一、提倡创新性实验，提高学生全面素质
在大力提倡素质教育的今天，如何通过有效途径提高学生全面综合能力一直是教育界探讨的话题之一，而机器人竞赛为创新素质教育提供了一个比较合适的平台。机器人竞赛是近年来国际上迅速开展起来的一种高技术对抗活动，它涉及人工智能、智能控制、机器人、通信、传感及机构等多个领域的前沿研究和技术融合。日本是世界上机器人教育水平和机器人文化普及水平最高的国家之一。在日本不仅每所大学都具有高水平的机器人研究和教学内容，且每年举行多种不同档次的机器人设计和制作大赛，不仅促进了日本工业的发展，提高了社会劳动生产率和产品质量，还为日本带来了巨大的经济效益和社会效益。
1999年中国第一届RoboCuP 机器人足球赛在重庆举行，以后是每年举办一次。2001年中国自动化学会机器人竞赛工作委员会成立，主要负责在国内开展、组织与机器人技术相关的赛事与研讨会，以及参与国际机器人技术领域的竞赛和交流。此后，中国的机器人竞赛开始朝着多样化、大规模、高水平的方向发展。竞赛内容紧密联系教学内容，既有理论设计又有实际制作，可以全面检验参赛学生的理论素养和实践动手能力，对于促进高校教育教学改革，特别是实践教学环节的改革具有积极的推动作用。通过研究设计、制作、调试机器人，可以激发学生的想像力，培养学生的设计能力、创新能力、动手能力和跨专业的综合应用能力。另外，机器人是跨学科的结合，从设计到实现需要多学科的配合，完成这样一个工程需要团队的努力，这又培养了学生的协作精神。学生们不仅能够很容易地学习课本上的知识，而且理解更为透彻，还能通过延伸的知识拓展知识面。正是因为机器人比赛具有这些特色，得到了全国高校的积极响应。
2007中国机器人大赛暨Robo CuP 中国公开赛包括了Robo CuP 机器人比赛、FIRA 机器人比赛、空中机器人比赛、水中机器人比赛、舞蹈机器人比赛及双足竞步机器人比赛等多种类型共34个比赛项目。水中机器人比赛是首次出现的新赛种，空中机器人比赛是第一次与中国机器人大赛合并举行。
二、参加机器人大赛
搭借研究合作单位——北京大学智能控制研究所的平台，我校有幸参加了2007中国机器人大赛暨RoboCuP 公开赛的水中机器人分赛。参赛的学生为大四和研一的同学，具备一定的理论基础知识和创新的热情，但他们从未参加过实际项目，也没经历过毕业设计等实践性教学环节。因此，参加机器人大赛对于他们来说困难很大。
在指导过程中，我们认为抓住几个关键环节给予帮助和支持，不仅能提高学生的能力，还能达到培养高水平人才的目的，最终取得理想的成绩。
（一）开始阶段
鼓励学生广开思路，畅所欲言。老师多听少说，即使认为某些构思根本无法实现，也不轻易否定，让学生把各种可能的、不可能的，出色的、逊色的想法谈深谈透。在各种各样的奇思妙想中一定会产生闪光的亮点，往往这些亮点就是机器人中最出色的地方。
（二）明确分工
根据自己的特长明确分工，分成策略编程组和硬件组。以小组的形式开展深入而有效的方案讨论，综合可行的方案。学生在某方面的知识和经验欠缺，教师可在一些关键点多出主意。默契配合、团结协助，使团队的战斗力得到很好的发挥。
（三）增加调试实验时间
调试实验过程越长，次数越多，“毛病”就暴露得越充分。这就为解决问题赢得时间。
另外，学生普遍存在着一种现象，面对自己初次作品容易沉浸于欣赏和喜悦之中。此时，教师要及时引导学生实事求是地对待。在肯定成绩的同时，鼓足勇气寻找问题和“毛病”，鼓励和督促学生进行大量的调试实验，衡量其有效性、可靠性和稳定性，进行详细的记录。通过反复实验学生会从中总结提高，使机器人的性能逐步提高；同时也培养了学生开展科学研究和实验的能力、认真踏实和凡事追求完美的工作作风。
三、主要收获
机器人大赛是对大学生综合能力的考验，无疑对高等教育教学改革尤其是实验教学改革提出了更高的要求。三天两夜的比赛是十分紧张的，最终我们获得了水中机器人比赛3×3和2×2比赛的二等奖、三等奖。比赛期间学生的休息时间也很短暂，随时解决在调试过程中可能出现的问题。对每个参赛学生的意志和能力都是个严峻的考验，从各个方面要求自己达到参赛必须具备的能力。
