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文 | 汪科

摘要：在軌道交通產(chǎn)業(yè)智能化升級進程加速的背景下，高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)面臨全新挑戰(zhàn)。本文以《軌道車輛整車調(diào)試技術(shù)》數(shù)字教材開發(fā)為實例，系統(tǒng)闡述了“需求錨定—生態(tài)共建—敏捷迭代”的教材建設(shè)新模式。該模式為職業(yè)教育新形態(tài)教材開發(fā)提供了可復(fù)制的實踐經(jīng)驗，對深化產(chǎn)教融合、推動職業(yè)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型具有重要的參考價值。

關(guān)鍵詞：數(shù)字教材；高技能人才；產(chǎn)教融合；軌道交通；職業(yè)教育

從“和諧號”到“復(fù)興號”，從地鐵到磁浮，中國軌道交通正以世界領(lǐng)先的技術(shù)走出國門，成為一張閃耀的國家名片。隨著智能運維時代的到來，行業(yè)急需掌握最新技術(shù)的復(fù)合型人才。為了滿足新時代軌道交通復(fù)合型人才的培養(yǎng)需求，學(xué)校借助國家軌道交通裝備行業(yè)產(chǎn)教融合共同體的平臺，攜手中國中車集團和國鐵集團的頂尖專家團隊，共同開發(fā)了《軌道車輛整車調(diào)試技術(shù)》新形態(tài)數(shù)字教材，助力培育引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的技術(shù)先鋒。

一、數(shù)字教材開發(fā)流程

（一）需求調(diào)研與車型定位

為精準(zhǔn)把握行業(yè)現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展趨勢，教材編寫團隊精心遴選12家具有代表性的企業(yè)和8所專業(yè)水平較高的職業(yè)院校展開調(diào)研。通過實地考察與訪談，深入探究車型選擇與行業(yè)技術(shù)趨勢的關(guān)聯(lián)。在此基礎(chǔ)上，聯(lián)合多位資深專家組成專家組，歷經(jīng)多輪嚴(yán)謹(jǐn)論證與分析，最終選定CR200J動力集中動車組作為教材典型車型。這一決策不僅為教材開發(fā)明確了基準(zhǔn)車型，更精準(zhǔn)錨定了軌道交通領(lǐng)域未來發(fā)展方向，確保教材內(nèi)容兼具前瞻性與實用性，為培養(yǎng)符合行業(yè)需求的高素質(zhì)人才奠定了堅實基礎(chǔ)。

（二）企業(yè)跟崗素材挖掘與教材內(nèi)容體系設(shè)計

為深入了解行業(yè)動態(tài)與技術(shù)應(yīng)用，教材編寫團隊前往中車株洲電力機車公司和廣鐵集團長沙車輛段，開展為期六個月的企業(yè)跟崗?fù)诰蚧顒?。團隊成員深入生產(chǎn)一線，挖掘并整理39項現(xiàn)場真實案例，捕捉12項前沿新技術(shù)、16項創(chuàng)新工藝和21項先進新裝備，成功解密8項核心作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋高壓系統(tǒng)調(diào)試規(guī)程等重要內(nèi)容。基于此，構(gòu)建了全面覆蓋“技術(shù)—工藝—裝備—標(biāo)準(zhǔn)”四大領(lǐng)域的一線素材庫，為教材編寫提供了豐富詳實的基礎(chǔ)資料。

校企深度合作共同構(gòu)建教材內(nèi)容體系。深入剖析調(diào)試崗位工作任務(wù)流程，系統(tǒng)梳理職業(yè)能力構(gòu)成，包括47個理論知識點、52個實踐技能點和18項職業(yè)素養(yǎng)要求。精心設(shè)計五個代表性調(diào)試項目案例和20個關(guān)鍵工作任務(wù)，構(gòu)建起包含“項目—任務(wù)—能力點”三個層次的內(nèi)容框架體系。該體系全面覆蓋并提升學(xué)生調(diào)試領(lǐng)域的理論知識與實踐技能，注重培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)，確保學(xué)生能夠適應(yīng)未來職場需求。完成教材文字內(nèi)容編寫后，系統(tǒng)規(guī)劃數(shù)字化資源嵌入點，制定資源制作匯總表和進程表，實現(xiàn)紙質(zhì)內(nèi)容與數(shù)字資源的協(xié)同設(shè)計，確保兩者相互補充、相得益彰。

