羅立娜

（廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道工程學(xué)院，廣東廣州 510430）

一、引言

2018 年12 月，中央經(jīng)濟(jì)工作會議指出“加快5G 商用步伐，加強(qiáng)人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”[1]。此后，圍繞新基建的政策和規(guī)劃陸續(xù)出臺，其中，作為新基建7 大重點建設(shè)領(lǐng)域之一的城際高速鐵路和城際軌道交通引起了社會各界的廣泛關(guān)注。新基建背景下，軌道交通朝高質(zhì)量可持續(xù)方向發(fā)展，企業(yè)對崗位人員的素質(zhì)要求明顯提高，亟須補(bǔ)充更多創(chuàng)新復(fù)合型技術(shù)技能人才。與此同時，“互聯(lián)網(wǎng)+”、大數(shù)據(jù)、云計算、智能化、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等產(chǎn)業(yè)的興起為軌道交通工程技術(shù)人才培養(yǎng)開辟了新途徑，也為軌道交通工程實訓(xùn)中心建設(shè)提供了新視角。通過深度融合新一代信息技術(shù)，軌道交通智慧建造工程實訓(xùn)中心（以下簡稱“實訓(xùn)中心”）能有效解決工程實訓(xùn)教學(xué)綜合性強(qiáng)、設(shè)備龐大、建造周期長、現(xiàn)場實訓(xùn)不易開展等難題，滿足對復(fù)合型技術(shù)技能人才工程實踐能力培養(yǎng)的需求。

廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院是廣東省唯一一所以培養(yǎng)軌道交通特有專業(yè)人才為主的全日制高職院校，是華南地區(qū)軌道交通行業(yè)企業(yè)員工培訓(xùn)的重要基地。目前，廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院的鐵道工程學(xué)院鐵道工程專業(yè)群由鐵道工程技術(shù)、高鐵綜合維修技術(shù)、道路與橋梁工程技術(shù)和工程檢測4 個專業(yè)組成。為滿足大灣區(qū)建設(shè)對軌道交通工程技術(shù)人員的需要，以及更好地發(fā)揮學(xué)院工程專業(yè)集群效益，學(xué)院擬與軌道交通設(shè)計、施工、檢測、運營企業(yè)深度合作，共同構(gòu)建實訓(xùn)中心。

二、建設(shè)思路

在新基建背景下，實訓(xùn)中心堅持“虛實結(jié)合、共建共享、技術(shù)引領(lǐng)、循序漸進(jìn)”原則，發(fā)揮各協(xié)同單位在學(xué)科建設(shè)、人才培養(yǎng)、工程技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新等方面的特色，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合、優(yōu)勢互補(bǔ)、共同建設(shè)，以期對接產(chǎn)業(yè)需求，深化產(chǎn)教融合、專創(chuàng)融合、工學(xué)結(jié)合，推動傳統(tǒng)行業(yè)改造升級[2]。

實訓(xùn)中心建設(shè)思路如圖1 所示，具體內(nèi)容如下。

圖1 實訓(xùn)中心建設(shè)思路

1.虛實結(jié)合，搭建平臺，開辟“學(xué)習(xí)—訓(xùn)練—實踐—創(chuàng)新”一體化漸進(jìn)式人才培養(yǎng)路徑。實訓(xùn)中心借助虛擬仿真技術(shù)，以軌道交通建設(shè)全壽命周期為主線，構(gòu)建“多層次、系統(tǒng)化、模塊化”教學(xué)體系，通過營造真實的工作情境，讓學(xué)生在特定環(huán)境下完成個性化學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，并依托鐵道工程專業(yè)群縱、橫向項目和大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，開展工程實踐和技術(shù)創(chuàng)新。

2.統(tǒng)籌資源，共建共享，開拓培訓(xùn)、考證、科教、技術(shù)服務(wù)等多方面社會功能。實訓(xùn)中心由廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院主導(dǎo)，在整合學(xué)院實訓(xùn)資源的基礎(chǔ)上，通過政府投入、社會參與等方式完成建設(shè)。為實現(xiàn)區(qū)域資源共享，實訓(xùn)中心建成后面向社會和其他職業(yè)院校開放，提供企業(yè)員工培訓(xùn)、1+X 證書考證、工程技術(shù)支持等服務(wù)，亦可作為區(qū)域內(nèi)的青少年活動基地，發(fā)揮科普教育的功能。

