高職鐵道機車運用與維護專業群虛擬仿真實訓基地建設與實踐

摘 要：為適應我國軌道交通智能化、數字化轉型升級需求，有效破解教學“三高三難”痛點和難點，切實推進虛擬現實技術與職業教育教學的深度融合，賦能職業教育高質量發展，西安鐵路職業技術學院以鐵道機車運用與維護高水平專業群建設為依托，以國家級職業教育虛擬仿真實訓基地建設標準為引領，對接軌道交通生產實際，采用“虛擬現實+智慧教育”的創新性教育教學模式，深化教學改革，充分發揮基地在推進教學改革、加強教學建設、提高教學質量上的引領、示范、輻射作用，助力軌道列車智能運維工匠人才培養。

關鍵詞：職業教育 專業群 虛擬仿真 教學改革

0 引言

為貫徹落實教育部《職業教育提質培優行動計劃（2020—2023年）》《關于開展職業教育示范性虛擬仿真實訓基地建設工作的通知》[1]等系列文件精神，西安鐵路職業技術學院軌道列車智能運行與維護系統職業教育虛擬仿真實訓基地依托鐵道機車運用與維護專業群（陜西省“雙高”高水平專業群）實訓基地進行建設。基地建設聚焦軌道列車司機培養要求高、難度大、周期長等發展問題，堅持產教融合，以軌道列車駕駛與檢修崗位技術技能和職業特質為雙主線，培養具有軌道列車操縱及非正常行車處理技能、數字化精準檢修技能、較強的抗壓能力、應變能力、決策能力、風險預判能力等職業技能。該基地將企業真實崗位標準融入教學全過程，以虛擬環境呈現真實生產環境，實施數字化教學改革，通過軟件資源、外設硬件結合的方式身臨其境地進入教學，實現以實帶虛、以虛助實、虛實融合的教學模式創新，有效破解軌道列車運用、檢修相關專業實訓中“高投入、高損耗、高風險、難實施、難觀摩、難再現”等教學困境[2]，助力軌道列車智能運維人才培養。

1 基于三鐵融合，打造綜合基地

近些年，虛擬仿真技術在高校實踐教學中得到充分應用[3]，虛仿基地堅持“科技引領、虛實融合、共建共享、育訓結合”的原則，按照“頂層設計、應用驅動、資源共享、示范引領”的思路，按照“產教融合牽動匠心，科技賦能引夢前行”建設主旨，聚焦軌道交通運營智能化、集成化發展方向，與中國中車、西安鐵路局等企業深度合作，對接軌道交通生產實際，以“云、大、物、智、移”新一代信息技術為支撐，以國家級職業教育虛擬仿真實訓基地建設標準為引領，對接軌道列車運用與檢修相關崗位群，充分發揮校企“共建、共享、互利、共贏”資源優勢，打造了集高鐵、普鐵、地鐵領域多工種聯合演練于一體的綜合虛仿基地。以培養“精規范、熟駕駛、擅檢修、勇擔當”的復合型高素質技術技能人才為目標，建設智慧化、專業化、高水平鐵道機車運用與維護專業群虛擬仿真實訓基地，持續深化“虛實交互、學做一體”實訓教學模式改革，打造軌道列車人才培養高地，實現了“教育鏈、人才鏈、實訓鏈”與“產業鏈、創新鏈、培訓鏈”有機銜接。

該基地將企業真實工作崗位標準融入教學全過程，以虛擬環境呈現真實生產環境，實施數字化教學改革，實現了以實帶虛、以虛助實、虛實融合的教學模式創新，有效破解軌道列車運用、檢修相關專業實訓中“三高三難”教學困境，助力軌道列車智能運維工匠人才培養。

2 健全基地特色，開拓創新優勢

2.1 標準引領、靶向定制，資源建設高度還原生產場景

參照國家鐵路專業建設指導標準、鐵路專業教學標準和鐵路工種職業標準等30余項，立足軌道交通列車運維領域工作崗位標準，與中國中車等龍頭合作，以校企共建、產教融合為抓手，靶向定制涵蓋軌道交通生產、運營、維護全過程的數字化資源，建成了標準一致、操作流程及環節同步現場作業、教學情境還原生產場景的虛擬仿真資源50余個。

2.2 數字賦能、健全機制，雙線三層貫通人才培養周期

基于企業調研和職業崗位需求，以立德樹人為根本，按照人才培養需求和培養規律要求，將實訓內容設計為專業基礎模塊、專業核心模塊、專業拓展模塊三個層次，“技術技能、職業特質”與“理實一體、虛實融合”兩主線貫穿整個課程體系，系統推進教材建設、資源建設、虛仿基地建設、實訓基地建設、人才培養“五位一體”，為學生提供較為方便的學習環境[4]，以專業基礎能力實踐為起點，專項能力、綜合能力為重點，數字賦能課堂，理虛實融合，教學做一體，提升學生職業能力。