（一）培养查阅资料能力
创新实验的主要依据不仅仅是教科书，还需要大量的参考资料。如何查找想要的资料，在Internet 上收集有用的信息，也是创新实验的目的。学生不仅学到了课堂上学不到的知识，更是掌握了一种重要的学习方法。
（二）提高分析、解决问题的能力
实验中遇到的大部分问题都是学生通过自己的努力解决的，没有过多地依赖老师，而是自己针对问题找症结，对症下药。努力挖掘自己的潜力，同学们面对自己的成果时特别有成就感。
（三）培养了团队合作的精神
开始大部分同学是怀着一种好奇心和新鲜感来参加的，真正做起来，才知道不像想像的那么容易，有的同学甚至想中途退却，这时老师就鼓励他们战胜困难，要有信心，最终绝大部分同学咬紧牙关坚持做完，在实验中磨炼了意志。比赛中既分工明确，又精诚合作，同学们充分发挥了各自的特长和个性，遇到问题时大家一起商量、共同分析，比赛期间随时解决在调试过程中可能出现的问题，使协作能力得到了提高。
总之，参加创新实验拓宽了学生的视野，培养了学生的创新意识，使他们的能力得到了充分的发挥，从效果来看，做过创新实验的学生，其独立分析问题、解决问题的能力明显高于其他同学，综合素质大大提高。获奖并不是最终目的，深入持久地开展教育教学改革，充分调动学生学习的积极性，吸引更多学生参加各类竞赛和课外科技活动，使我们培养的人才具有更强的竞争力，培养大批适应现代化建设需要的基础扎实、知识面宽、能力强、素质高、具有创新精神和实践能力的高级应用型人才，才是我们参加中国机器人大赛的最终目的。
参考文献
［1］徐金梧.大学科技创新与人才培养模式改革问题的思考［J］．中国高教研究，2008（1）：10－12.
［2］陈素燕.从宁波诺丁汉大学的学术训练看创新人才培养模式的构建［J］．中国高教研究，2007（3）：89－90.
［3］冯林，吴振宇，孙友，等.理工科大学生课外创新教育体系研究与实践［J］．理工高教研究，2007，26（5）：86－87.
［4］刘兴华.电子设计竞赛对电子信息专业实验课改革的启示［ J］．攀枝花学院学报，2006，23（4）：87－89.
［5］万佑红，蒋国平.机器人教育与大学生创新能力培养的探索［J］．电气电子教学学报.2005，27（4）：51－54.
［6］姜威，朱秀娟.加强大学生创新能力培养的探索与实践［J］．高等理科教育2002（6）：15－16.
［7］陈刚.科技创新活动与理工科大学生综合素质的提升［J］．武汉理工大学学报：社会科学版，2004，17（3）：396－398.
［8］郗安民，刘鸿飞，王志良.学生科技创新活动引导方法之探讨［J］．实验技术与管理，2004，21（4）：6－9.
关于完善“车站信号自动控制”课程实践环节的思考
王海峰
（北京交通大学电子信息工程学院，100044）
摘要：近年来，随着中国铁路装备的跨越式发展，“车站信号自动控制”作为一门老牌的铁路特色专业课程，其传统的教学模式显现出了越来越多不足之处，本文在分析这些问题的基础上，提出了基于车站信号实践教学的教改新理念，强调理论与实践相结合，对实践环节的构建方案和内容优化提出了具体的方案。
关键词：铁路特色 车站信号 教学改革 实践环节
我国铁路的跨越式发展及相关科学技术的进步，对高等院校课程体系及人才培养的模式起到了很大的推动作用，同时也对高等教育的专业素质培养提出了更高的要求。作为高校教学工作的重要环节之一的实践教学，是理论联系实际、培养学生基本技能和动手能力的有效途径，同时实验能力又是现代化建设人才所必需的基本要求。然而根据近年来对工科大学毕业生工作情况的调查结果显示，用人单位普遍反映大学毕业生的动手能力和创造能力不足。
因此，加强专业课实践环节的实施是培养高质量人才，培养学生的创造能力、综合分析和解决问题能力的重要方式。