3.技術(shù)引領(lǐng)，協(xié)同創(chuàng)新，開展以軌道交通智慧建造為主要方向的工程技術(shù)創(chuàng)新性研究。實訓(xùn)中心充分發(fā)揮高職院校學(xué)科建設(shè)、基礎(chǔ)研究和科研人才的優(yōu)勢，為工程技術(shù)研究領(lǐng)域提供儀器設(shè)備和人員支撐；利用合作研究院在重大工程項目技術(shù)攻關(guān)方面的科研優(yōu)勢，突破工程技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新瓶頸，加快技術(shù)集成與示范應(yīng)用。通過逐步優(yōu)化工程技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新資源配置方式，推動產(chǎn)、學(xué)、研深度融合。

4.循序漸進(jìn)，逐步推進(jìn)，與學(xué)院新校區(qū)同步規(guī)劃，同步設(shè)計，同步建設(shè)。目前，已建設(shè)完成虛擬仿真實訓(xùn)平臺，制定實訓(xùn)中心的崗位職責(zé)、管理制度和操作規(guī)程，建設(shè)融合機(jī)械、信息、管理等多個學(xué)科具有軌道交通智能建造特色的實訓(xùn)教學(xué)體系，啟動實訓(xùn)、培訓(xùn)的基本功能。通過打造公共服務(wù)平臺，逐步實現(xiàn)實訓(xùn)中心使用與管理的信息化。未來1～2 年左右，建設(shè)智慧建造應(yīng)用平臺，在進(jìn)一步滿足考證、競賽需求的基礎(chǔ)上，對外開展安全風(fēng)險評估、遠(yuǎn)程智能監(jiān)測等技術(shù)服務(wù)，通過應(yīng)用創(chuàng)新，解決企業(yè)在實際生產(chǎn)中遇到的工藝性、技術(shù)性難題。

三、實訓(xùn)中心功能及構(gòu)架

根據(jù)高職教育的特點，學(xué)生在校期間需完成就業(yè)崗位所需的崗位能力訓(xùn)練。實訓(xùn)中心對接專業(yè)群13 門課程，提供與實際職業(yè)崗位貼近的技能訓(xùn)練平臺，讓學(xué)生根據(jù)工作任務(wù)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生運用理論知識解決實際問題的能力。除了面向高職學(xué)生開展實訓(xùn)教學(xué)外，實訓(xùn)中心還兼具培訓(xùn)、考證、競賽、科教、技術(shù)服務(wù)、協(xié)同創(chuàng)新等功能，是一個具有系統(tǒng)系、開放性、擴(kuò)展性和兼容性的平臺（圖2）。

實訓(xùn)中心在多年實訓(xùn)教學(xué)積累和產(chǎn)、學(xué)、研結(jié)合的基礎(chǔ)上，將虛擬現(xiàn)實、人工智能等新一代信息技術(shù)和實訓(xùn)設(shè)施深度融合，充分考慮實訓(xùn)教學(xué)、社會服務(wù)和技術(shù)創(chuàng)新的不同特點，搭建虛擬仿真實訓(xùn)平臺和智慧建造應(yīng)用平臺。其中，虛擬仿真實訓(xùn)平臺以軌道交通建設(shè)全壽命周期為主線，按勘測、設(shè)計、施工、養(yǎng)護(hù)4 個階段，設(shè)置11 個實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)；智慧建造應(yīng)用平臺圍繞工程應(yīng)用和協(xié)同創(chuàng)新，設(shè)置3 個工程實踐系統(tǒng)[3-4]。

四、平臺建設(shè)方案

（一）虛擬仿真實訓(xùn)平臺

虛擬仿真實訓(xùn)平臺運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建逼真的三維情境，用直觀、立體的方式呈現(xiàn)工作場景，讓學(xué)生根據(jù)實訓(xùn)要求，綜合分析各種復(fù)雜因素，在可交互界面上完成各種操作或給出實施方案，掌握崗位技能和操作標(biāo)準(zhǔn)[5]。為了滿足視、聽、觸等多感知應(yīng)用的需求，平臺擬配備BIMVR裝備、智慧桌面臺、虛實聯(lián)調(diào)硬件控制工作臺和多維感知性交互系統(tǒng)，集沉浸式、交互式、分布式于一體，可有效滿足學(xué)生專業(yè)核心技能訓(xùn)練的要求，避免軌道交通建設(shè)高風(fēng)險作業(yè)環(huán)境對學(xué)生造成的意外傷害。

