淺談高職“無人駕駛列車故障處理”課程教學策略

摘 要：隨著交通強國戰略深入推進，智慧軌道交通無人駕駛新技術普及，作為培養車輛運用檢修工核心課程《無人駕駛列車故障處理》，融入地鐵車輛專家管理系統、列車健康監管系統等新技術，崗課賽證重構學習內容，貫穿“安全高效、精檢細修、匠技創新”的思政主線，創新PTE增值評價。從師資隊伍、虛仿資源、教學模式等方面推進改革，構建了“師匠共導、虛實互通、三學三練”的教學策略，解決學習內容與崗位要求的精度、學生學和教師教的效度、考核評價的廣度三個問題。學習目標達成度高、參與度高，課堂有效有趣有料。

關鍵詞：城市軌道交通 無人駕駛列車故障處理 教學策略

1 教學分析

1.1 教學內容分析

隨著無人駕駛地鐵技術的飛速發展，一個全新的、多崗位融合的復合型崗位——運檢工應運而生。這一崗位不僅承載著保障列車安全高效運行的重任，還融合了故障處理能力、列車巡查與乘客服務能力、列車維護保養能力以及應急駕駛能力等多重技能要求。為了適應這一新崗位的需求，我們緊跟軌道交通智能運維技術的發展步伐，特別是車輛專家系統和車門健康監管系統的引入，為運檢工的專業能力培養注入了新的活力。

在此基礎上，我們深度融合了“證”與“賽”的雙重標準，即“1+X”軌道交通車輛檢修職業技能等級證書和“1+X”城市軌道交通乘務職業技能等級證書的職業資格要求，以及全國軌道車輛技術賽項和城軌列車司機賽項的高標準競賽規范，對《無人駕駛列車故障處理》這一核心學習項目進行了全面重構。新的學習項目被細分為無人駕駛列車輔助供電系統故障處理、車門系統故障處理、制動系統故障處理及牽引系統故障處理等模塊，每一模塊均精心設計了一系列學習任務，從工作原理的認知入手，逐步深入到故障診斷、故障原因分析及最終的故障處理，形成了一套系統完整、層次分明的學習路徑。這樣的重構不僅有助于學生在理論學習與實踐操作中實現無縫對接，更能夠全方位提升他們的專業技能水平和綜合職業素養，為未來的職業生涯奠定堅實的基礎[1]。

1.2 學情分析

本課程專為高職城市軌道車輛應用技術專業的三年級學生精心設計，開設于他們學業生涯的關鍵節點——第三學期，旨在進一步深化其專業技能，為未來的職業生涯奠定堅實基礎?，F從知識與技能基礎、認知與實踐能力以及學習特點三個方面，對學生學情進行全面而深入的分析。

1.2.1 知識和技能基礎

經過前兩年的系統學習，本課程的學生已對普通列車的檢修流程和方法有了較為全面的掌握，能夠熟練進行“智能+手動”相結合的基礎檢修操作。然而，面對無人駕駛這一前沿技術，學生雖有所耳聞，但對其深層次的故障分析處理能力尚顯不足。部分學生可能對新引入的無人駕駛列車部件、工作原理及最新技術理論知識掌握不夠扎實，構建完整的知識體系成為當務之急。因此，教師在授課過程中需注重理論與實踐的結合，通過案例分析、小組討論等形式，引導學生深入思考，逐步構建并完善個人知識樹，增強其分析問題與解決復雜故障的能力。

1.2.2 認知和實踐能力

在認知層面，盡管學生對無人駕駛列車的人機交互原則有初步了解，但面對實際操作中的人機聯動故障分析處理時，往往顯得力不從心。缺乏數字思維的訓練，使得他們在應用數字技術解決實際問題時遇到障礙。為此，課程應強化人機交互實踐環節，通過模擬真實場景，讓學生在操作中學習如何運用數字工具進行故障診斷與分析，培養并提升其數字思維能力。同時，考慮到學生中存在的優秀個體，如曾在軌道車輛技術省賽及國賽中獲獎的學生，可以安排他們擔任輔助同伴訓練的角色，甚至參與師徒同臺競技等挑戰性任務，以此激勵全體學生積極參與，共同進步。