2.3 虛實融合、重塑課堂，學習情境保障雙重素養提升

以“虛實融合、學做一體”的數字化教學模式為導向重塑課堂，數字賦能課堂，創設智慧學習空間，搭建“虛境+仿境+實境”學習情境，實施課前、課中、課后三階段，思政教育、安全教育、勞動教育、崗位標準四融入，理論和實踐、實踐和崗位、校內和校外、線上和線下四結合的教學模式[5]，實現軌道列車工匠人才職業技能素養和數字素養同步提升。

3 聚焦育人路徑，優化基地建設

3.1 融通企業真數據，校企共建真場景

學校聯合中國中車、西安鐵路局等企業組建基地資源開發小組，以列車運用與檢修典型工作崗位任務為載體，完成專業基礎模塊、專業核心模塊、專業拓展模塊等3個虛擬仿真單元60余個企業真實案例，及時將軌道列車運用與檢修企業的新標準、新規范、新工藝、新技術、“1+X”職業技能等級證書標準等融入人才培養全過程。教學資源融入課程思政元素，包括安全教育、操作規范、工匠精神等，充分利用虛擬仿真技術提供給學生基于視覺、聽覺方面感官刺激的模擬環境，多維度、全流程、全范圍的真實反映列車運用與維護生產全過程，確保教學內容同步迭代產業發展[6]。

3.2 對接企業真任務，推動教學真改革

數字化改革是提升教學質量的重要手段，充分利用AR、VR技術，創設“虛境+仿境+實境”學習情境，將教學內容中看不見、動不得、講不清、難再現的部分以信息化方式展現，實施“項目貫穿、三單引入、雙環互嵌、立體訓練”項目探究教學法。項目貫穿、三單引入：依據項目選場景，融巴山精神、高鐵精神、工匠精神、勞動精神于教學，激發愛國情、報國志，通過學習任務單、特質要素單和資源目錄單等“三單”，明確任務目標；依據學情分小組，自主探究、合作研學。雙環互嵌：小組按照技能點要求單兵練習，按照單項能力要求合作訓練，開展組內自主探究、合作研學、角色互換，組內比拼、過關考核等形成小循環；立體訓練：實施單兵練、合作練，分場景、分崗位角色練，生生互動、師生互動多方法練，有效激發學生學習興趣，實現技能和素養的同步提升[7]。

3.3 增強校企真應用，開創產教新成就

智能運維仿真基地聚焦軌道交通產業和區域產業發展，依托國家級教師實踐流動站、軌道交通未來教育科技創新基地、鐵路“雙師型”教師培訓基地、鐵路產教融合型創新實訓基地，全方位提升基地建設水平和育人成效。以實現產教融合為目的，不斷深化“學校對接集團公司、二級院部對接站段、教研室對接車間、教師對接工程技術人員”的緊密型校企合作“四級對接”的機制，逐層厘清合作內容，以基地發展和共享為紐帶，校企共同制定人才培養方案、開發課程。推進100余個典型案例數字化轉型，推進課堂革命，建立健全“產教融合”“課證融通”的育人模式[8]。在建設期內，遴選、聘請5名從事列車駕駛、列車檢修、列車制造等現場運用、維修、制造、工藝等崗位的工程師，承擔教學任務和虛仿基地建設任務，保證列車運用、維修與數字化制造技術人才的培養質量。

3.4 緊跟產業發展，共建產教融合實訓基地

緊跟軌道交通裝備智能化、集成化發展發展趨勢，按照“頂層設計、應用驅動、資源共享、示范引領”的思路，建成集教學、實訓、培訓、科研、競賽、科普等功能為一體的產教融合實踐基地。基地先后獲國家級生產性實訓基地、國家級職業教育虛擬仿真實訓基地、國家機車司機培訓基地等國家級建設項目5項，舉辦全國職業院校鐵道運輸類專業實訓教學條件建設標準研討審定會2次，主持開發鐵道機車專業實訓教學條件建設標準5個，建設成果被武漢鐵路職業技術學院、廣州鐵路職業技術學院等多所兄弟院校借鑒學習。