實訓(xùn)平臺以軌道交通建設(shè)全壽命周期為主線設(shè)置實訓(xùn)系統(tǒng)，并根據(jù)各工作崗位的典型工作任務(wù)對每個系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計。以養(yǎng)護(hù)階段的工務(wù)虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)為例，系統(tǒng)根據(jù)線路工、橋隧工崗位典型任務(wù)，涵蓋工務(wù)主要檢修作業(yè)內(nèi)容，包括道岔檢修、鋼軌打磨、橋面檢修、隧道堵漏等18 個模塊，通過“學(xué)習(xí)、訓(xùn)練、考核”的教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)意識，提高學(xué)生技能水平。

實訓(xùn)中心采取整合、購置和個性化開發(fā)的方式配置實訓(xùn)系統(tǒng)，其中，整合已有的工程測量虛擬仿真系統(tǒng)、路基工程虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)、橋梁工程虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，直接采購工程識圖繪圖實訓(xùn)系統(tǒng)、線路設(shè)計實訓(xùn)系統(tǒng)和工務(wù)虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)，個性化開發(fā)其他虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)。實訓(xùn)中心應(yīng)積極向合作企業(yè)了解最新的崗位技能需求，搜集相關(guān)工程案例，選擇合適的項目，利用可視化設(shè)計軟件開發(fā)實訓(xùn)系統(tǒng)，豐富教學(xué)內(nèi)容。以隧道與地下工程在虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)中淺埋暗挖法施工模塊的開發(fā)為例，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建某一項目的施工場景（含周邊建筑、地面交通、地下管線、地層等），借助“地層巡視”和“施工工況監(jiān)視”，將學(xué)生帶入虛擬工作環(huán)境（圖3），使其身臨其境地開展施工和現(xiàn)場監(jiān)測工作；針對塌方、涌水、冒頂?shù)仁┕どa(chǎn)事故，設(shè)計救援場景，開展突發(fā)事件應(yīng)急演練；嵌入考核功能，對每個操作步驟進(jìn)行測評，及時了解學(xué)生的實訓(xùn)情況。為避免重復(fù)開發(fā)，應(yīng)在同一技術(shù)層上，集成環(huán)境、場景，構(gòu)建結(jié)構(gòu)、儀器、機(jī)具等仿真模型，使平臺具有良好的自主性、交互性、擴(kuò)展性和兼容性。

實訓(xùn)中心依托互聯(lián)網(wǎng)，結(jié)合平臺開放共享機(jī)制，構(gòu)建高度信息化的實訓(xùn)管理體系，讓學(xué)生和企業(yè)員工能夠隨時隨地利用虛擬仿真實訓(xùn)平臺提升專業(yè)技能，實現(xiàn)“人人皆學(xué)、處處能訓(xùn)、時時可訓(xùn)”，達(dá)到資源最優(yōu)配置。

（二）智慧建造應(yīng)用平臺

智慧建造應(yīng)用平臺配有專業(yè)看板大屏顯示系統(tǒng)、監(jiān)控、電腦等設(shè)備，下設(shè)大學(xué)生創(chuàng)新+技能競賽訓(xùn)練系統(tǒng)、軌道交通工程項目投資控制系統(tǒng)和BIM+智慧工地數(shù)據(jù)決策系統(tǒng)，除滿足實訓(xùn)、培訓(xùn)、考證、競賽等的需求外，更著眼于工程應(yīng)用和協(xié)同創(chuàng)新。

1.大學(xué)生創(chuàng)新+技能競賽訓(xùn)練系統(tǒng)。以“互聯(lián)網(wǎng)+”“挑戰(zhàn)杯”等大學(xué)生創(chuàng)新項目和技能競賽項目為導(dǎo)向，該平臺設(shè)計了BIM 建造和仿真實驗?zāi)K。學(xué)生依托工程項目開展數(shù)字化應(yīng)用和虛擬仿真實驗，有助于激發(fā)創(chuàng)新意識，提高解決工程技術(shù)難題的能力。

2.軌道交通工程項目投資控制系統(tǒng)?；贐IM 技術(shù)，圍繞路基、橋梁、隧道、軌道、工務(wù)等專業(yè)方向，完成軌道交通建設(shè)全壽命周期各階段的計量、檢查和審核工作。學(xué)生借助該平臺完成概預(yù)算編制、工程投資管理等項目的實訓(xùn)和工程應(yīng)用。