1.2.3 學習特點

當代高職學生普遍對新鮮事物充滿好奇，尤其是虛擬仿真技術。他們樂于通過虛擬環境進行學習和實踐，享受在仿真世界中不斷挑戰自我、提升技能的過程。同時，學生對于學習成果的增值排名也表現出較高的關注度，這反映了他們強烈的競爭意識和自我提升的愿望。然而，不容忽視的是，部分學生在面對突發事件時，由于缺乏實際應急處理經驗，可能會感到手足無措。為此，課程設計需充分融入虛擬仿真練習，構建多樣化的突發事件場景，引導學生在模擬環境中進行反復演練，形成科學有效的應急預案。通過這樣的方式，不僅能夠提升學生的應急處理能力，還能增強其面對復雜情況時的心理素質和自信心。

1.3 教學目標分析

教學目標分為三個方面。一是知識目標，學生需要了解無人駕駛列車故障處理與普通列車故障處理的區別；理解無人駕駛列車機械系統及電氣系統的工作原理；掌握無人駕駛列車故障處理的方法和流程。二是能力目標，能夠借助智能運維新技術（地鐵車輛專家管理系統、健康監管系統）分析故障原因及處理故障；能夠人機交互完成維護保養、故障快處、故障處理等，能夠對列車故障處理的工藝流程進行優化設計。三是素質目標，包含思政目標，通過無人駕駛列車故障處理，培養學生安全高效、科學規范的職業素養；通過精檢細修培養精益求精的工匠精神；通過對智能運維新技術的應用及改進，提升學生數字素養和培養創新創業意識，增強交通強國的使命任務及責任擔當。

2 需要解決的問題

2.1 重構項目任務解決學習內容與崗位要求對接的精度問題

在快速發展的科技浪潮中，面對無人駕駛新技術的崛起以及運檢工崗位日益精細化的要求，教育界正積極響應，推動崗位、課程、技能競賽與職業資格證書（崗課賽證）的全面融合，以構建更加貼近實際工作需求的學習體系。具體而言，通過引入地鐵公司無人駕駛列車故障的真實項目案例，學生不僅能夠接觸到最前沿的技術挑戰，還能在模擬環境中實踐應對策略。同時，新增智能運維等虛擬仿真資源，利用先進技術手段模擬復雜運維場景，提升學生的實踐操作能力和問題解決能力。此外，將技能競賽的高標準要求和“1+X”證書制度的考核內容深度融入教學之中，確保學生在掌握扎實專業知識的基礎上，還能獲得行業認可的資格證書，增強其就業競爭力。尤為重要的是，教學過程中還巧妙融合了精檢細修的思政內容，旨在培養學生嚴謹的工作態度和精益求精的工匠精神，最終實現教學內容的一體化設計，有效彌合學習需求與崗位要求之間的偏差，為社會輸送更多高素質的運檢專業人才。

2.2 創新教學策略解決“有效學”和“高效教”的效度問題

針對當前部分學生學習參與度不高的現象，高職教育領域正積極探索并創新教學策略，力求激發學生的學習興趣與主動性。為此，我們攜手軌道交通龍頭企業共同組建了一支由工匠大師領銜的教學團隊，該團隊融合了校企雙方的優質資源，旨在通過深度合作提升教學質量。我們充分利用虛擬仿真平臺與企業實訓基地，為學生打造了一個理論與實踐緊密結合的學習環境。在具體實施中，我們引入了列車健康監管系統，讓學生親身體驗故障處理的全過程，增強學習的直觀性和實用性。

教學流程上，我們實施了“課前認知學、課中遞進學、課后拓展學”的遞進式教學模式。課前，學生通過預習材料對知識點進行初步認知；課中，通過仿真練習、實景演練及技能競賽等多種方式，層層遞進，深化理解；課后，鼓勵學生進行拓展學習，拓寬知識視野。此外，我們構建了“師匠共導、虛實互通、三學三練”的教學策略，確保學生在教師的專業指導和工匠大師的親身示范下，實現學以致用、高效學習，同時促進教師教學水平的持續提升，最終達到學生學得有效、教師教得高效的教學目標。

