王景馨

近年來中國鐵路實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，國家《中長期鐵路網規(guī)劃》提出了建設“八縱八橫”高速鐵路網，山東省“六縱四橫”鐵路網也在密集建設期，新路網的建設和開通需要大批鐵路運輸專業(yè)人才。山東職業(yè)學院本著服務鐵路行業(yè)、服務區(qū)域經濟的原則，以鐵路運輸管理領域的核心職業(yè)崗位需求為導向，推行“以崗導學，實境育人”的人才培養(yǎng)模式。由于鐵路運輸企業(yè)生產的特殊性，鐵路現(xiàn)場對安全有很高的要求，鐵路局目前難以接收大量的學生到站段生產一線實習。鐵道交通運營管理專業(yè)的許多實踐教學項目只能以規(guī)章學習、案例分析、方案設計等形式進行。面對只能“紙上跑火車”的困境，山東職業(yè)學院采用虛擬仿真實踐教學這一新型的教學模式，以“一創(chuàng)新三原則三層次”的理念，積極建設高水平的鐵道交通運輸虛擬仿真實訓中心，集校內教學演練、職業(yè)技能培訓、職業(yè)資格鑒定、教學科研等多功能于一身。實訓中心的建設以虛擬仿真的形式營造了校內企業(yè)生產實境化的教學環(huán)境，實施教學做一體的教學模式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力與實踐動手能力，提升實踐教學效果。

1 以鐵道交通運輸虛擬仿真實訓中心建設為契機，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

鐵道交通運輸虛擬仿真實訓中心是教育信息化結合鐵路行業(yè)學科特點與教學內容深度融合的產物。信息化技術的應用有效推動教育教學方法的改革，強化實踐教學建設，促進教科研改革工作的深化發(fā)展，實現(xiàn)人才培養(yǎng)方案的優(yōu)化，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

山東職業(yè)學院鐵道交通運營管理專業(yè)人才培養(yǎng)始終以學生為中心，把提高復合型技術技能人才培養(yǎng)質量作為根本目標。圍繞這一目標，結合鐵道交通運輸虛擬仿真技術在教學中的應用，以鐵路運輸管理領域的核心職業(yè)崗位任職要求為導向，推行“以崗導學，實境育人”的人才培養(yǎng)模式，探索虛擬仿真實訓與頂崗實習相結合的實踐教學模式，培養(yǎng)鐵道交通領域優(yōu)秀人才。實訓中心的建設促使人才培養(yǎng)方案在師資隊伍、教學實施、教學資源、教學方法等方面進行系統(tǒng)性變革。以虛擬仿真實訓中心搭建的平臺加強實訓教學環(huán)節(jié)，突出了教學過程的實踐性、開放性和職業(yè)性，帶動鐵道交通運營管理專業(yè)調整與建設，引導課程設置、教學內容的改革。在師資隊伍方面，更注重教師的操作實踐能力，并要求與時俱進，不斷更新新技術、新技能。采用“崗位任務對接式”實踐教學模式，即在實踐教學中以工作崗位的實際工作流程為主線，學校教師和企業(yè)技術人員共同授課，同時健全學校和企業(yè)人員雙向流動機制，打造一流“校企混編、德技雙馨”教師團隊。在教學實施方面，強化學生職業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，利用虛擬仿真資源等信息化技術支持“線上線下”混合式學習、虛擬仿真實境操作性學習等學習方式。在教學方法方面，依據職業(yè)崗位典型工作任務，設計實訓、社會服務、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)等虛擬仿真教學資源，為學生提供了技能操作的虛擬情境，而學生能否主動去探索、運用、創(chuàng)造，還是取決于資源的設計與教師的引導，因此必須積極實行啟發(fā)式、討論式，自主探索式教學，改進教學方法，推進虛擬仿真平臺等網絡學習空間建設和普遍應用。在教學評價方面，改革考試方法，進行綜合考試改革。在虛擬仿真教學平臺上設計學生綜合技能操作能力的考核項目，著重提高學生綜合運用所學知識、解決實際問題的能力，擺脫傳統(tǒng)教學中的“紙筆考試”方式。

2 鐵道交通運輸虛擬仿真實訓中心建設的“三原則”

2.1 校企合作建設原則

校企合作是高職院校持續(xù)發(fā)展的重要舉措，虛擬仿真實訓中心的建設可以搭建為校企合作的平臺，將學校教學、企業(yè)生產、社會服務和科技研發(fā)融為一體，一方面培養(yǎng)技能型人才，提升學生的操作技能，另一方面服務企業(yè)和社會，提升科技創(chuàng)新和服務能力。