（三）數(shù)字資源開發(fā)與多場景試點應(yīng)用

聯(lián)合專業(yè)資源制作公司，致力于開發(fā)高精度、高質(zhì)量的數(shù)字資源，以滿足現(xiàn)代教育和企業(yè)培訓(xùn)需求。在資源開發(fā)過程中，嚴(yán)格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)審核流程，確保資源質(zhì)量。例如，H5仿真操作資源交互響應(yīng)時間控制在0.1秒以內(nèi)，保障用戶使用的流暢性與高效性。最終建成覆蓋車輛調(diào)試全流程的沉浸式資源庫，涵蓋動態(tài)原理演示、虛擬工裝操作等內(nèi)容，為教學(xué)和培訓(xùn)提供全方位、立體化的學(xué)習(xí)實踐平臺。

1.院校試點

在山東職業(yè)技術(shù)學(xué)院、廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院等7所院校組建試點班級，通過教學(xué)實踐和意見征集，收集師生58條改進建議，涵蓋H5仿真訓(xùn)練模塊加載優(yōu)化等多個方面，為教材優(yōu)化提供了重要參考。

2.企業(yè)驗證

將數(shù)字教材應(yīng)用于廣鐵集團長沙車輛段及機務(wù)段的3期員工培訓(xùn)中，收集23條來自生產(chǎn)一線的反饋意見，如制動測試數(shù)據(jù)可視化不足等問題，精準(zhǔn)把握實際操作需求和問題，確保教材與現(xiàn)場實際需求緊密契合。

（四）持續(xù)迭代優(yōu)化

基于院校試點和企業(yè)驗證收集的意見，對數(shù)字資源交互邏輯和教材內(nèi)容進行全面系統(tǒng)優(yōu)化。針對操作響應(yīng)延遲、數(shù)據(jù)可視化不足等共性問題，分類處理并進行針對性技術(shù)改進。同時，為適應(yīng)行業(yè)技術(shù)迭代更新，增補整車互聯(lián)互通調(diào)試裝備相關(guān)內(nèi)容。通過3輪嚴(yán)謹(jǐn)校核流程，確保81項改進措施有效落地，實現(xiàn)教材內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)需求的動態(tài)同步更新，為教材正式出版奠定堅實基礎(chǔ)。

二、主要做法

（一）精準(zhǔn)調(diào)研明需求

通過現(xiàn)場深入調(diào)研，團隊準(zhǔn)確掌握軌道交通制造與運用企業(yè)在新型軌道車輛整車調(diào)試技術(shù)方面對新形態(tài)教材的迫切需求。同時，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有教材在內(nèi)容覆蓋面、教學(xué)方法匹配度和技術(shù)更新速度等方面存在不足，并詳細了解企業(yè)對高技能人才知識、技能和素質(zhì)的崗位要求。以中車集團和廣鐵集團崗位為例，明確現(xiàn)場調(diào)試人員需掌握CR200J動車組全生命周期調(diào)試技術(shù)，包括12項技術(shù)革新、16項工藝優(yōu)化和21項新型設(shè)備工具應(yīng)用。