2.3 探索PTE增值評價解決學生成長性發展性學業評價的廣度問題

針對課堂考核評價中增值評價維度相對狹窄的問題，我們積極尋求改革之道，依托先進的校內教學平臺，創新性地構建了個人增值（P）、團隊增值（T）與預期增值（E）相結合的綜合評價體系。在此體系中，“P”維度深度聚焦于學生個體在知識積累、能力提升及綜合素質等方面的具體增值，全面反映學生的學習進步與成長變化；“T”維度則強調團隊合作的價值，通過計算學生個人成績與團隊平均成績的差值，激勵學生不僅關注自我發展，更促進團隊整體進步，培養集體榮譽感；“E”維度則引入預期增值的概念，對比學生實際取得的成果與預設目標之間的差距，鼓勵學生設立并追求更高的學習目標，以此展現學生的個體性、成長性及長遠發展潛力。此三維度增值評價體系的實施，旨在為學生提供更加全面、客觀、動態的學習評價，促進每位學生都能在自己原有的基礎上實現最大化的發展。

3 創新教學策略

3.1 基于OBE成果導向創新教學策略

在現代教育體系中，教學策略的研究與深化應用不僅是推動教育改革、提升教學質量的關鍵途徑，更是促進學生全面發展、適應未來社會需求的重要驅動力。教學策略，這一涵蓋教師有意識、有目的的教學行為與方法的集合體，其核心在于通過精心設計的活動，優化教學流程，以期達到最佳教學效果，激發學生的內在潛能，促進其知識與技能、情感態度與價值觀的全面發展。

在無人駕駛列車故障處理這一高度技術化、實踐性強的課程教學中，教學策略的創新顯得尤為重要。為了有效應對技術日新月異的挑戰，我們引入了基于OBE（Outcome-Based Education）成果導向的教育理念，構建了“師匠共導、虛實互通、三學三練”的創新教學策略。這一策略的核心在于以學生為中心，強調學習成果的明確性和可衡量性，確保教學活動緊密圍繞學生能力提升和職業發展需求展開。

具體而言，“師匠共導”模式打破了傳統師生界限，邀請省級技能大師與地鐵公司“成都工匠”攜手組建教學團隊。這些來自行業一線的專家與教師緊密合作，共同制定教學目標，設計教學內容，確保課程內容既符合理論要求，又貼近實際工作場景，有效縮短了學生從學校到職場的距離。

“虛實互通”則是利用現代信息技術手段，如虛擬仿真平臺，將車門模塊等復雜設備的學習場景從實地延伸至線上，實現虛擬與現實的無縫對接。學生可以通過虛仿平臺進行反復練習，掌握故障處理的基本技能和操作流程，同時結合校內外實訓基地的實操訓練，形成理論與實踐相結合的學習閉環，大幅提升了學習的針對性和實效性。

“三學三練”作為教學策略的具體實施路徑，通過系統化的學習體系，學生在掌握理論知識的基礎上，逐步深化技能操作，培養解決實際問題的能力，并最終激發創新思維，為未來的職業發展奠定堅實基礎。

綜上所述，基于OBE理念的“師匠共導、虛實互通、三學三練”教學策略，在無人駕駛列車故障處理課程中的應用，不僅優化了教學流程，提高了教學質量，更重要的是為學生提供了多樣化的學習路徑，促進了其綜合素質的全面提升，為培養適應新時代需求的高技能人才提供了有力支撐。

3.2 “師匠共導、虛實互通、三學三練”教學策略實踐

以任務《車門綜合故障處理》為例進行說明。

【課前】認知學

課前，學習微課，了解我國自主研發新技術—車門健康監管系統，增強愛國主義情懷，分組編寫車門故障處理計劃。根據課前任務完成情況，教師調整教學策略：按照相同故障點分析結果調整小組成員；將確定電磁鐵作為唯一故障點的小組調整在前排，方便教師指導。