2.1.1 與虛擬仿真技術研發(fā)機構和供應商合作

這些企業(yè)的技術人員可以提供較高的虛擬仿真資源開發(fā)相關技術支持，但是他們并不一定精通于職業(yè)教育規(guī)律以及鐵道運輸專業(yè)知識。而虛擬仿真教學資源的設計不能只停留在實現(xiàn)生產流程的“可視化”上，而是要符合職業(yè)教育規(guī)律，從情景性、過程性和操作性多方面進行設計。學校教師與企業(yè)技術人員共同進行教學項目的開發(fā)與設計，進行虛擬仿真資源建設，讓虛擬仿真教學資源不僅可以成為學生提高技能的幫手，同時也是培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識的有效工具。

2.1.2 與鐵路運輸企業(yè)深度合作

與鐵路運輸企業(yè)保持密切合作關系，以鐵路企業(yè)用人標準來豐富和完善人才培養(yǎng)方案，雙方共同進行模擬鐵路現(xiàn)場運輸生產場景的仿真軟件開發(fā)，企業(yè)參與實踐教學項目的設計與指導工作，安排有經驗的專業(yè)技術人員到實訓中心擔任指導教師，給學生開設講座，提高實踐教學質量；另一方面，校企共同培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型人才，促進鐵路產業(yè)的發(fā)展。與鐵路運輸企業(yè)的合作不僅帶來了鐵路新技術，也保證了虛擬仿真實訓中心對學生培養(yǎng)機制的實時修正，不斷完善虛擬仿真實訓平臺。學校在與鐵路運輸企業(yè)共同培養(yǎng)企業(yè)后備人才的過程中，將理論知識和企業(yè)需求緊密地結合起來，并將其中部分成果融入實踐教學，保證了在校實訓內容的與時俱進。

2.2 資源共用共享原則

2.2.1 虛擬仿真實訓中心共建共用

以與中國鐵路濟南局集團有限公司為例對資源共用共享模式進行分析說明。濟南局為我院實訓中心系統(tǒng)提供現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據、資料等，共同設計開發(fā)了一套鐵路分散自律調度集中模擬系統(tǒng)，共建CTC 仿真推演實訓室。CTC 仿真推演實訓室包括濟南局100 個車站的站場數(shù)據，使學生在接發(fā)列車實訓時可以身臨其境，與畢業(yè)后鐵路助理值班員崗位無縫銜接，同時我校作為濟南局鐵路職工培訓基地，為車站值班員、助理值班員、信號員等崗位培訓提供了良好軟硬件環(huán)境及師資力量，并具備職業(yè)資格鑒定的條件。

2.2.2 共享資源課程建設

鐵道運輸虛擬仿真實訓中心建好后，開設相關實訓實驗課程，也可以在一些專業(yè)課程中嵌入相關實踐教學內容。例如，3D虛擬仿真貨裝實訓系統(tǒng)依據有關鐵路貨運規(guī)章，通過虛擬現(xiàn)實技術，模擬貨物裝車作業(yè)各個環(huán)節(jié)及作業(yè)要求，實現(xiàn)了貨物裝車標準化作業(yè)的實訓和考評。專業(yè)教師在此平臺進行教學的同時，建設《鐵路貨運組織》資源共享課程，在課程中嵌入裝車前三檢，裝車車前會，裝載加固等虛擬實訓場景，通過浸入式學習，提高學生對知識的掌握程度。資源共享課程主要建設內容包括教學指導類文件、電子課件、電子教案、微課視頻、操作視頻、事故案例、動畫演示、虛擬仿真系統(tǒng)、試題庫、實訓指導、技術文件等。課程建成后可以實現(xiàn)全網共享，校內外師生、鐵路局工作人員、物流人員均可以在網上學習。教師可以控制不同學生的學習進度，滿足學生自主學習的需求，與實訓中心虛擬仿真資源“線上線下”配合使用，服務學生自主學習、輔助教師教學、配合技術培訓教學，實現(xiàn)優(yōu)質教學資源的應用與共享，促進職業(yè)教育教學改革。

2.3 虛實結合的原則

虛擬仿真實踐教學雖然具有一定的優(yōu)勢，但是其局限性也不可忽視。目前，大多虛擬仿真教育資源仍然停留在學生的視覺認知層面，即從視覺上注重生產場景的呈現(xiàn)，追求逼真的三維視覺效果。虛擬實訓中按照規(guī)章作業(yè)流程操作的多，設計性和創(chuàng)新性的實訓內容少，學生在實訓中缺乏創(chuàng)新的感受和體會，只要按流程操作即可。我院在建設鐵道運輸虛擬仿真實訓中心時實行“虛實結合”的原則，形成“虛實結合”的實踐教學體系。不是只追求虛擬，不是以虛擬仿真實訓代替所有的實踐教學項目，而是盡可能地讓學生接觸實際，“能實不虛”。虛實結合其實有很多種，比如：虛擬仿真校內實訓和校外頂崗實習相結合；課程中理論講解、實物演示與虛擬演練相結合；課內部分內容虛擬仿真，部分內容真實設備操作相結合等等。