（二）精銳組團強實力

建立以“三主編”為核心的團隊集群。由軌道交通裝備領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)龍頭企業(yè)中車株洲電力機車有限公司首席技能大師謝光明擔(dān)任第一主編，立足企業(yè)一線技術(shù)人員的視角，主要負(fù)責(zé)帶領(lǐng)團隊成員搜集和梳理企業(yè)的典型生產(chǎn)任務(wù)、實際案例等，合理選擇課程內(nèi)容，并統(tǒng)籌教材的整體架構(gòu)設(shè)計與核心內(nèi)容的遴選。學(xué)校教學(xué)名師、湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院機車車輛學(xué)院副院長汪科擔(dān)任第二主編，負(fù)責(zé)將所有搜集整理的實際生產(chǎn)任務(wù)、案例、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容轉(zhuǎn)化為教學(xué)任務(wù)與數(shù)字化教學(xué)資源；中車株洲電力機車有限公司總經(jīng)理、行業(yè)知名專家擔(dān)任第三主編，憑借行業(yè)領(lǐng)軍者的視角，主導(dǎo)典型車型的遴選，并把控課程與教材內(nèi)容的技術(shù)方向及行業(yè)適配性。同時，由中車“高鐵工匠”賈廣躍、工程院院士丁榮軍、西南交通大學(xué)長江學(xué)者特聘教授李芾等組成頂級專家委員會，確保教材建設(shè)科學(xué)性和內(nèi)容規(guī)范性。依托先進軌道交通裝備產(chǎn)教融合共同體平臺，中國中車集團牽頭匯聚產(chǎn)業(yè)鏈6家頭部企業(yè)，聯(lián)合7所高水平院校，18余名大國工匠、行業(yè)領(lǐng)軍人才和學(xué)校骨干教師共同參與教材編寫，形成強大合力。

（三）扎根一線取真經(jīng)

教材編寫團隊成員深入中車株機公司、廣鐵集團長沙車輛段、株洲機務(wù)段等企業(yè)一線，開展為期6個月的實地跟崗實踐，實現(xiàn)理論與實踐深度融合。團隊教師零距離接觸軌道車輛整車調(diào)試各環(huán)節(jié)和工作任務(wù)，深入體驗企業(yè)“四新”。與一線員工合作進行教學(xué)資源開發(fā)和教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計，挖掘39項企業(yè)真實生產(chǎn)案例，融入教材任務(wù)描述和問題探究部分；解密8項企業(yè)試驗大綱、標(biāo)準(zhǔn)等生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)文件，融入教材問題探究、項目和任務(wù)描述部分；獲取27項作業(yè)工序卡、驗收工藝文件等，融入教材仿真訓(xùn)練、試驗指導(dǎo)書和記錄卡等部分。通過跟崗?fù)诰?，提升團隊教師專業(yè)能力和資源搜集開發(fā)能力，增強團隊協(xié)作默契與信任。

中車集團、廣鐵集團6名企業(yè)大師12次蒞臨學(xué)校參與教材設(shè)計研討，并通過多種方式為團隊教師提供技術(shù)支持。團隊教師全面了解電力機車調(diào)試崗位作業(yè)能力需求和軌道交通行業(yè)發(fā)展趨勢。同時，團隊開發(fā)的52項數(shù)字資源無償共享至中車、廣鐵下屬單位用于職工培訓(xùn)，提升企業(yè)培訓(xùn)效能，形成“資源共建-成果共享”的可持續(xù)合作生態(tài)。

三、教材特色

（一）真實場景+真實項目

依托高精度數(shù)字建模技術(shù)，教材構(gòu)建的虛擬仿真平臺精準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)中車株洲電力機車有限公司軌道車輛調(diào)試車間的真實作業(yè)場景。通過半透可視化技術(shù)，動力集中動車組內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)三維動態(tài)透視，使學(xué)習(xí)者可直觀解析復(fù)雜機電構(gòu)造。平臺深度集成整車整備試驗、牽引傳動系統(tǒng)調(diào)試等五大核心項目，完整覆蓋車輛預(yù)檢、靜態(tài)調(diào)試、動態(tài)試驗、故障處置、交付驗收全流程。這是職教數(shù)字化轉(zhuǎn)型的標(biāo)桿！教材將株機公司實際調(diào)試項目轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)、訓(xùn)練雙引擎，學(xué)員在虛擬實境中開展真操實練，有效緩解了高端實訓(xùn)設(shè)備投入大、損耗高的行業(yè)困局。

