基于虚拟仿真技术的高职“动车组的操纵”课程改革与实践

罗伟

（湖南铁道职业技术学院 湖南 株洲 412001）

基于虚拟仿真技术的高职“动车组的操纵”课程改革与实践

罗伟

（湖南铁道职业技术学院 湖南 株洲 412001）

“动车组的操纵”课程是动车组专业核心课程，使学生具备动车组地勤师等岗位人员应具备的专业知识与专业能力。但是，随着新工艺、新技术、新标准的不断应用，传统的实训设备不能满足学生技能培养的需求。在当前信息化时代的大背景下，应打破传统教学模式，以微课为主要载体，结合虚拟仿真软件，进行基于虚拟仿真技术的“动车组的操纵”课程碎片化资源开发与应用，以提升专业人才培养质量。

虚拟仿真技术；高职院校；动车组的操纵；碎片化资源

高等职业教育的根本任务是培养高等技术应用性专门人才，其培养目标的专业性、职业性、应用性、实践性等特色十分鲜明。科学技术不断发展，新工艺、新技术、新产品层出不穷，按照传统的实践教学模式培养出来的学生只是掌握了现有设备或某一种特定类型设备的操作和工艺知识，一旦改变工作环境就不能立即适应，不能满足社会发展的需要。教育部《教育信息化十年发展规划（2011—2020）》明确指出：“教育信息化的发展要以教育理念创新为先导，以优质教育资源和信息化学习环境建设为基础，以学习方式和教育模式创新为核心”。笔者以“动车组的操纵”课程为例，就湖南铁道职业技术学院近年来采用的基于虚拟仿真技术的碎片化资源开发与教学应用进行探讨。

一、“动车组的操纵”课程采用信息化教学的必要性

（一）课程建设必要性

1.中国轨道交通行业对动车专业人才数量需求在不断提升，国际化高质量轨道交通高技能人才是奠定轨道交通装备制造企业发展的基石

随着我国国民经济的发展和城市化进程加快，“五纵五横十联”铁路快速客运通道将覆盖全国90%以上人口。“十三五”期间，动车组、城轨车辆等机车车辆需求量至少达8 000列以上。据统计，每增建1公里铁路需要技术人员约22人；城市轨道所需员工数为50人。我国轨道交通装备制造与运营企业对专业人才数量需求情况如表1所示。

表1 轨道交通装备制造与运营企业2015—2020年的人才数量需求情况统计表

以体现信息技术与制造技术深度融合的数字化、网络化、智能化中国制造引起了新一轮的产业变革，带动整个制造业升级换代。具备较高职业素养、专业能力和国际化视野的高技能人才是轨道交通产业的中坚力量，建立标准更统一、信息更完备的共享教学资源是高速高效培养出具有轨道交通装备制造行业特色及专项急需人才的有效途径和可靠保障。

2.轨道交通行业技术、工艺、设备、标准等更新速度加快，使用模拟仿真类型信息化教学是技术技能型人才培养的新形式

近年来，轨道交通行业技术、工艺、设备、材料、标准等的更新速度加快，核心技术的升级对专业人才职业素质、职业能力和可持续发展提出更高要求，专业人才培养规格应快速适应轨道交通产业结构变化，采用模拟仿真类型的信息化教学可以通过模拟实际系统的工作状况和运行状况，解决学生专业技能和实践能力的培养问题，解决高速铁路乘务员培训难、培训效率低、培训效果不好、成本高的问题。

3.“动车组的操纵”课程知识和技能点采用真实、直观的信息化教学方式和丰富的信息化资源更能提升学生学习效果

“动车组的操纵”课程的知识点均为动车组设备的操纵方法、流程、标准和面对突发情况的应急故障处理方法，采用传统的教学方法要求学生掌握这些大量枯燥的工艺标准和故障处理流程，学习效果不好。而采用模拟仿真的方式既能完全真实地再现故障从发生到排除的全过程，又能让学生有身临其境的感觉，极大地提高了学生的学习兴趣，提升了学习效果。同时，通过资源共享，还能培养学生自主学习、协作学习、探究学习的能力，提升职业能力与职业素质。

（二）学生学情分析

1.学习基础

学习本知识点的学生均来自动车组专业方向三年级学生，前期已学习过动车组的机械、电气、制动等相关专业基础及专业课程，具备了较好的专业基础；进行了动车组模拟仿真驾驶的实训，掌握了一定的专业操作技能；已具备一定的计算机操作能力，能制作简单的PPT，能熟练地运用网络搜索相关资料，并进行过课程知识点的汇报，也已经通过世界大学城等网络媒介上交过课堂作业，具备利用信息技术和数字化资源开展教学的基础。

2.学习特点

学生难以长时间保持高度的注意力进行学习，学习效果不理想；学生业余时间较多，课余时间没有用于学习，在寝室或去网吧上网、打游戏；学生作业完成情况不佳，抄袭现象严重。

二、基于虚拟仿真技术的“动车组的操纵”课程改革研究与实践

（一）基于虚拟仿真技术的“动车组的操纵”课程改革思路

“动车组的操纵”是动车组专业的核心课程，主要培养动车组地勤师、动车组随车机械师等岗位人员应具备的按照动车组运用规章，正确进行动车组操纵、行车安全设备的使用等专业能力。依据动车组乘务员在不同的工作情况而设计，分为动车组司机室设备的操纵、动车组列车控制系统操纵、动车组一次化标准作业的操纵、动车组非正常行车的操纵四个学习情境。情境的设计是从设备结构、系统操纵、标准流程、非正常故障处理层层递进。