3.5 堅持示范引領，提升社會服務能力

依托國家級虛擬仿真實訓基地、國家級職業教育“雙師型”教師培訓基地、全國鐵路科普教育基地等平臺，服務軌道列車運營與維護產業。主持或參與制訂了教育部國家教學標準6項，開發5個省級技術標準，開發了地鐵全自動運行系統教材2部，開展軌道交通企業創新項目32項，其中有11項參加秦創原創新平臺路演及參展項目（專利）并在企業實際應用，軌道車輛智能溫效系統項目轉化金額600余萬元。實施“千站百段工程”，在企業設立了培訓點，為一線企業開展送教上門活動，完成職業培訓6000人次/年。開展“一帶一路”沿線技術人員培訓，落實中國—中亞峰會成果，年均接待各類外賓培訓參觀300余人。

4 基地功能完善，建設成效凸顯

4.1 教研相長碩果累累

基地在建設期內主持建成國家級和省級教學資源庫各1個，建成省級精品在線課程2門，獲首屆全國優秀教材建設獎1項，獲省級教學成果特等獎1項，立項省級以上課題8項，培養虛擬現實技術應用專業帶頭人和骨干教師15人，教師參加教學能力比賽，獲全國職業院校技能大賽教學能力比賽一等獎1項、二等獎2項、陜西省職業院校技能大賽教學能力比賽獲獎6項。

4.2 人才培養成效突出

基地承辦了全國鐵道機車專業學生技能大賽兩屆，陜西省城軌車輛技術學生技能大賽三屆。每年有鐵道機車專業群及訂單班、現代學徒制班的學生1000余人在基地進行培訓和學習，學生參加省級及以上虛擬仿真類大賽獲獎8項，學生參加“互聯網+”大學生創新創業大賽、“挑戰杯”、全國交通運輸行業職業技能大賽等賽項獲國家級獎項5項，省級獎項36項。中國教育報、光明網、工人日報等主流媒體報道虛仿基地數字化教學課堂10余次。

4.3 交流合作影響擴大

兩年來依托虛仿基地開發教育部國家教學標準2個，省級技術標準3個，開展軌道交通企業創新項目2項，優化職業培訓方案4個，完成社會培訓、接待國內外參觀500余人，完成300余名學生職業教育啟蒙研學活動。岡比亞駐華大使夫人Jammeh Nyima Gambjan說：“虛擬基地模擬很真實，設備操作簡單，我們國家沒有這樣成熟的鐵路技術，這一點需要我們學習。我回家后要把看到的場景轉述給我的丈夫，未來希望兩國間可以有更多的國際合作。”

5 結束語

專業群聚焦軌道交通運營智能化、集成化發展方向，與軌道制造和運營企業深度合作，以國家級職業教育虛擬仿真實訓基地建設標準為引領，建成集高鐵、普鐵、地鐵領域多工種聯合演練于一體的綜合虛仿基地，形成了“虛實融合、學做一體”的數字化教學模式，實現職業能力培養場景化，實現了沉浸式“真崗實做”。教育部原副部長魯昕對我校構建數字化教學場景，推動教學質量評價改革等予以充分肯定；被央視、新華網等媒體推介30余次，吸引湖南鐵道職業技術學院等20余所院校交流學習。

基金項目：2023年度陜西省職業技術教育學會專項課題“高軌道列車類高水平專業群構建研究與實踐”（項目編號：2023SZX486）。

參考文獻：

[1]教育部等九部門關于印發職業教育提質培優行動計劃（2020—2023年）的通知：教職成[2020]7號[A].[2020-11-12].http：//www.Moe.gov.cn/srcsite/A07/zcs_zhgg/202009/t20200929_492299.html.

[2]關于開展職業教育示范性虛擬仿真實訓基地建設工作的通知：教職成司函[2020]26號[A].[2020-10-21].http：//jyt.ah.gov.cn/tsdw/zyycrjyc/tzgg/40371714.html.

[3]葉明君.高職院校虛擬仿真實踐教學體系的構建[J].浙江交通職業技術學院學報，2020（3）：51-54.

[4]浦娟，陳書錦，葉慧.虛擬仿真技術在教學中的應用分析[J].現代職業教育，2021（15）：44-45.

[5]孫云飛.基于產教融合、協同育人的專業建設方案[J].高教探索，2017（S1）：16-17.

[6]黃華.基于基于虛擬仿真模式的電力機車駕駛平臺的研究[J].信息化技術應用，2019（11）：35-36.

[7]李剛.職業教育虛擬仿真實訓基地建設研究[J].天津職業大學學報，2022（2）：92-96.

[8]丁文君.智能教育轉型下的城軌車輛虛擬仿真實訓室建設與實踐研究[J].科技視界，2022（9）：136-138.