（二）虛擬訓(xùn)練+真實案例閉環(huán)學(xué)習(xí)

教材為每項作業(yè)任務(wù)均配置了企業(yè)級虛擬仿真訓(xùn)練模塊，其原型直接源自真實生產(chǎn)工單。學(xué)習(xí)者通過反復(fù)技能操練，系統(tǒng)掌握試驗規(guī)程與故障診斷能力。虛擬仿真平臺深度耦合39項現(xiàn)場真實案例，使學(xué)習(xí)者在高保真作業(yè)環(huán)境中開展沉浸式實訓(xùn)，實現(xiàn)教材知識向工程實踐能力的進階轉(zhuǎn)化。國家軌道交通裝備行業(yè)指導(dǎo)委員會主任李芾權(quán)威認(rèn)證：“該教材創(chuàng)新構(gòu)建'學(xué)-練-考'三維一體培養(yǎng)范式：學(xué)員先通過理論模塊系統(tǒng)掌握設(shè)備原理，再經(jīng)虛擬仿真訓(xùn)練精進核心技能，最終通過實作考核驗證能力達成度。這種閉環(huán)教學(xué)模式，確保知識內(nèi)化深度與技能遷移效度達到行業(yè)標(biāo)桿水平?！?/p>

（三）全國首創(chuàng)CAB制動機全解構(gòu)仿真

教師團隊聯(lián)合中車集團與廣鐵集團技術(shù)專家，首創(chuàng)了基于CAB制動機模塊化架構(gòu)的全動態(tài)原理圖仿真系統(tǒng)，首創(chuàng)將傳統(tǒng)原理圖中近80個抽象符號（如單獨控制模塊IBCM，制動缸控制模塊BCCM等）轉(zhuǎn)化為彩色剖視動畫，通過三維動態(tài)剖切技術(shù)實現(xiàn)毫米級運動軌跡還原，并運用多色階氣壓染色技術(shù)可視化模塊間氣電協(xié)同控制過程，徹底替代了傳統(tǒng)閥件原理圖的靜態(tài)展示方式。

（四）卡通IP“小巨人”引導(dǎo)互動式學(xué)習(xí)

教材建設(shè)團隊基于當(dāng)代學(xué)習(xí)者認(rèn)知特征，創(chuàng)新引入工程向?qū)P“小巨人”構(gòu)建沉浸式、互動式學(xué)習(xí)生態(tài)。該智能體在城軌車輛調(diào)試任務(wù)中實施全流程引導(dǎo)：通過動態(tài)作業(yè)指令精準(zhǔn)推送核心規(guī)范（如“受電弓檢測安全距離≥700mm”），實時標(biāo)注關(guān)鍵工藝節(jié)點（如耐壓機操作要訣）；當(dāng)學(xué)習(xí)者在牽引系統(tǒng)調(diào)試中遺漏電纜屏蔽層檢查時，及時出現(xiàn)提醒等。其獨創(chuàng)的擬人化表達，使復(fù)雜原理具象化，讓高壓試驗等高風(fēng)險訓(xùn)練轉(zhuǎn)化為通關(guān)挑戰(zhàn)。卡通IP破解了技術(shù)教材的枯燥性?！靶【奕恕庇脭M人化語言講解復(fù)雜的工藝流程，這種表達方式能更大程度的調(diào)動年輕學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)積極性！

（五）個人自學(xué)+AI輔學(xué)

數(shù)字教材構(gòu)建了基于人工智能的自適應(yīng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，通過實時捕捉學(xué)員在制動系統(tǒng)調(diào)試、網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)調(diào)試等項目中的操作數(shù)據(jù)，生成涵蓋故障診斷精度、規(guī)程執(zhí)行效率等維度的動態(tài)能力畫像。智能引擎能夠深度分析操作薄弱項，自動推送靶向訓(xùn)練內(nèi)容，并基于能力圖譜生成個性化學(xué)習(xí)與訓(xùn)練路徑。過去培養(yǎng)合格機車調(diào)試員要3年，現(xiàn)在教材AI根據(jù)學(xué)員操作習(xí)慣，精準(zhǔn)推送學(xué)習(xí)內(nèi)容，學(xué)習(xí)者可根據(jù)自身的學(xué)習(xí)薄弱項，有針對性的開展強化學(xué)習(xí)或訓(xùn)練，學(xué)習(xí)效率顯著提升。這就是數(shù)字教材最大的魅力！