图1 “动车组的操纵”课程教学情境图

（二）基于虚拟仿真技术的“动车组的操纵”课程改革实践

1.课程传统教学方式教学特点分析

（1）专业术语多，规范流程多。本课程主要介绍动车的设备操纵、故障处理的流程，知识点多、分析内容多、规范性内容和流程性内容多，且不易理解。采用传统教学方式学生感觉很枯燥，难以理解、记忆。

（2）缺少配套教材。学生所学习的知识内容与动车组地勤师、随车机械师岗位培训内容完全吻合，技能点来源于现场实践。但学习内容完全凭任课教师讲授，学生没有直观清晰的认识，也没有适合的配套教材，需要教师提前准备资料让学生复印，而学生对这些理论性的知识缺少兴趣，学习起来较困难。

2.教学对策

如下页图2所示，本课程开展信息化教学后，能通过自学、思考、讨论、提问、观看、练习、考试、总结的学习过程，提高学生的学习兴趣，将学生充裕的业余时间利用起来，让学生可以打破时间、地域的局限性，变“寝室”为“教室”，进行专业学习。考试采用答辩和模拟软件系统考核的方式，不仅通过模拟仿真软件、动画等信息化教学方式调动学生学习积极性；由于考核内容包含了所有的知识与技能点，则要求学生必须在课后进行系统学习才有可能通过考核，作业和课后学习不再流于形式。开放实训室，学生自学录制好的软件操纵视频后，让学生上机练习，解决无配套教材的问题；丰富、直观的仿真软件让学生身临其境，能全身心地投入到学习中去，合理的考核方式，也让学生从理论到实践全方位地掌握所有的知识点，变“要我学”为“我要学”，学习效率得到极大的提高。

图2 “动车组的操纵”课程教学对策图

3．教学设计

联合行业龙头企业，面向高速动车工作岗位能力培养需求，以“辅教辅学”为定位，以高速动车运用最广泛的车型为资源开发技术标准，系统规划设计，以碎片化资源为基础，以专业及行业信息平台、课程教学与培训平台、模拟仿真软件平台等各类互动交流素材平台为支撑，系统设计课程结构，对各环节进行系统分析与设计，将大化小，开展碎片化资源开发与设计，形成“碎片化资源—微课—模块—课程—专业”的系统性设计，充分利用互联网技术与应用的云端开放式教育平台，探索全程在线和“翻转课堂”的信息化教学新模式，实现“时时、处处、人人”的课程学习方式，将课程跃升至深度探究、思辩、互动与实践的新高度，促进课程教学质量的提升。

4．课程资源建设（见表2）

表2 “动车组的操纵”课程资源建设情况表

图3所示为“动车组的操纵”课程课程资源建设说明。

图3 “动车组的操纵”课程资源建设图

“动车组的操纵”课程数字化资源建设具体如图4所示。

图4 “动车组的操纵”课程数字化资源建设图

“动车组的操纵”课程已经建成了集课件、动画、纸质资源、视频、仿真软件等大量的系列化、层次化数字化资源，并通过QQ群、课程网站和职教新干线空间进行共享，为学生提供在寝室中学习的空间，教师在课堂上布置的任务，学生可以通过网络在寝室中学习，打破时间、空间限制，学生可以在任意时间选择地点进行专业知识学习，变寝室为教室；通过模仿现场实例的动车组模拟仿真软件进行学习，既直观、又生动，极大地调动了学生的学习积极性，将枯燥的理论学习与现场实例结合起来，使学生学习、练习的内容与现场真实完全一致，学以致用，真正做到“零距离”上岗。

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[3]胡洁婷.MOOC环境下微课程设计研究[D].上海师范大学,2013.

[4]隆平,舒均杰,夏丰,田伟军.论基于世界大学城空间的高职课程教学创新[J].职教论坛,2013（5）：5-8.

[5]盖虹.关于高职院校教学资源库建设的探讨[J].无锡职业技术学院学报,2012（2）：45-47.

[6]李岳黄.基于网络的教学资源库建设[J].教学管理，2010（5）:19-20.

（责任编辑：张维佳）

Research and Practice of Reform of Course Reform of High Vocational Colleges Based on Virtual Simulation Technology

Luo Wei
（Hunan Railway Professional Technology College,Zhuzhou Hunan 412001，China）

"EMU control"course is EMU professional core courses,students have the EMU ground division personnel should possess the professional knowledge and professional ability.However,with the new technology,new technology,new standards of continuous application,knowledge update quickly,the traditional training equipment can not meet the needs of students'skills training.In the background of the current information age,we should break the traditional teaching mode,take the micro class as the main carrier, combine the virtual simulation software,carry on the"bullet train"curriculum fragmentation resource development and application based on virtual simulation technology to improve the quality of professional personnel training.

virtual simulation technology;higher vocational colleges;operation of EMU;fragmentation of resources

G712

A

1672-5727（2015）11-0056-04

罗伟（1979—），男，湖南铁道职业技术学院轨道交通系副教授，研究方向为动车组与自动化。

2015年度湖南省教育科学规划课题“基于虚拟仿真技术的课程碎片化资源开发与应用研究”（项目编号：XJK015CZY070）；2015湖南省情与决策咨询研究课题“高职院校轨道交通装备制造专业群对接湖南轨道交通产业集群研究与实践”（项目编号：2015BZZ1173）