摘 要:為適應我國軌道交通智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)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(xiàn)實技術(shù)與職業(yè)教育教學的深度融合,賦能職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展,西安鐵路職業(yè)技術(shù)學院以鐵道機車運用與維護高水平專業(yè)群建設(shè)為依托,以國家級職業(yè)教育虛擬仿真實訓基地建設(shè)標準為引領(lǐng),對接軌道交通生產(chǎn)實際,采用“虛擬現(xiàn)實+智慧教育”的創(chuàng)新性教育教學模式,深化教學改革,充分發(fā)揮基地在推進教學改革、加強教學建設(shè)、提高教學質(zhì)量上的引領(lǐng)、示范、輻射作用,助力軌道列車智能運維工匠人才培養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:職業(yè)教育 專業(yè)群 虛擬仿真 教學改革
0 引言
為貫徹落實教育部《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動計劃(2020—2023年)》《關(guān)于開展職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓基地建設(shè)工作的通知》[1]等系列文件精神,西安鐵路職業(yè)技術(shù)學院軌道列車智能運行與維護系統(tǒng)職業(yè)教育虛擬仿真實訓基地依托鐵道機車運用與維護專業(yè)群(陜西省“雙高”高水平專業(yè)群)實訓基地進行建設(shè)?;亟ㄔO(shè)聚焦軌道列車司機培養(yǎng)要求高、難度大、周期長等發(fā)展問題,堅持產(chǎn)教融合,以軌道列車駕駛與檢修崗位技術(shù)技能和職業(yè)特質(zhì)為雙主線,培養(yǎng)具有軌道列車操縱及非正常行車處理技能、數(shù)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(yè)技能。該基地將企業(yè)真實崗位標準融入教學全過程,以虛擬環(huán)境呈現(xiàn)真實生產(chǎn)環(huán)境,實施數(shù)字化教學改革,通過軟件資源、外設(shè)硬件結(jié)合的方式身臨其境地進入教學,實現(xiàn)以實帶虛、以虛助實、虛實融合的教學模式創(chuàng)新,有效破解軌道列車運用、檢修相關(guān)專業(yè)實訓中“高投入、高損耗、高風險、難實施、難觀摩、難再現(xiàn)”等教學困境[2],助力軌道列車智能運維人才培養(yǎng)。
1 基于三鐵融合,打造綜合基地
近些年,虛擬仿真技術(shù)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(lǐng)、虛實融合、共建共享、育訓結(jié)合”的原則,按照“頂層設(shè)計、應用驅(qū)動、資源共享、示范引領(lǐng)”的思路,按照“產(chǎn)教融合牽動匠心,科技賦能引夢前行”建設(shè)主旨,聚焦軌道交通運營智能化、集成化發(fā)展方向,與中國中車、西安鐵路局等企業(yè)深度合作,對接軌道交通生產(chǎn)實際,以“云、大、物、智、移”新一代信息技術(shù)為支撐,以國家級職業(yè)教育虛擬仿真實訓基地建設(shè)標準為引領(lǐng),對接軌道列車運用與檢修相關(guān)崗位群,充分發(fā)揮校企“共建、共享、互利、共贏”資源優(yōu)勢,打造了集高鐵、普鐵、地鐵領(lǐng)域多工種聯(lián)合演練于一體的綜合虛仿基地。以培養(yǎng)“精規(guī)范、熟駕駛、擅檢修、勇?lián)敗钡膹秃闲透咚刭|(zhì)技術(shù)技能人才為目標,建設(shè)智慧化、專業(yè)化、高水平鐵道機車運用與維護專業(yè)群虛擬仿真實訓基地,持續(xù)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(yǎng)高地,實現(xiàn)了“教育鏈、人才鏈、實訓鏈”與“產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈、培訓鏈”有機銜接。
該基地將企業(yè)真實工作崗位標準融入教學全過程,以虛擬環(huán)境呈現(xiàn)真實生產(chǎn)環(huán)境,實施數(shù)字化教學改革,實現(xiàn)了以實帶虛、以虛助實、虛實融合的教學模式創(chuàng)新,有效破解軌道列車運用、檢修相關(guān)專業(yè)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(yǎng)。
2 健全基地特色,開拓創(chuàng)新優(yōu)勢
2.1 標準引領(lǐng)、靶向定制,資源建設(shè)高度還原生產(chǎn)場景
參照國家鐵路專業(yè)建設(shè)指導標準、鐵路專業(yè)教學標準和鐵路工種職業(yè)標準等30余項,立足軌道交通列車運維領(lǐng)域工作崗位標準,與中國中車等龍頭合作,以校企共建、產(chǎn)教融合為抓手,靶向定制涵蓋軌道交通生產(chǎn)、運營、維護全過程的數(shù)字化資源,建成了標準一致、操作流程及環(huán)節(jié)同步現(xiàn)場作業(yè)、教學情境還原生產(chǎn)場景的虛擬仿真資源50余個。
2.2 數(shù)字賦能、健全機制,雙線三層貫通人才培養(yǎng)周期
