轨道交通装备生产实习虚实交互教学模式研究

［摘 要］ 随着轨道交通装备行业智能升级，创新人才需求明显提高，生产实习作为实践教学的重要环节，是高校育人目标对接社会人才需求的必要途径。传统教学模式难以适应新背景，在媒介、形式、评价等方面欠缺普适性与针对性。为此，基于生产实习教学实际，提出一种虚实交互的混合教学模式，依托新媒体技术，联动多场景虚拟基地、多区域现实基地，提出延续性强、覆盖面广、稳定性高的5G时代实践教学新方案。实践证明，该方案育人成效更佳，为生产实习教学改革提供了新思路。

［关键词］ 生产工艺实习；虚实交互；教学改革；校企合作

［基金项目］ 2022年6月—2024年5月中南大学教育教学改革研究项目“新冠疫情影响下轨道交通装备生产工艺实习虚实交互教学模式研究”（2022jy056）

［作者简介］ 谢劲松（1989—），男，湖南安仁人，工学博士，中南大学交通运输工程学院讲师，硕士生导师，主要从事车辆故障诊断与寿命预测、机车车辆制造与修理工艺研究；王田天（1989—），男，湖南长沙人，工学博士，湖南大学机械与运载工程学院副教授，博士生导师（通信作者），主要从事结构健康监测和故障诊断研究。

［中图分类号］ G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2024）19-0125-04 ［收稿日期］ 2023-08-22

引言

随着共建“一带一路”倡议、《中国制造2025》行动纲领等重要文件陆续出台，推动城市轨道交通建设已成为大势所趋［1］，新时代对交通设备专业人才的需要愈发迫切。2016年，我国加入《华盛顿协议》，推动各高校落实工程教育专业认证［2-4］，为工程技术人才进入工业界提供预备教育。

轨道交通装备涉及设计、制造、检修等复杂的工序流程，包括电气、机械、材料等多专业工程原理，实践性要求高［5］，创新型需求强，专业实践教育不可或缺。“生产实习”作为一门特色实践课程，既是开展产学研用合作教育的关键环节［6］，也是落实工程教育专业认证的必要途径，在适应我国交通发展需要，培养适切性人才等方面发挥着重要作用。

不过，传统实习教学模式在形式上缺乏变通［7］，在时间上欠缺自由，在成果转化及评价上缺少多样性，无法适应时代新背景。因此，基于工程教育专业认证背景，结合既有实际与时代特征，探索轨道交通装备生产实习教学新思路，对于高校育人目标与社会人才需求准确接轨具有重要意义。

一、轨道交通装备生产工艺实习现状

以中南大学轨道交通设备专业为例，该专业生产实习时长为4周，旨在推动理论知识与生产实际紧密结合，提高学生应用所学知识解决实际问题的能力，培养正确的职业观，为今后学习工作打下基础。参考既有实习实际，总结出以下问题。

（一）管理困难，教学质量不稳定

由于师资力量有限，实践教学过程中，一位带队教师需同时管理数十名学生，难以面面兼顾。实习基地通常为企业单位，相对更为开放，既往教学实际中，违反实习规定擅自外出等情况屡禁不止。此外，理论学习和动手实践之间存在区别，学生的接受能力也表现出差异，而指导教师及车间师傅数量有限，无法实现一对一指导，难以全面照顾所有学生。同时，学生群体缺乏实地操作经验，不能独自面对机械设备高速运转等安全隐患复杂的生产场景，而实地教学示范次数有限，无法提供课后练习与复习巩固的平台，不能兼顾学习习惯不同的所有学生。这都导致教学质量受到实践场域变更、学生群体变化的影响，缺乏稳定性。

（二）内容单调，实践安排不自由

生产实习牵涉学生、带教队伍、合作企业等多方群体，牵一发而动全身，在时间及人员安排上备受制约，难以实时调整。以中南大学轨道交通装备专业为例，其实习设在第七学期，属于毕业前夕，学生此时精力有限，很难开展大规模、长时间的封闭式实习教学。

