基于虚拟仿真环境下的线上线下混合式课堂教学方法研究

崔嘉

【摘要】当前，信息化教学能力已经成为职业教育教师的基本素养。轨道交通作为一门新兴专业，如何利用信息化手段使得课堂教学与企业需求精准对接成为了轨道交通教学的重要课题。本文以《城市轨道交通行车组织》课程中的一个单元教学为例，从教学分析、教学设计思路、教学过程实施等几个方面，阐述了信息化教学设计和实施的步骤，并归纳了信息化教学的优势和创新之处。

【关键词】虚拟仿真;线上线下;教学设计;教学方法

随着全国开通城市轨道交通的城市不断增加，各个企业对于轨道交通的调度人才的需求也在不断加大。在城市轨道交通企业中，各个运营岗位都需要掌握城市轨道交通行车组织技能。然而在高校传统的授课模式中，由于缺乏工作场景的融入，导致教学需求无法被满足，教学质量也无法保证。因此，本文以《城市轨道交通行车组织》课程教学为例，探究虚拟仿真环境下的线上线下混合式课堂教学方法改革，以期为广大教学工作者提供借鉴。

一、课程体系的改革

《城市轨道交通行车组织》课程是城市轨道交通运营管理专业的核心课程。课程的内容设置依托于城市轨道交通运营管理规范要求，并使用大数据技术分析城市轨道交通企业岗位群对行车组织知识与技能的需求，经过行业专家的多次论证，教学内容设置目标和企业目标保持一致。

二、教学内容的改革

对应本专业的人才培养方案，结合城市轨道交通运营管理规范，将课程内容重组为五个项目。整体授课过程充分以学生为主体、教师为主导，倡导合作学习、探究学习，以实际行车中的某种故障作为实破点，通过发现问题、解决问题、实际操作、探究学习活动，获得知识和技能。

轨道交通运营企业相关岗位对于行车组织的操作技能和应用分析能力要求较高，这也使得该课程内容的技术性、操作性、实践性都较强。在完成理论授课的同时还需要涉及地铁行车值班员、调度员岗位在行车组织与设备监控方面核心能力的培养。传统的授课模式显然无法满足企业对于人才的需求。所以在教学活动中将传统的课堂讲授模式变更为借助虚拟仿真实训室的设备并采用线上线下混合式项目化教学的授课形式，使学生明确行车调度组织的具体要求，从而规范地完成行车组织工作。

根据企业岗位的需求和人才培养方案，课程的每一个教学单元的教学目标都须重新修订。本单元授课的内容分为四个教学任务，按照理论知识的难易程度确定教学框架和授课顺序，教学内容难度较大、涉及岗位较多、操作较强，与电客车司机、调度员、值班员和站务员的核心岗位技能密切相关。

三、教学方法的改革

（一）多种教学方法并用

教学方法是教师“教”的方式和由教师指导的学生“学”的方式的综合。为了合理有效地实施教学内容，满足企业岗位对于人才的需求，在进行教学设计时要充分贯彻以学生为主体、教师为主导的教学理念。

1.启发引导教学法。教师提出问题，启发学生自主思考，再介绍解决问题的方法，如讲解站间闭塞法时，先启发学生思考轨旁ATP设备的种类及其故障对行车的影响，再归纳出站间闭塞法的概念，让学生成为知识与能力的主动构建者，培养学生科学的思维方式。

2.情景模拟教学法。在进行实践教学过程中，模拟一些有关轨道交通运营活动的场景，组织学生积极参与，如在讲解电话闭塞法时，通过模拟某站联锁设备故障，让学生沉浸式学习。

3.角色扮演教学法。教师创设特定地铁运营环境，学生扮演站务员、电客车司机、值班员、调度员等，通过体验式学习演练，掌握技能。

4.案例分析教学法。分析和研究现有地铁运营故障案例，解释所要讲授的行车组织方法，提升学生解决岗位工作实际问题的能力。

5.仿真模拟教学法。通过城市轨道交通综合实训室仿真系统进行实操训练，如模拟驾驶、手摇道岔等，实现单人和联动的多方位技能训练。

（二）充分利用仿真环境，构建“授课—研讨—训练”的工学教学交替模式

以真实设备为基础，虚拟仿真为核心，为学生提供“授课—研讨—训练”一体综合技能训练。通过实训室内的虚拟项目和引入的真实企业项目，学生可以在“做”中提升相应素质和技能。同时也将素质教育的具体目标、内容及组织形式引入项目教学中。

在教学过程中，借助城市轨道交通综合实训室，做到以真实设备为基础，虚拟仿真为核心，帮助学生完成进路排列、道岔转换、列车调度等操作。练习课前，利用教学云平台，建立课程资源库，要求学生看新闻、学资源、访实地。课中，基于综合实训室的课堂环境，进行企业专家在线示范、动画演示和虚拟仿真实操。课后，利用教学云平台进行在线测试、拓展演练和在线交流。在教学过程中，充分運用丰富的信息技术与虚拟仿真软件。

四、教学评价的改革

相对于传统的课堂评价和课后测试评价，改革后的课程采用了多元化多层次全过程评价体系。体系中包含了教师、企业专家和学生多个评价主体，评价方法通过课前、课中、课后全过程评价，分任务对学生个人与学习小组进行多层次考核。

由于《城市轨道交通行车组织》课程中包含大量的实践性内容，传统的结果考核制度缺乏对于学生操作过程中细节的评价。线上虚拟仿真软件评价的引用使得教师可以实时关注学生操作的步骤、动作和效率，及时优化自己的教学进度和教学方法。

五、结语

传统教学存在的“进不去、动不了、难实现”等实践性问题，通过本次教学改革，做到了线上线下的结合、虚拟现实的对接，达到了讲练一体、工学结合。首先，借助在线教学平台和虚拟仿真环境，为学生提供了丰富的学习资源与实际操作的机会，教学方法由理论传授转为虚拟仿真操作。整个教学过程充分运用虚拟仿真软件强化学生操作演练，提高了学生的专业核心技能，做到了与实际岗位的无缝对接。其次，教学空间由封闭课堂走向开放课堂。帮助学生树立了安全的职业道德观;充分利用碎片化时间，提高了课堂效率。最后，教学过程围绕行车安全，向学生灌输工作岗位中的“行车无小事”意识，体现了地铁运营岗位立足本职、严守规章、精准操作、坚守责任的工匠精神。

参考文献：

[1]李丹丹.基于互联网+的线上线下混合式教学模式研究[J].通讯世界，2019，03：209-210.

[2]胡今鸿，李鸿飞，黄涛.高校虚拟仿真实验室教学资源开放共享机制研究[J].实验室研究与探索，2016，34（2）：140-144，201.

[3]陈兆位，邓涛，粱栋.虚拟仿真技术在城市轨道交通车辆专业教学中的应用[J].科技创新导报，2018，08：224-226.

[4]靳纪军，李雪琴.虚拟仿真技术在实训教学中的应用研究[J].电脑知识与技术，2020.

[5]闫丽芳，赵超.虚拟现实技术在高职轨道交通类专业教学中的应用[J].电脑知识与技术，2020.

（作者单位：南京交通职业技术学院）