高职铁道机车运用与维护专业群虚拟仿真实训基地建设与实践

高职铁道机车运用与维护专业群虚拟仿真实训基地建设与实践摘要：为适应我国轨道交通智能化、数字化转型升级需求，有效破解教学“三高三难”痛点和难点，切实推进虚拟现实技术与职业教育教学的深度融合，赋能职业教育高质量发展，西安铁路职业技术学院以铁道机车运用与维护高水平专业群建设为依托，以国家级职业教育虚拟仿真实训基地建设标准为引领，对接轨道交通生产实际，采用“虚拟现实+智慧教育”的创新性教育教学模式，深化教学改革，充分发挥基地在推进教学改革、加强教学建设、提高教学质量上的引领、示范、辐射作用，助力轨道列车智能运维工匠人才培养。关键词：职业教育专业群虚拟仿真教学改革为贯彻落实教育部《职业教育提质培优行动计划(2020—2023年)》《关于开展职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设工作的通知》[1]等系列文件精神，西安铁路职业技术学院轨道列车智能运行与维护系统职业教育虚拟仿真实训基地依托铁道机车运用与维护专业群(陕西省“双高”高水平专业群)实训基地进行建设。基地建设聚焦轨道列车司机培养要求高、难度大、周期长等发展问题，坚持产教融合，以轨道列车驾驶与检修岗位技术技能和职业特质为双主线，培养具有轨道列车操纵及非正常行车处理技能、数字化精准检修技能、较强的抗压能力、应变能力、决策能力、风险预判能力等职业技能。该基地将企业真实岗位标准融入教学全过程，以虚拟环境呈现真实生产环境，实施数字化教学改革，通过软件资源、外设硬件结合的方式身临其境地进入教学，实现以实带虚、以虚助实、虚实融合的教学模式创新，有效破解轨道列车运用、检修相关专业实训中“高投入、高损耗、高风险、难实施、难观摩、难再现”等教学困境[2],助力轨道列车智能运维人才培养。1基于三铁融合，打造综合基地近些年，虚拟仿真技术在高校实践教学中得到充分应用[3],虚仿基地坚持“科技引领、虚实融合、共建共享、育训结合”的原则，按照“顶层设计、应用驱动、资源共享、示范引领”的思路，按照“产教融合牵动匠心，科技赋能引梦前行”建设主旨，聚焦轨道交通运营智能化、集成化发展方向，与中国中车、西安铁路局等企业深度合作，对接轨道交通生产实际，以“云、大、物、智、移”新一代信息技术为支撑，以国家级职业教育虚拟仿真实训基地建设标准为引领，对接轨道列车运用与检修相关岗位群，充分发挥校企“共建、共享、互利、共赢”资源优势，打造了集高铁、普铁、地铁领域多工种联合演练于一体的综合虚仿基地。以培养“精规范、熟驾驶、擅检修、勇担当”的复合型高素质技术技能人才为目标，建设智慧化、专业化、高水平铁道机车运用与维护专业群虚拟仿真实训基地，持续深化“虚实交互、学做一体”实训教学模式改革，打造轨道列车人才培养高地，实现了“教育链、人才链、实训链”与“产业链、创新链、培训链”有机衔接。该基地将企业真实工作岗位标准融入教学全过程，以虚拟环境呈现真实生产环境，实施数字化教学改革，实现了以实带虚、以虚助实、虚实融合的教学模式创新，有效破解轨道列车运用、检修相关专业实训中“三高三难”教学困境，助力轨道列2健全基地特色，开拓创新优势2.1标准引领、靶向定制，资源建设高度还原生产场景参照国家铁路专业建设指导标准、铁路专业教学标准和铁路工种职业标准等30余项，立足轨道交通列车运维领域工作岗位标准，与中国中车等龙头合作，以校企共建、产教融合为抓手，靶向定制涵盖轨道交通生产、运营、维护全过程的数字化资源，建成了标准一致、操作流程及环节同步现场作业、教学情境还原生产场景的虚拟仿真资源50余个。