例教学、项目教学、小组作业、演讲汇报等一系列新型教学方法,为研究生教学方法的改革提供了新的思路。
参考文献:
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[6] 严新平.交通运输工程学科与交通行业人才培养[J].交通高教研究,2004(2):48-50
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006-9682(2009)07-0027-02
随着社会的进步和科技的发展,交通运输学科的研究方向和研究内容日益表现为多学科的交叉和融合。交通运输的智能化、高速化、人性化及交通环境的可持续发展是21世纪交通运输领域研究的主题;交通运输研究与工程设计所涉猎的学科领域也越来越广,包括交通运输、机械工程、电子与计算机技术、管理科学、经济学等。[1]原有交通运输领域的“专才”、“精英”培养模式已经不能满通运输领域人才市场需求,厚基础、宽口径的交通运输大类人才以及与时俱进的人才培养模式,才能主动适应行业的发展变化。[2]
一、交通运输类人才专业素质要求
1.合理的知识结构
交通运输类专业属工科类,学生就业后工作内容主要集中于解决交通运输工程具体实际问题。因此,交通运输专业人才必须满通运输系统各个环节的需要,具备深厚的工科基础知识以及扎实的专业知识。基础厚实是培养创新能力的基础,有利于增强学生自学获取新知识的能力,加快学生适应工程实践的进程。交通运输类人才需要掌握交通工程、交通运输、车辆工程方面的知识,又需要管理学、经济学、计算机、控制技术等方面的知识。因此,基础知识是机械学、电子学、管理学、经济学;专业知识包括交通工程学、运输组织学、汽车性能、汽车构造等。
2.合理的实践结构和创新能力
知识和能力构成了人才的两大要素,知识为能力的发展奠定基础,能力体现为对知识的实际应用。有关调研表明,学生的创新能力和工程实践能力对就业影响最为直接,交通运输类专业的学生除了具有合理的知识结构,还必须突出以下几个方面的能力培养:熟悉商品流通的基本过程,能对物流进行科学管理;熟悉交通运输行业及相关市场的运作规则;熟悉交通运输法规和执法机构及实施办法;具有交通运输组织指挥和生产经营管理的能力;能对交通运输事故进行调查、分析、处理和预防;能对汽车整车、汽车零配件、汽车消耗和辅助材料的质量进行鉴定;能对汽车维修工时、汽车配件、汽车耗材、二手汽车等进行初步估价;能对汽车的技术状况进行诊断,制定出正确的维修方案并组织实施;能利用计算机及网络获取、分析、、交流信息。为更好地与市场接轨,应鼓励交通运输类专业的学生参加汽车驾驶、汽车修理、估价师、保险从业人员等国家统一组织的资格考试。
3.高尚的人文素质结构
交通运输类专业人才必须树立正确的人生观、价值观、世界观,具有高尚的职业道德和社会公德,遵纪守法。除此之外,良好的心理素质,深厚的文学艺术修养,强健的体格、充沛的精力也必不可少。
总之,交通运输类专业人才必须具备较高的综合素质和开拓创新能力,这也是高等院校制订人才培养方案的根本出发点。
二、交通运输大类招生模式
根据高等教育改革精神,在学校确立的“厚基础、宽口径、有特色”的人才培养目标的框架下,本着“以提高学生素质为根本,以建立宽厚的知识平台为基础,以教学内容和课程体系的改革为重点,全面培养学生的创新能力、实践能力和科学综合能力,为交通运输领域输送宽口径高素质的复合型人才”的原则,采取“按类招生、分段教学、中期分流”的招生及培养模式。“按类招生”是指按交通运输学科大类招生,不分专业地大口径进入;“分段教学”是指前两年按大类进行工科基础课教学,后两年进行专业基础课和专业课教学。“中期分流”是指学生根据个人兴趣和人才需求取向,进行二次专业选择。根据学院的师资力量以及实验室条件,设置交通运输、交通工程、汽车服务工程、汽车工程四个专业方向,可供学生选择。交通运输大类招生模式的年度计划见表1。
