浅谈高职“无人驾驶列车故障处理”课程教学策略

摘 要：随着交通强国战略深入推进，智慧轨道交通无人驾驶新技术普及，作为培养车辆运用检修工核心课程《无人驾驶列车故障处理》，融入地铁车辆专家管理系统、列车健康监管系统等新技术，岗课赛证重构学习内容，贯穿“安全高效、精检细修、匠技创新”的思政主线，创新PTE增值评价。从师资队伍、虚仿资源、教学模式等方面推进改革，构建了“师匠共导、虚实互通、三学三练”的教学策略，解决学习内容与岗位要求的精度、学生学和教师教的效度、考核评价的广度三个问题。学习目标达成度高、参与度高，课堂有效有趣有料。

关键词：城市轨道交通 无人驾驶列车故障处理 教学策略

1 教学分析

1.1 教学内容分析

随着无人驾驶地铁技术的飞速发展，一个全新的、多岗位融合的复合型岗位——运检工应运而生。这一岗位不仅承载着保障列车安全高效运行的重任，还融合了故障处理能力、列车巡查与乘客服务能力、列车维护保养能力以及应急驾驶能力等多重技能要求。为了适应这一新岗位的需求，我们紧跟轨道交通智能运维技术的发展步伐，特别是车辆专家系统和车门健康监管系统的引入，为运检工的专业能力培养注入了新的活力。

在此基础上，我们深度融合了“证”与“赛”的双重标准，即“1+X”轨道交通车辆检修职业技能等级证书和“1+X”城市轨道交通乘务职业技能等级证书的职业资格要求，以及全国轨道车辆技术赛项和城轨列车司机赛项的高标准竞赛规范，对《无人驾驶列车故障处理》这一核心学习项目进行了全面重构。新的学习项目被细分为无人驾驶列车辅助供电系统故障处理、车门系统故障处理、制动系统故障处理及牵引系统故障处理等模块，每一模块均精心设计了一系列学习任务，从工作原理的认知入手，逐步深入到故障诊断、故障原因分析及最终的故障处理，形成了一套系统完整、层次分明的学习路径。这样的重构不仅有助于学生在理论学习与实践操作中实现无缝对接，更能够全方位提升他们的专业技能水平和综合职业素养，为未来的职业生涯奠定坚实的基础[1]。

1.2 学情分析

本课程专为高职城市轨道车辆应用技术专业的三年级学生精心设计，开设于他们学业生涯的关键节点——第三学期，旨在进一步深化其专业技能，为未来的职业生涯奠定坚实基础。现从知识与技能基础、认知与实践能力以及学习特点三个方面，对学生学情进行全面而深入的分析。

1.2.1 知识和技能基础

经过前两年的系统学习，本课程的学生已对普通列车的检修流程和方法有了较为全面的掌握，能够熟练进行“智能+手动”相结合的基础检修操作。然而，面对无人驾驶这一前沿技术，学生虽有所耳闻，但对其深层次的故障分析处理能力尚显不足。部分学生可能对新引入的无人驾驶列车部件、工作原理及最新技术理论知识掌握不够扎实，构建完整的知识体系成为当务之急。因此，教师在授课过程中需注重理论与实践的结合，通过案例分析、小组讨论等形式，引导学生深入思考，逐步构建并完善个人知识树，增强其分析问题与解决复杂故障的能力。

1.2.2 认知和实践能力

在认知层面，尽管学生对无人驾驶列车的人机交互原则有初步了解，但面对实际操作中的人机联动故障分析处理时，往往显得力不从心。缺乏数字思维的训练，使得他们在应用数字技术解决实际问题时遇到障碍。为此，课程应强化人机交互实践环节，通过模拟真实场景，让学生在操作中学习如何运用数字工具进行故障诊断与分析，培养并提升其数字思维能力。同时，考虑到学生中存在的优秀个体，如曾在轨道车辆技术省赛及国赛中获奖的学生，可以安排他们担任辅助同伴训练的角色，甚至参与师徒同台竞技等挑战性任务，以此激励全体学生积极参与，共同进步。

1.2.3 学习特点

当代高职学生普遍对新鲜事物充满好奇，尤其是虚拟仿真技术。他们乐于通过虚拟环境进行学习和实践，享受在仿真世界中不断挑战自我、提升技能的过程。同时，学生对于学习成果的增值排名也表现出较高的关注度，这反映了他们强烈的竞争意识和自我提升的愿望。然而，不容忽视的是，部分学生在面对突发事件时，由于缺乏实际应急处理经验，可能会感到手足无措。为此，课程设计需充分融入虚拟仿真练习，构建多样化的突发事件场景，引导学生在模拟环境中进行反复演练，形成科学有效的应急预案。通过这样的方式，不仅能够提升学生的应急处理能力，还能增强其面对复杂情况时的心理素质和自信心。