基于企業(yè)調(diào)研和職業(yè)崗位需求,以立德樹人為根本,按照人才培養(yǎng)需求和培養(yǎng)規(guī)律要求,將實訓內(nèi)容設(shè)計為專業(yè)基礎(chǔ)模塊、專業(yè)核心模塊、專業(yè)拓展模塊三個層次,“技術(shù)技能、職業(yè)特質(zhì)”與“理實一體、虛實融合”兩主線貫穿整個課程體系,系統(tǒng)推進教材建設(shè)、資源建設(shè)、虛仿基地建設(shè)、實訓基地建設(shè)、人才培養(yǎng)“五位一體”,為學生提供較為方便的學習環(huán)境[4],以專業(yè)基礎(chǔ)能力實踐為起點,專項能力、綜合能力為重點,數(shù)字賦能課堂,理虛實融合,教學做一體,提升學生職業(yè)能力。
2.3 虛實融合、重塑課堂,學習情境保障雙重素養(yǎng)提升
以“虛實融合、學做一體”的數(shù)字化教學模式為導向重塑課堂,數(shù)字賦能課堂,創(chuàng)設(shè)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(nèi)和校外、線上和線下四結(jié)合的教學模式[5],實現(xiàn)軌道列車工匠人才職業(yè)技能素養(yǎng)和數(shù)字素養(yǎng)同步提升。
3 聚焦育人路徑,優(yōu)化基地建設(shè)
3.1 融通企業(yè)真數(shù)據(jù),校企共建真場景
學校聯(lián)合中國中車、西安鐵路局等企業(yè)組建基地資源開發(fā)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(yè)基礎(chǔ)模塊、專業(yè)核心模塊、專業(yè)拓展模塊等3個虛擬仿真單元60余個企業(yè)真實案例,及時將軌道列車運用與檢修企業(yè)的新標準、新規(guī)范、新工藝、新技術(shù)、“1+X”職業(yè)技能等級證書標準等融入人才培養(yǎng)全過程。教學資源融入課程思政元素,包括安全教育、操作規(guī)范、工匠精神等,充分利用虛擬仿真技術(shù)提供給學生基于視覺、聽覺方面感官刺激的模擬環(huán)境,多維度、全流程、全范圍的真實反映列車運用與維護生產(chǎn)全過程,確保教學內(nèi)容同步迭代產(chǎn)業(yè)發(fā)展[6]。
3.2 對接企業(yè)真任務,推動教學真改革
數(shù)字化改革是提升教學質(zhì)量的重要手段,充分利用AR、VR技術(shù),創(chuàng)設(shè)“虛境+仿境+實境”學習情境,將教學內(nèi)容中看不見、動不得、講不清、難再現(xiàn)的部分以信息化方式展現(xiàn),實施“項目貫穿、三單引入、雙環(huán)互嵌、立體訓練”項目探究教學法。項目貫穿、三單引入:依據(jù)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(fā)愛國情、報國志,通過學習任務單、特質(zhì)要素單和資源目錄單等“三單”,明確任務目標;依據(jù)學情分小組,自主探究、合作研學。雙環(huán)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(nèi)自主探究、合作研學、角色互換,組內(nèi)比拼、過關(guān)考核等形成小循環(huán);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(fā)學生學習興趣,實現(xiàn)技能和素養(yǎng)的同步提升[7]。
3.3 增強校企真應用,開創(chuàng)產(chǎn)教新成就
智能運維仿真基地聚焦軌道交通產(chǎn)業(yè)和區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展,依托國家級教師實踐流動站、軌道交通未來教育科技創(chuàng)新基地、鐵路“雙師型”教師培訓基地、鐵路產(chǎn)教融合型創(chuàng)新實訓基地,全方位提升基地建設(shè)水平和育人成效。以實現(xiàn)產(chǎn)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(shù)人員”的緊密型校企合作“四級對接”的機制,逐層厘清合作內(nèi)容,以基地發(fā)展和共享為紐帶,校企共同制定人才培養(yǎng)方案、開發(fā)課程。推進100余個典型案例數(shù)字化轉(zhuǎn)型,推進課堂革命,建立健全“產(chǎn)教融合”“課證融通”的育人模式[8]。在建設(shè)期內(nèi),遴選、聘請5名從事列車駕駛、列車檢修、列車制造等現(xiàn)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(shè)任務,保證列車運用、維修與數(shù)字化制造技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。
3.4 緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展,共建產(chǎn)教融合實訓基地
緊跟軌道交通裝備智能化、集成化發(fā)展發(fā)展趨勢,按照“頂層設(shè)計、應用驅(qū)動、資源共享、示范引領(lǐng)”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(chǎn)教融合實踐基地?;叵群螳@國家級生產(chǎn)性實訓基地、國家級職業(yè)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(shè)項目5項,舉辦全國職業(yè)院校鐵道運輸類專業(yè)實訓教學條件建設(shè)標準研討審定會2次,主持開發(fā)鐵道機車專業(yè)實訓教學條件建設(shè)標準5個,建設(shè)成果被武漢鐵路職業(yè)技術(shù)學院、廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學院等多所兄弟院校借鑒學習。