三、交通运输大类招生课程体系建设
课程体系在人才培养过程中起着“规划”的作用,是人才培养模式的关键。[3]根据“交通运输、交通工程、汽车服务工程、汽车工程”四个专业方向,按通识教育课、学科基础课、专业必修课和专业选修课建立了课程体系。通识教育课和学科基础课具有统一性和公共性的特点,该平台课程由学校根据学科门类统一规定,专业课程的体系则按“交通运输类专业必修课+专业方向主修课+选修课”的综合体系来设置。
1.通识教育课
包括基本原理、中国近现代史纲要、概论、思想道德修养与法律基础、体育、基础外语、大学计算机基础、计算机程序设计基础、基础生命科学等9门课程,总计708学时,38.5学分,占总理论教学学分26.74%。
2.学科基础课
包括高等数学A、概率论与数理统计、线性代数与解析几何、大学物理A、大学物理实验A、工程制图(机械)、理论力学、材料力学、电工电子学、机械制造基础、机械原理与设计等11门课程,总计984学时,56学分,占总理论教学学分38.89%。
3.专业必修课
专业必修课指交通运输类各专业方向学生均需学习的专业课程,包括交通运输工程学科专业概论、汽车构造、汽车性能、交通工程学、交通运筹学等5门课程,总计232学时,13.5学分,占总理论教学学分9.37%。
4.专业选修课
专业选修课指交通运输类各专业方向学生可以选修的专业课,共54门。学院规定了各专业方向的主修课程,即交通运输专业学生需选修物流技术、汽车运用工程学、运输技术经济学;交通工程专业学生需选修路基路面工程、交通管理与控制、交通工程设施设计;车辆工程专业学生需选修汽车电气与电子技术、汽车设计、汽车制造工艺及装备;汽车服务工程专业学生需选修汽车电气与电子技术、汽车营销与技术服务、汽车检测与诊断。学生按专业方向选修主修课程后,其他课程均可作为选修课任选(含其他方向的主修课程)。总计576学时,36学分,占总理论教学学分25%。
交通运输类专业理论教学学分分配见表2。
5.实践教学
除了理论教学之外,设置了39.5学分的实践教学环节,包括基本技能实践,即军事理论及训练、公益劳动、读书与社会实践活动;专业技能实践,即专业认识实习、机制基础实习、汽车构造实习、机械设计课程设计、驾驶实习、专业综合实习;综合能力实践,即形势与政策、毕业实习,毕业论文(设计)。
四、交通运输类专业大类招生培养模式的保障措施
1.改进教学方法与手段
在多门专业课的教学过程中,教师改革传统的教学方法,应用了发展性教育理论、启发式、互动式教学手段等,活跃了课堂气氛,提高了学生的学习兴趣。此外,现代化的教学手段和设备, 如幻灯机、投影仪、录像机、录音机、计算机网络技术、计算机辅助教学CAI等设备的采用,使传统的学习内容得到了较大程度的精简,学生在获取知识手段和思维模式方面产生了新的变革,特别是采用CAI教学软件,既可以进行智能的辅导,又可模拟仿真工程课程的有关实验内容,使教学效果大大提高。
2.提升师资综合素质
高素质的教师队伍是提升教学质量,培养优秀人才的前提。学院每个学期均派出年轻教师到高水平院校交流学习,建设了合理的教学团队和教学梯队,每个学期派两名教师参加外语培训,鼓励双语教学。学院每个教研室张贴有教师工作规范,并有严格三级教学质量评价程序,限制低职称教师的主讲课程,控制高职称教师的最低教学工作量。
3.加强教学实践基地建设
教学实践基地主要包括校内实习基地和校外实习基地,校内实习基地依托于交通运输实验室、交通工程实验室、汽车工程实验室和汽车服务工程实验室,各实验室每天下午设置开放时间,专职实验教师可对学生辅导。学院重视与企事业单位的联系,现已开辟校外实习基地共8处,为培养和提高学生的动手能力,加深对理论知识的理解提供了基地支持。
参考文献