时间规划不自由，势必限制实习内容设计。生产实习基于行业单位展开，要求企业职工全程随行指导，进行生产工艺示范教学，为节约人力和时间资源，教学内容通常一成不变。而在科技高速发展的今天，企业不断自动化、智能化升级，实习内容却未及时更新，易使学生在毕业进入工作岗位后，发觉实习经验与实际前沿存在较大差距，产生人才素质与社会需求之间的脱节现象。

（三）评价单一，实习考核不全面

传统实习模式的考核依据只在于实习报告，仅由指导教师评阅得出成绩，形式单调，导致学生的专业技能、创新思维及实习参与度不能全面体现。由于历年实习均采用统一的评价依据与标准，教学实际发现，部分学生会参照往年报告“照猫画虎”，导致实习考核结果缺乏真实性。

二、虚实交互的混合实践教学方案

为优化教学成效，结合时代背景与既有不足，通过加强校企交流合作、创新实习教学环节设计、完善实习评价体系等手段，提出虚实交互的混合实践教学方案。

（一）面向生产工艺的多场景虚拟基地

为解决现场教学时间有限、实习教学质量浮动等问题，开展多场景虚拟基地建设。首先，结合毕业目标、教学大纲等资料，遵照工程教育专业认证背景，以社会需要和培养目标为导向调整实习目标。继而，以实习目标为指向，考量生产工艺、修理工艺、企业管理等方面的权重占比，研究制定科学的内容框架。基于实习内容安排，设计数据库组成架构，联系合作企业单位，以及行业领军人才、技术骨干、优秀校友等人才力量，收集富有针对性的虚拟场景教学素材，形成分门别类、内容齐全的生产工艺实习虚拟基地数据库，包括但不限于专家报告录播资料，生产知识教学材料，现场生产过程、工程师修理过程等视频讲解资料，生产及修理装备的动态演示教程资料，企业管理的流程性、规范性文件资料等。开放数据库资源，开设交流研讨、随堂小测等板块，打造预习、学习、复习一体化的数字化实习教学平台。

（二）联动现实基地的多区域协作体系

为解决实习内容单一、实习安排固定等问题，构建多区域现实基地协作体系。梳理当前已建立合作关系的实习基地，考量工艺业务范围与生产实习教学大纲相匹配的其他行业单位目录，对名录实习单位的生产业务范围、主要工艺内容以及与培养目标的契合度进行分析考察，研究形成包括省外、省内多个区域的实习单位名录。通过建立合作关系和协作机制，协作补充，互通有无，打造综合省内外多区域的实习基地库，成立掌握行业全息状态、紧随专业发展前沿的联动式实习教学场域。同时，利用多个区域的现实基地库，为虚拟基地库提供更多场景的教学资料，形成教学内容更新的正向循环。

（三）基于虚实交互的融合教学模式

对虚拟基地的各类工艺内容和现实基地的业务范围进行匹配性研究，形成涵盖教学大纲要求的虚实交互实习方案库。按照实践反馈，调整虚拟基地与现实基地的教学内容设计，既要避免因虚拟基地教学权重过大而影响实习效果，又要避免因现实基地教学占比失衡导致经费过高，据此形成不同权重占比的虚实交互实习方案，用以应对不同时代背景和学生群体，为基于生产实习的快速决策提供重要信息参考。

（四）人员流动背景下的教学秩序设计

为解决秩序管理困难、评价依据单一等问题，设计批量学生在校外现实基地实习、部分学生在校内虚拟基地学习的教学方案。针对流动时的教学管理问题，参照学校规定，设立实习队生产生活安全和保障机制，逐层递进，形成“队长领导、指导教师负责、学生组长协助”的多级管理体系，搭建流程清晰、层层下达的信息传递体系，确保教学信息的传递及教学环节的落实。

实习评价方面，为提高教学全过程质量，提出基于观看时长、随堂小测的虚拟教学评分方案，以及基于“教师评分、队长打分、学生自评”的现实教学评分方案，根据实习实际，调整二者在最终成绩构成中的占比，综合得到教学分。此外，为保障实践教学秩序管理，设置考勤分、纪律分，与教学分加权平均得到总成绩，以全过程、全方面表现为评价依据。