教材以產(chǎn)教融合為基，數(shù)字技術(shù)為翼，重構(gòu)軌道交通人才培養(yǎng)范式。其首創(chuàng)的“虛實雙軌、AI賦能”模式，不僅破解了高成本實訓(xùn)困境，更縮短高端技能人才成長周期50%以上，為中國智造“走出去”戰(zhàn)略筑牢人才基座，樹立職業(yè)教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的國家標(biāo)桿。

四、主要經(jīng)驗

（一）需求錨定：多維調(diào)研夯實開發(fā)根基

1.立體化需求采集

聯(lián)合12家企業(yè)和8所院校開展技術(shù)趨勢與崗位能力雙維調(diào)研，精準(zhǔn)鎖定CR200J動車組為教材載體，確保教材內(nèi)容與行業(yè)需求緊密結(jié)合。

2.動態(tài)化需求轉(zhuǎn)化

建立“企業(yè)技術(shù)清單—教學(xué)能力矩陣”映射模型，使教材內(nèi)容與產(chǎn)業(yè)升級同步，解決傳統(tǒng)教材與行業(yè)脫節(jié)問題，提升團隊教師專業(yè)能力，助力教材資源搜集與整理。

（二）生態(tài)共建：校企協(xié)同激活參與動能

1.資源反哺機制

向企業(yè)無償共享2D/3D動畫等52項數(shù)字資源，提升企業(yè)員工培訓(xùn)效能，增強企業(yè)參與積極性。

2.專家深度綁定

企業(yè)大師駐校指導(dǎo)12次并提供全時域技術(shù)支援，共建“問題池-解決方案”知識庫。企業(yè)參與投入時長大幅增加，形成“資源開發(fā)-應(yīng)用反饋-品牌增值”閉環(huán)，促進校企深度合作。

（三）敏捷迭代：多維度驗證驅(qū)動持續(xù)優(yōu)化

1.院校應(yīng)用

數(shù)字教材在7所院校高技能人才集群培養(yǎng)試點班和中南大學(xué)鐵道學(xué)院車輛工程專業(yè)2022級兩個班軌道車輛調(diào)試實踐教學(xué)中應(yīng)用，累計培養(yǎng)學(xué)員428人，收集58條師生改進建議，支撐教材優(yōu)化建設(shè)。

2.企業(yè)應(yīng)用

數(shù)字教材應(yīng)用于長沙車輛段、長沙機務(wù)段3期員工培訓(xùn)，收集23條生產(chǎn)一線反饋意見，校準(zhǔn)教材內(nèi)容與現(xiàn)場作業(yè)需求契合度，夯實實踐適用性根基。

3.海外應(yīng)用

2025年4月，《軌道車輛調(diào)試技術(shù)》數(shù)字教材在土耳其伊斯坦布爾國際職業(yè)培訓(xùn)舞臺亮相，為26名土耳其本土員工開展機車車輛技能培訓(xùn)。憑借三維交互式內(nèi)容突破語言溝通壁壘，虛實結(jié)合的創(chuàng)新訓(xùn)練模式提升學(xué)員實操能力，獲得高度贊譽。

通過多維度教材應(yīng)用測試，構(gòu)建“反饋—歸因—迭代”三階處理流程的快速響應(yīng)機制，針對81條具體意見采取優(yōu)化措施，確保意見響應(yīng)閉環(huán)管理，持續(xù)提升教材質(zhì)量。

（作者單位：湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院軌道交通機車車輛學(xué)院）

責(zé)編：龍子怡

一審：龍子怡

二審：張建平

三審：周小雷

來源：湖南日報·新湖南客戶端