2.3.1 虛擬仿真實訓系統(tǒng)建設虛實結合

鐵路的調度指揮系統(tǒng)屬于大型復雜控制仿真實訓系統(tǒng)，我院采用仿真設備與真實設備虛實結合的方式建設。比如，站場、線路、列車等設備設施采用虛擬仿真，區(qū)間邏輯檢查解鎖控制盤、部分信號機、轉轍機等使用現(xiàn)場真實設備，通過虛實結合系統(tǒng)構建后，與鐵路運輸生產實際相一致，具備聯(lián)鎖、列控、CTC/TDCS、列車運行仿真、故障仿真等功能，構建了具有鐵路生產的虛實相關的教學環(huán)境，實現(xiàn)與就業(yè)崗位鐵路生產現(xiàn)場一致的現(xiàn)場化教學。

2.3.2 實踐教學體系建設虛實結合

按照虛實結合的原則，我院推行虛擬仿真校內實訓與頂崗實習相結合的實踐教學模式。學生在校期間先在虛擬仿真實訓中心進行專項實訓，比如調車作業(yè)實訓，貨裝作業(yè)實訓，客運應急演練實訓，切實提升學生實際動手能力及崗位適應能力，并且使學生提前接受企業(yè)文化教育及安全生產教育，接觸到鐵路企業(yè)生產流程和嚴謹高效的生產管理方法，學到了在學校書本上學不到的知識和技能，為第六學期的企業(yè)頂崗實習打下堅實的基礎。中國鐵路濟南局集團有限公司每年大約接收我院鐵道交通運營管理專業(yè)畢業(yè)生200 余名進行頂崗實習。學生經過“校內實訓+ 頂崗實習”的職業(yè)技能培養(yǎng)，畢業(yè)后短時間內就可以通過考核正式上崗，非常適應鐵路運輸企業(yè)的需求。

3 虛擬仿真實訓資源建設的“三層次”

在鐵道交通運輸類虛擬仿真實踐教學環(huán)節(jié)中，采取遞進式教學方式，將教學資源整合為三個實踐層次：一是以強化就業(yè)初始崗位技能為主導的實踐實訓層；二是以強化職業(yè)長期發(fā)展技能為主導的實踐實訓層；三是以強化學生綜合創(chuàng)新設計能力為主導的實踐實訓層。通過整合，各種形式的虛擬仿真實驗教學資源構成了既層次分明、各有側重，又相互滲透、互相促進的實踐教學體系。

3.1 以強化就業(yè)初始崗位技能為主導的實踐實訓層

該層次設置3D 虛擬仿真實訓室將構建一個3D 仿真鐵路貨運裝車系統(tǒng)環(huán)境和一個3D 仿真調車系統(tǒng)環(huán)境。采用虛擬現(xiàn)實技術，創(chuàng)建典型調車及貨運作業(yè)場景，滿足正常情況下及非正常情況下鐵路作業(yè)需求，使學生能夠盡快掌握調車長、連結員、外勤貨運員等鐵路基層崗位的實作技能，使課堂教學能夠無縫對接崗位技能要求。

3.2 以強化職業(yè)長期發(fā)展技能為主導的實踐實訓層

該層次設置的CTC 仿真推演實訓室以濟南局膠濟線為藍本，融入鐵路行業(yè)作業(yè)標準，模擬建設一個鐵路調度集中區(qū)段，包括1 套CTC 分散自律調度集中設備和50 套車務終端設備。同時裝設普速鐵路和高速鐵路兩套模擬系統(tǒng)，可根據教學需要進行自由切換，該系統(tǒng)采用濟南鐵路局的真實數(shù)據，從而使實訓模擬操作更加切近實際。培養(yǎng)學生學習國內主流制式聯(lián)鎖的操作，主流CTC/TDCS 的設備操作，調度員、值班員、信號員和助理值班員正常接發(fā)車流程，車務非正常接發(fā)列車的流程和故障應急處理方法等。使學生能夠盡快掌握調度員、車站值班員、助理值班員等鐵路崗位的實作技能，為學生長期職業(yè)發(fā)展打下良好的基礎。

3.3 以強化學生綜合創(chuàng)新設計能力為主導的實踐實訓層

該層次的設置目的是讓學生在掌握鐵道運輸技能后，充分利用綜合類虛擬仿真實訓資源，對學生進行創(chuàng)新能力訓練，培養(yǎng)學生創(chuàng)新設計和系統(tǒng)設計能力，激發(fā)學生創(chuàng)新熱情和參與創(chuàng)新活動的積極性。該層次的資源設置主要是圍繞以完成綜合性技能和以實訓項目驅動的方式，由學生自主設計完成鐵路交通運輸虛擬仿真創(chuàng)新型實訓項目。例如，有的同學利用平臺自主設計解決濟南局冬季煤炭卸車凍結的實驗項目，利用高鐵運送小件包裝貨物的實驗項目。另外，為學生參加創(chuàng)新設計實踐大賽進行訓練，為創(chuàng)新活動提供指導、設備和場所。