2.2数字赋能、健全机制，双线三层贯通人才培养周期基于企业调研和职业岗位需求，以立德树人为根本，按照人才培养需求和培养规律要求，将实训内容设计为专业基础模块、专业核心模块、专业拓展模块三个层次，“技术技能、职业特质”与“理实一体、虚实融合”两主线贯穿整个课程体系，系统推进教材建设、资源建设、虚仿基地建设、实训基地建设、人才培养“五位一体”,为学生提供较为方便的学习环境[4],以专业基础能力实践为起点，专项能力、综合能力为重点，数字赋能课堂，理虚实融合，教学做一体，提升学生职业能2.3虚实融合、重塑课堂，学习情境保障双重素养提升以“虚实融合、学做一体”的数字化教学模式为导向重塑课堂，数字赋能课堂，创设智慧学习空间，搭建“虚境+仿境+实境”学习情境，实施课前、课中、课后三阶段，思政教育、安全教育、劳动教育、岗位标准四融入，理论和实践、实践和岗位、校内和校外、线上和线下四结合的教学模式[5],实现轨道列车工匠人才职业技能素养和数字素养同步提升。3聚焦育人路径，优化基地建设3.1融通企业真数据，校企共建真场景学校联合中国中车、西安铁路局等企业组建基地资源开发小组，以列车运用与检修典型工作岗位任务为载体，完成专业基础模块、专业核心模块、专业拓展模块等3个虚拟仿真单元60余个企业真实案例，及时将轨道列车运用与检修企业的新标准、新规范、新工艺、新技术、“1+X”职业技能等级证书标准等融入人才培养全过程。教学资源融入课程思政元素，包括安全教育、操作规范、工匠精神等，充分利用虚拟仿真技术提供给学生基于视觉、听觉方面感官刺激的模拟环境，多维度、全流程、全范围的真实反映列车运用与维护生产全过程，确保教学内容同步迭代产3.2对接企业真任务，推动教学真改革数字化改革是提升教学质量的重要手段，充分利用AR、VR技术，创设“虚境+仿境+实境”学习情境，将教学内容中看不见、动不得、讲不清、难再现的部分以信息化方式展现，实施“项目贯穿、三单引入、双环互嵌、立体训练”项目探究教学法。项目贯穿、三单引入：依据项目选场景，融巴山精神、高铁精神、工匠精神、劳动精神于教学，激发爱国情、报国志，通过学习任务单、特质要素单和资源目录单等“三单”,明确任务目标；依据学情分小组，自主探究、合作研学。双环互嵌：小组按照技能点要求单兵练习，按照单项能力要求合作训练，开展组内自主探究、合作研学、角色互换，组内比拼、过关考核等形成小循环；立体训练：实施单兵练、合作练，分场景、分岗位角色练，生生互动、师生互动多方法练，有效激发学生学习兴趣，实现技能和素养的同步提升[7]。3.3增强校企真应用，开创产教新成就智能运维仿真基地聚焦轨道交通产业和区域产业发展，依托国家级教师实践流动站、轨道交通未来教育科技创新基地、铁路“双师型”教师培训基地、铁路产教融合型创新实训基地，全方位提升基地建设水平和育人成效。以实现产教融合为目的，不断深化“学校对接集团公司、二级院部对接站段、教研室对接车间、教师对接工程技术人员”的紧密型校企合作“四级对接”的机制，逐层厘清合作内容，以基地发展和共享为纽带，校企共同制定人才培养方案、开发课程。推进100余个典型案例数字化转型，推进课堂革命，建立健全“产教融合”“课证融通”的育人模式[8]。在建设期内，遴选、聘请5名从事列车驾驶、列车检修、列车制造等现场运用、维修、制造、工艺等岗位的工程师，承担教学任务和虚仿基地建设任务，保证列车运用、维修与数字化制造技术人才的培养质量。3.4紧跟产业发展，共建产教融合实训基地紧跟轨道交通装备智能化、集成化发展发展趋势，按照“顶层设计、应用驱动、资源共享、示范引领”的思路，建成集教学、实训、培训、科研、竞赛、科普等功能为一体的产教融合实践基地。