【課中】遞進學

3.2.1 析案例

課中教師表揚增值幅度大的學生；企業工匠老師和1+X高級培訓師現場還原故障現象，學生通過ERM數據分析、電磁鐵故障邏輯分析，確定車門故障點，優化車門綜合故障處理計劃。在學習過程中，學生始終將安全放在首位。

3.2.2 仿真練

學生在沉浸式仿真數字化平臺練習車門綜合故障處理流程，反復試錯，生生互動，討論出車門智能行程開關間隙調整范圍、功能測試步驟和參數核查，化解教學難點；根據仿真成績調整實景練小組順序。

3.2.3 實景練

對照1+X證書車門故障處理模塊的技能標準，學生在真車設備上實操，根據現場表現設置學生助教，一對一幫扶后進小組；在工匠的指導下使用新工具—塞塊輔助調整車門行程開關間隙；工匠對間隙調整訣竅進行點撥，傳承工匠精神，強化重點。

3.2.4 競賽練

學生依據世賽車門參數調整模塊標準進行賽前演練、技能比武，雙師巡回打分；工匠分享參加國賽時團隊協作、操作科學規范等經驗，傳承匠心。

3.2.5 評表現

小組代表匯報優化后的車門綜合故障處理方案，查看增值結果，學優找差；工匠老師和1+X高級培訓師點評學生操作規范度和方案完整度，教師點評綜合表現、增值情況。

【課后】拓展學

學生完成課后測試，教師依據增值數據，調整教學策略。教師根據學生對行程開關間隙調整的創新措施，帶領學生走進企業大師工作室，探討智能調整工具的可行性和合理性，促進知識遷移和綜合能力提升。

3.3 基于創新教學策略的教學效果

3.3.1 完成故障智X2Xv4gj+ZlYPRUDvNhSvYQ==能處理，學習目標高達成，打造有效課堂

學生的三維目標達成度均在89.05%以上，較往屆學生有明顯的遞增；從學習重難點掌握情況來看，88.17%能標準化完成故障處理學習重點，86.58%突破電氣故障排查作業的難點。

3.3.2 激發興趣激活動力，學生學習高效率，形成有趣課堂

學生的簽到、課前測試、小組討論、PK競賽、案例分析等活動的參與度達到94.87%以上，較往屆學生的學習效率提升了3%以上；通過仿真練VR沉浸體驗、競賽練電氣故障處理等，比學趕超，學習興趣大幅提升；通過問卷調查，學生學習滿意度達到95.17%。

3.3.3 課后拓展實踐創新，培養學生創新意識，打造有料課堂

學生組建創新團隊，自主探究 “車眼”等創新工具，監測列車亞健康狀態，獲得企業認可；對電氣故障處置所使用的監管系統提出優化建議，積極參加國賽省賽，車輛故障處理模塊表現突出，獲得省賽一等獎全國二等獎；拓展課堂寬度和深度，打造有料課堂。

4 結語

高職無人駕駛列車故障處理課程創新“師匠共導、虛實互通、三學三練”教學策略，為實現課堂學習目標，解決學生學習重難點而服務，以期促進學生的職業發展、教師的專業成長、教學改革和發展以及行業和社會的發展。在未來的發展過程中必須更加重視對教學策略的研究。

基金項目：1.成都市教育局2024年度教育科學規劃課題（一般課題）“工匠文化視域下科教融匯助力新質生產力研究”（課題編號：CY2024Y149）；2.四川省教育廳人文社會科學重點研究基地-統籌城鄉教育發展研究中心和成都大學職業教育研究中心自籌課題“科教融匯視域下職業院校高技能人才培養路徑研究—以軌道交通專業為例”（課題批準號：TCCX&CDZJ-C07）。3.2024年成都工貿職業技術學院校級課題：課題名稱：高職院校課程數字化改造的實施路徑研究與實踐—以《車輛電氣系統檢修》課程為例；課題編號：GMJS20241414。

參考文獻：

[1]邊衛軍，李大軍，龔艷.“新文科”背景下商科虛擬仿真實驗教學的創新路徑研究[J].才智，2024（10）：177-180.

[2]曹長琴，李沖.成都地鐵1號線車輛無人駕駛改造可行性分析[J].鐵道機車車輛，2020.