3.5 堅持示范引領(lǐng),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(yè)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(chǎn)業(yè)。主持或參與制訂了教育部國家教學標準6項,開發(fā)5個省級技術(shù)標準,開發(fā)了地鐵全自動運行系統(tǒng)教材2部,開展軌道交通企業(yè)創(chuàng)新項目32項,其中有11項參加秦創(chuàng)原創(chuàng)新平臺路演及參展項目(專利)并在企業(yè)實際應用,軌道車輛智能溫效系統(tǒng)項目轉(zhuǎn)化金額600余萬元。實施“千站百段工程”,在企業(yè)設(shè)立了培訓點,為一線企業(yè)開展送教上門活動,完成職業(yè)培訓6000人次/年。開展“一帶一路”沿線技術(shù)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(shè)成效凸顯
4.1 教研相長碩果累累
基地在建設(shè)期內(nèi)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(yōu)秀教材建設(shè)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(yǎng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用專業(yè)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(yè)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(yè)院校技能大賽教學能力比賽獲獎6項。
4.2 人才培養(yǎng)成效突出
基地承辦了全國鐵道機車專業(yè)學生技能大賽兩屆,陜西省城軌車輛技術(shù)學生技能大賽三屆。每年有鐵道機車專業(yè)群及訂單班、現(xiàn)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(lián)網(wǎng)+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“挑戰(zhàn)杯”、全國交通運輸行業(yè)職業(yè)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(wǎng)、工人日報等主流媒體報道虛仿基地數(shù)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(fā)教育部國家教學標準2個,省級技術(shù)標準3個,開展軌道交通企業(yè)創(chuàng)新項目2項,優(yōu)化職業(yè)培訓方案4個,完成社會培訓、接待國內(nèi)外參觀500余人,完成300余名學生職業(yè)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(shè)備操作簡單,我們國家沒有這樣成熟的鐵路技術(shù),這一點需要我們學習。我回家后要把看到的場景轉(zhuǎn)述給我的丈夫,未來希望兩國間可以有更多的國際合作?!?/p>
5 結(jié)束語
專業(yè)群聚焦軌道交通運營智能化、集成化發(fā)展方向,與軌道制造和運營企業(yè)深度合作,以國家級職業(yè)教育虛擬仿真實訓基地建設(shè)標準為引領(lǐng),建成集高鐵、普鐵、地鐵領(lǐng)域多工種聯(lián)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(shù)字化教學模式,實現(xiàn)職業(yè)能力培養(yǎng)場景化,實現(xiàn)了沉浸式“真崗實做”。教育部原副部長魯昕對我校構(gòu)建數(shù)字化教學場景,推動教學質(zhì)量評價改革等予以充分肯定;被央視、新華網(wǎng)等媒體推介30余次,吸引湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學院等20余所院校交流學習。
基金項目:2023年度陜西省職業(yè)技術(shù)教育學會專項課題“高軌道列車類高水平專業(yè)群構(gòu)建研究與實踐”(項目編號:2023SZX486)。
參考文獻:
[1]教育部等九部門關(guān)于印發(fā)職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)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(guān)于開展職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓基地建設(shè)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(gòu)建[J].浙江交通職業(yè)技術(shù)學院學報,2020(3):51-54.
[4]浦娟,陳書錦,葉慧.虛擬仿真技術(shù)在教學中的應用分析[J].現(xiàn)代職業(yè)教育,2021(15):44-45.
[5]孫云飛.基于產(chǎn)教融合、協(xié)同育人的專業(yè)建設(shè)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(shù)應用,2019(11):35-36.
[7]李剛.職業(yè)教育虛擬仿真實訓基地建設(shè)研究[J].天津職業(yè)大學學報,2022(2):92-96.
[8]丁文君.智能教育轉(zhuǎn)型下的城軌車輛虛擬仿真實訓室建設(shè)與實踐研究[J].科技視界,2022(9):136-138.