三、虚实交互教学思路实践情况

以中南大学轨道交通设备专业为例，本专业从2021年开始，不断探索教学改革方案，并将教改新思路投入实习教学实际，通过反馈推进机制持续优化。

（一）实践情况

落实生产实习准备工作。首先，进行学情分析，了解学生实习倾向和预期结果，结合本学年理论课程学习情况，更新实习内容结构，制订合理计划。其次，查阅专业相关文献，咨询合作企业技术情况，更新教学资源，保证实习内容与行业前沿同步发展。基于此，制定线下实习的时间、地点及日程，同时，在虚拟场域设置视频学习、线上提问、交流研讨及随堂小测等环节，落实课程评价体系。最后，召开实习动员大会，介绍实习相关实施计划及考核方式，强调安全细则，端正学生态度。

虚拟基地实习包括两部分内容。一是通过集中学习、自由学习两种方式，基于录播文件、视频素材等虚拟资料库进行教学；二是聘请行业领军人才、专业专家、技术骨干等直播教学，讲述生产工艺知识，分享工程实践过程与心得。

现实基地实习以教学大纲为依据，结合业务往来情况，整理中车集团、国铁集团等单位的制造工艺、修理工艺和工程装备等内容，形成多区域现实基地名录。通过拍照打卡、地点定位、定时签到等方式进行实习考勤，当天做实习心得总结，进行主题交流研讨，教师抽查评分，学生交叉互评。

（二）反馈分析

实习结束后，通过实习报告评议、问卷调查、集体座谈等方式收集反馈。其中，实习报告包含过程记录、心得体会、实习中发现的问题及成绩评价明细，从学生视角挖掘普遍问题。问卷调查、集体座谈则融合教师视角与学生视角，评估教学目标完成情况，总结模式改进建议，不断调整优化虚实交互实践教学思路。

2021年，面向160余名交通运输工程专业学生，初步实践“专家线上报告+实地工艺实习”的教学模式，邀请近30位校外高级技术人才开展专家线上报告，对生产工艺相关的理论部分进行线上授课；再联系中车集团、国铁集团的数十个子公司及路局，针对工艺相关的实际操作，实现线下单位现场教学，取得了良好的实习效果，现场如图1所示。

2022年，进一步优化了虚拟数据库的涵盖范围，增添职业观教育、家国情怀教育、可持续发展理念教育等内容，拓展地铁单位、隧道工程等知识内容，通过对校外制造、修理和工程装备各领域专家进行调研，补充形成更多场景的录播教案、现场操作视频、企业管理文件资料等虚拟素材。该探索在应对特殊情况时发挥了重要作用，现场如图2所示。

2023年，针对合作企业名录以外的行业有关单位进行实地调研，沟通共建协作意向，补充完善多区域现实基地建设方案，进一步优化总结出资料厚实、基础夯实、成效扎实的虚拟及现实基地混合交互的教学新模式。

结语

本文以工程教育专业认证为背景，基于既有实际，总结轨道交通装备生产工艺实习的不足之处，从实践平台、教学方法等多角度探索教学改革新思路，提出一种基于虚实交互的混合教学模式。实践发现，此方案能够推动学生培养方案与工程专业认证要求相衔接，顺应行业发展需求，促进学生专业能力养成，切实做到育人目标与工程需要相符合，为生产工艺实习教学改革提供了可供借鉴的新方案。

参考文献

［1］孙久文，张翱，周正祥.城市轨道交通促进城市化进程研究［J］.中国软科学，2020（6）：96-111.

［2］胡德鑫，纪璇.中国工程教育专业认证制度四十年回眸：演变、特征与革新路径［J］.国家教育行政学院学报，2022（12）：72-78+95.

［3］朱露，胡德鑫，何桢，等.国际工程教育专业认证体系的发展与改革：基于《华盛顿协议》与欧洲工程教育专业认证体系的对比分析［J］.高等工程教育研究，2022（4）：38-51.

［4］刘思远.工程教育专业认证与课程内容建设：实践诉求、标准与机制［J］.黑龙江高教研究，2021（7）：32-36.