基地先后获国家级生产性实训基地、国家级职业教育虚拟仿真实训基地、国家机车司机培训基地等国家级建设项目5项，举办全国职业院校铁道运输类专业实训教学条件建设标准研讨审定会2次，主持开发铁道机车专业实训教学条件建设标准5个，建设成果被武汉铁路职业技术学院、广州铁路职业技术学院等多所兄弟院校借鉴学习。3.5坚持示范引领，提升社会服务能力依托国家级虚拟仿真实训基地、国家级职业教育“双师型”教师培训基地、全国铁路科普教育基地等平台，服务轨道列车运营与维护产业。主持或参与制订了教育部国家教学标准6项，开发5个省级技术标准，开发了地铁全自动运行系统教材2部，开展轨道交通企业创新项目32项，其中有11项参加秦创原创新平台路演及参展项目(专利)并在企业实际应用，轨道车辆智能温效系统项目转化金额600余万元。实施“千站百段工程”,在企业设立了培训点，为一线企业开展送教上门活动，完成职业培训6000人次/年。开展“一带一路”沿线技术人员培训，落实中国—中亚峰会成果，年均接待各类外宾培训参观300余人。4基地功能完善，建设成效凸显4.1教研相长硕果累累基地在建设期内主持建成国家级和省级教学资源库各1个，建成省级精品在线课程2门，获首届全国优秀教材建设奖1项，获省级教学成果特等奖1项，立项省级以上课题8项，培养虚拟现实技术应用专业带头人和骨干教师15人，教师参加教学能力比赛，获全国职业院校技能大赛教学能力比赛一等奖1项、二等奖2项、陕西省职业院校技能大赛教学能力比赛获奖6项。4.2人才培养成效突出基地承办了全国铁道机车专业学生技能大赛两届，陕西省城轨车辆技术学生技能大赛三届。每年有铁道机车专业群及订单班、现代学徒制班的学生1000余人在基地进行培训和学习，学生参加省级及以上虚拟仿真类大赛获奖8项，学生参加“互联网+”大学生创新创业大赛、“挑战杯”、全国交通运输行业职业技能大赛等赛项获国家级奖项5项，省级奖项36项。中国教育报、光明网、工人日报等主流媒体报道虚仿基地数字化教学课堂10余次。4.3交流合作影响扩大两年来依托虚仿基地开发教育部国家教学标准2个，省级技术标准3个，开展轨道交通企业创新项目2项，优化职业培训方案4个，完成社会培训、接待国内外参观500余人，完成300余名学生职业教育启蒙研学活动。冈比亚驻华大使夫人JammehNyimaGambjan说：“虚拟基地模拟很真实，设备操作简单，我们国家没有这样成熟的铁路技术，这一点需要我们学习。我回家后要把看到的场景转述给我的丈夫，未来希望两国间可以有更多的国际合作。”专业群聚焦轨道交通运营智能化、集成化发展方向，与轨道制造和运营企业深度合作，以国家级职业教育虚拟仿真实训基地建设标准为引领，建成集高铁、普铁、地铁领域多工种联合演练于一体的综合虚仿基地，形成了“虚实融合、学做一体”的数字化教学模式，实现职业能力培养场景化，实现了沉浸式“真岗实做”。教育部原副部长鲁昕对我校构建数字化教学场景，推动教学质量评价改革等予以充分肯定；被央视、新华网等媒体推介30余次，吸引湖南铁道职业技术学院等20余所院[1]教育部等九部门关于印发职业教育提质培优行动计划(2020—2023年)的通知：教职成[2020]7号[A].[2020-11-12].http://www.M/srcsite/A07/zcs_zhgg/202009/t20200929_492299[2]关于开展职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设工作的通知：教职成司函[2020]26号[A].[2020-10-21]./tsdw/zyycrjyc/tzgg/40371714[3]叶明君.高职院校虚拟仿真实践教学体系的构建[J].浙江交通职业技术学院学报，2020(3):51-54.[4]浦娟，陈书锦，叶慧.虚拟仿真技术