作为铁路信号领域的核心课程之一的“车站信号自动控制”，其最主要的特点就是实践性，课程的理念和思想对于铁路行业具有普适性和典型性，同时对于形成铁路信号系统的安全控制思想具有积极的意义，是其他课程无法替代的专业素质教育课程。因此，在这种大环境下，对于“车站信号自动控制”这一传统课程也要适应这一新的趋势，将实际条件与专业教改相结合，探讨专业课实验教学环境、教学方法和内容的改革方案，建设校内实习基地，从而提高学生的全面素质，培养适应21世纪知识经济所需要的人才。
一、“车站信号自动控制”课程教学现状分析
传统的“车站信号自动控制”课程的教学，主要强调的是联锁电路方面的深度挖掘。
其课程体系由传统的故障－安全思想、铁道信号安全技术、联锁逻辑和电路网络等部分组成。在授课内容上正常控制逻辑讲得多，实际故障现象讲得少；电路讲解多、定性分析少。
同时，授课内容缺乏现代感，比如，对现代新技术、前沿研究方向及信号控制设备涉及的内容比较少。因此，在这种情况下，形成了学生的单一思维定势，制约了学生的创新意识、创新能力和实践能力的培养。存在的主要问题有：
①由于人力、物力资源的限制，实验设备的配备不足，设备过于陈旧，针对现场应用的内容占的比例较小，与实际现场结合的举例、故障分析、特殊联锁设计也相对较少。这样就造成了学生虽然在课堂上学到了相关的、较系统的理论知识，但这些知识往往处于较分散的状态，没有直观上感性的概念，缺乏解决实际问题的能力，致使就理论而空谈理论，没有真正做到学以致用。
②与前沿知识的结合不足，缺乏时代感，实验设备更新周期过长。随着铁路运输向着高速、重载方向的发展，许多铁道信号基础设备都涌现出了新的产品，然而车站信号控制系统的教学环节与这些新技术的发展之间出现了代沟，没有很好地结合起来。长此以往，必然限制学生知识的覆盖面和事业的扩展，不利于学生专业素质的全面培养。
③在实验教学过程中缺乏层次感，所有的学生都学习同样的知识，做同样的实验，未能充分体现因材施教，致使学生动手能力不强，特别是在设计性、综合性和创新性方面的训练和培养不足。未能给学生一个广阔的实验学习与训练空间，致使教师与学生都处于教与学的被动地位。
以上问题的存在严重阻碍了车站信号自动控制课程的实验教学质量的提高，使其一直在一个相对于纯理论的层次上徘徊和运作，降低了这门以应用为主的课程的实际应用。因此，随着铁路信号车站自动控制各分支的飞速发展，加强实践教学环节的实施，改变旧有的教学体系势在必行。
二、“车站信号自动控制”课程实践教学改革的探索
铁路信号需要的是具有较宽知识面和较强实践动手能力的应用型人才。为了培养优秀的工程技术人才，高等教育应该对实践教学多加重视。下面我们从4个方面对车站信号自动控制教学改革的实践环节进行分析。
（一）让兴趣开启学生的智慧之门
车站信号自动控制是一门专业性很强的课程，学生在平时的日常生活过程中很难自觉建立起直观的印象。这就需要教师从培养学生的兴趣入手，让兴趣成为敲门砖，开启学生的智慧之门。首先，可以利用动画、图片或者录像等视频资料，结合实物，使学生先从整体上建立一个感性的认识，提高学习兴趣，同时也使后续理论知识的学习过程更加有的放矢。其次，针对当前新一代学生求新的性格特点，加大近年来出现的新技术、前沿技术等内容的渗透，同时使学生明确这一课程的发展史和当前的发展现状，对课程有一个整体的把握和理解。使得学生由被动学变为主动学。第三，帮助学生从更多的渠道了解所学课程，做到广阅博览，紧跟时代的步伐。拓宽学生的思维潜能，引导学生自主学习，增强独立思考和自我决策的能力。
（二）以课堂教学为先导，以实践教学促提高
1.扎实课堂教学
在前面的基础上，学生已经对车站信号这门课程有了一个整体的框架性认识，下面就需要对具体的理论知识进行深入细致的研究。课程的主要内容以下面3个角度作为主线贯穿整个课程体系：①基础理论；②电气集中联锁电路；③计算机联锁系统技术。把各个相对独立的部分作为一个整体来进行同步规划和整合，有效地掌握车站信号自动控制整个课程的内容。只有在夯实了理论的基础上，才能够谈得上进一步的实践，否则空谈实践只能是浮沙之上起高楼。