3.BIM+智慧工地數(shù)據(jù)決策系統(tǒng)。該平臺將采集到的地形、建筑、道路、施工場地、地質(zhì)構(gòu)造、管線等軌道交通工程項目現(xiàn)場基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集成到BIM+智慧工地數(shù)據(jù)決策系統(tǒng)，形成統(tǒng)一呈現(xiàn)、相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)中心，通過安全風(fēng)險識別和分級預(yù)警機(jī)制，幫助企業(yè)實現(xiàn)項目精細(xì)化管理，推動軌道交通建設(shè)高效、智能發(fā)展。

此外，智慧建造應(yīng)用平臺通過對接南方高鐵產(chǎn)業(yè)學(xué)院，與軌道交通與土木工程安全監(jiān)測監(jiān)控應(yīng)用技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心和軌道交通安全建造與智慧運維工程技術(shù)研究中心兼容，搭建優(yōu)勢互補(bǔ)、開放共享的育人平臺，形成“教學(xué)+科研+生產(chǎn)+培訓(xùn)”一體化體系，促進(jìn)教學(xué)資源、培訓(xùn)設(shè)備、生產(chǎn)服務(wù)與科研成果間的互通和滲透，滿足軌道交通產(chǎn)業(yè)鏈對人才鏈綜合技術(shù)技能的需求。

五、實訓(xùn)中心內(nèi)涵建設(shè)

（一）以學(xué)生為中心的實訓(xùn)教學(xué)體系

實訓(xùn)中心充分考慮跨專業(yè)交叉實訓(xùn)的特點，堅持以學(xué)生為中心，注重對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新意識的綜合培養(yǎng)，從教學(xué)方案、實訓(xùn)項目和評價體系3 個維度構(gòu)建實訓(xùn)教學(xué)體系[6-7]。

1.按照一體化漸進(jìn)式人才培養(yǎng)路徑設(shè)計教學(xué)方案

新基建背景下，軌道交通建設(shè)要求從業(yè)人員具備較強(qiáng)的操作能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院鐵道工程專業(yè)群畢業(yè)生面向軌道交通工程建設(shè)相關(guān)的企事業(yè)單位，主要從事工程勘測、施工管理、維修養(yǎng)護(hù)、工程檢測等專業(yè)技術(shù)工作，主要崗位有：繪圖員、施工員、測量員、橋隧工、檢測員、造價員等。實訓(xùn)中心從崗位要求出發(fā)，結(jié)合企業(yè)對復(fù)合型技術(shù)技能人才的需求，在分析教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)對象、教學(xué)策略和教學(xué)條件的基礎(chǔ)上，利用平臺技術(shù)，整合校內(nèi)資源，按照“學(xué)習(xí)—訓(xùn)練—實踐—創(chuàng)新”一體化的人才培養(yǎng)路徑設(shè)計教學(xué)方案。學(xué)生完成理論知識學(xué)習(xí)后，在虛擬仿真實訓(xùn)平臺上進(jìn)行項目訓(xùn)練，并依托工程項目，在智慧建造應(yīng)用平臺上參加工程實踐，開展技術(shù)創(chuàng)新活動，最終實現(xiàn)軌道交通工程技術(shù)創(chuàng)新復(fù)合型技術(shù)技能人才一體化漸進(jìn)式培養(yǎng)。

2.根據(jù)典型工作任務(wù)設(shè)置實訓(xùn)項目

實訓(xùn)中心緊密結(jié)合軌道交通建設(shè)的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，根據(jù)崗位典型工作任務(wù)，設(shè)置與生產(chǎn)相匹配的實訓(xùn)項目，采用“實訓(xùn)即工作”的教學(xué)模式，讓實訓(xùn)與職業(yè)崗位無縫對接，實現(xiàn)學(xué)生“零距離”上崗。以施工員為例，其典型工作任務(wù)有：會審圖紙、施工調(diào)查、制定施工方案和施工質(zhì)量檢查等。根據(jù)施工員崗位技能要求，實訓(xùn)中心在虛擬仿真實訓(xùn)平臺和智慧建造應(yīng)用平臺上開設(shè)工程識圖繪圖、路基施工、橋梁施工、隧道施工、軌道施工、BIM 技術(shù)應(yīng)用等實訓(xùn)項目。

3.基于工作過程建立評價體系

結(jié)合崗位職業(yè)能力要求，按照“職業(yè)能力為主、知識為輔，過程為主、結(jié)果為輔”的原則，通過建立基于工作過程的多層次考核評價體系，對學(xué)生的素養(yǎng)、知識、能力進(jìn)行全方位考核[8]。實訓(xùn)中心按工作流程設(shè)置考核，在準(zhǔn)備階段，通過課前測試、問卷調(diào)查等方式了解學(xué)生對相關(guān)知識的掌握情況；在工作過程中，通過為關(guān)鍵操作步驟和知識點賦分，評估學(xué)生的操作技能；工作完成后，通過討論、頭腦風(fēng)暴等方式，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，解決工程難題。在對反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析后，教師根據(jù)考核結(jié)果和學(xué)生表現(xiàn)，針對主要問題進(jìn)行講解和指導(dǎo)；學(xué)生及時歸納總結(jié)，通過在平臺上反復(fù)訓(xùn)練，熟練操作，提高技術(shù)技能水平。

（二）校企合作協(xié)同運行機(jī)制

實訓(xùn)中心以共同參與、共享成果、共擔(dān)風(fēng)險為準(zhǔn)則，建立“工學(xué)結(jié)合、產(chǎn)學(xué)合作、校企一體”的管理體制與運行模式，其中，高職院校作為實施主體，行業(yè)企業(yè)、科研院所作為合作主體，協(xié)同參與實訓(xùn)中心管理、資源共享、人才培養(yǎng)和社會服務(wù)。具體舉措如下。

1.明確參建各方在實訓(xùn)中心建設(shè)和運行中的職責(zé)，強(qiáng)化學(xué)院在實訓(xùn)中心建設(shè)中的統(tǒng)籌功能。同時，政府發(fā)揮監(jiān)督、協(xié)調(diào)作用，促使各方形成建設(shè)合力。采取獎勵、貼補(bǔ)、減免等優(yōu)惠政策，積極吸引企業(yè)、社會力量投入資金、技術(shù)、設(shè)備等，參與實訓(xùn)中心建設(shè)與運行。

2.注重規(guī)范性和開放性，為教學(xué)實訓(xùn)、教學(xué)評價、學(xué)分互認(rèn)等工作奠定基礎(chǔ)[9]。實訓(xùn)中心應(yīng)建立管理體系，實施全方位標(biāo)準(zhǔn)化管理，保證實訓(xùn)、培訓(xùn)、競賽、科教、技術(shù)服務(wù)、應(yīng)用創(chuàng)新等業(yè)務(wù)的順利開展，促進(jìn)規(guī)范化運行。

3.校企發(fā)揮各自優(yōu)勢，共同制定教學(xué)計劃、教學(xué)內(nèi)容和考核標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行職業(yè)技能等級認(rèn)證，將實訓(xùn)教學(xué)與職業(yè)技能等級培訓(xùn)結(jié)合，對接專業(yè)崗位需求，不斷提升實訓(xùn)中心教學(xué)資源的數(shù)量與質(zhì)量。

4.完善開放共享環(huán)境，建立高校間成績互認(rèn)、學(xué)分轉(zhuǎn)換的新機(jī)制，探索校企間共享資源、共擔(dān)風(fēng)險的新模式，打通“產(chǎn)、學(xué)、研、用、培”融通渠道，形成相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展的成長趨勢，滿足跨學(xué)科、跨學(xué)校、跨地區(qū)對實訓(xùn)資源和先進(jìn)技術(shù)的需求[10]。

校企合作協(xié)同運行機(jī)制有利于實訓(xùn)內(nèi)容與崗位需求融合、教學(xué)體系與人才培養(yǎng)融合、社會服務(wù)與行業(yè)需求融合，以及功能建設(shè)與管理機(jī)制融合，促進(jìn)多方共同發(fā)展。

六、結(jié)束語

實訓(xùn)中心將學(xué)院鐵道工程專業(yè)群的實踐教學(xué)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)有機(jī)結(jié)合，推動傳統(tǒng)工科教育深度改革，為同類實訓(xùn)中心的建設(shè)提供了一套創(chuàng)新性的建設(shè)思路和建設(shè)方案。實訓(xùn)中心建成后，將在產(chǎn)、學(xué)、研深度融合下進(jìn)一步拓展教學(xué)資源，豐富平臺內(nèi)容，繼續(xù)探索人才培養(yǎng)新模式，充分發(fā)揮示范和引領(lǐng)作用，推動軌道交通行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級改造，助力區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。