1.3 教学目标分析

教学目标分为三个方面。一是知识目标，学生需要了解无人驾驶列车故障处理与普通列车故障处理的区别；理解无人驾驶列车机械系统及电气系统的工作原理；掌握无人驾驶列车故障处理的方法和流程。二是能力目标，能够借助智能运维新技术（地铁车辆专家管理系统、健康监管系统）分析故障原因及处理故障；能够人机交互完成维护保养、故障快处、故障处理等，能够对列车故障处理的工艺流程进行优化设计。三是素质目标，包含思政目标，通过无人驾驶列车故障处理，培养学生安全高效、科学规范的职业素养；通过精检细修培养精益求精的工匠精神；通过对智能运维新技术的应用及改进，提升学生数字素养和培养创新创业意识，增强交通强国的使命任务及责任担当。

2 需要解决的问题

2.1 重构项目任务解决学习内容与岗位要求对接的精度问题

在快速发展的科技浪潮中，面对无人驾驶新技术的崛起以及运检工岗位日益精细化的要求，教育界正积极响应，推动岗位、课程、技能竞赛与职业资格证书（岗课赛证）的全面融合，以构建更加贴近实际工作需求的学习体系。具体而言，通过引入地铁公司无人驾驶列车故障的真实项目案例，学生不仅能够接触到最前沿的技术挑战，还能在模拟环境中实践应对策略。同时，新增智能运维等虚拟仿真资源，利用先进技术手段模拟复杂运维场景，提升学生的实践操作能力和问题解决能力。此外，将技能竞赛的高标准要求和“1+X”证书制度的考核内容深度融入教学之中，确保学生在掌握扎实专业知识的基础上，还能获得行业认可的资格证书，增强其就业竞争力。尤为重要的是，教学过程中还巧妙融合了精检细修的思政内容，旨在培养学生严谨的工作态度和精益求精的工匠精神，最终实现教学内容的一体化设计，有效弥合学习需求与岗位要求之间的偏差，为社会输送更多高素质的运检专业人才。

2.2 创新教学策略解决“有效学”和“高效教”的效度问题

针对当前部分学生学习参与度不高的现象，高职教育领域正积极探索并创新教学策略，力求激发学生的学习兴趣与主动性。为此，我们携手轨道交通龙头企业共同组建了一支由工匠大师领衔的教学团队，该团队融合了校企双方的优质资源，旨在通过深度合作提升教学质量。我们充分利用虚拟仿真平台与企业实训基地，为学生打造了一个理论与实践紧密结合的学习环境。在具体实施中，我们引入了列车健康监管系统，让学生亲身体验故障处理的全过程，增强学习的直观性和实用性。

教学流程上，我们实施了“课前认知学、课中递进学、课后拓展学”的递进式教学模式。课前，学生通过预习材料对知识点进行初步认知；课中，通过仿真练习、实景演练及技能竞赛等多种方式，层层递进，深化理解；课后，鼓励学生进行拓展学习，拓宽知识视野。此外，我们构建了“师匠共导、虚实互通、三学三练”的教学策略，确保学生在教师的专业指导和工匠大师的亲身示范下，实现学以致用、高效学习，同时促进教师教学水平的持续提升，最终达到学生学得有效、教师教得高效的教学目标。

2.3 探索PTE增值评价解决学生成长性发展性学业评价的广度问题

针对课堂考核评价中增值评价维度相对狭窄的问题，我们积极寻求改革之道，依托先进的校内教学平台，创新性地构建了个人增值（P）、团队增值（T）与预期增值（E）相结合的综合评价体系。在此体系中，“P”维度深度聚焦于学生个体在知识积累、能力提升及综合素质等方面的具体增值，全面反映学生的学习进步与成长变化；“T”维度则强调团队合作的价值，通过计算学生个人成绩与团队平均成绩的差值，激励学生不仅关注自我发展，更促进团队整体进步，培养集体荣誉感；“E”维度则引入预期增值的概念，对比学生实际取得的成果与预设目标之间的差距，鼓励学生设立并追求更高的学习目标，以此展现学生的个体性、成长性及长远发展潜力。此三维度增值评价体系的实施，旨在为学生提供更加全面、客观、动态的学习评价，促进每位学生都能在自己原有的基础上实现最大化的发展。

3 创新教学策略

3.1 基于OBE成果导向创新教学策略

在现代教育体系中，教学策略的研究与深化应用不仅是推动教育改革、提升教学质量的关键途径，更是促进学生全面发展、适应未来社会需求的重要驱动力。教学策略，这一涵盖教师有意识、有目的的教学行为与方法的集合体，其核心在于通过精心设计的活动，优化教学流程，以期达到最佳教学效果，激发学生的内在潜能，促进其知识与技能、情感态度与价值观的全面发展。

在无人驾驶列车故障处理这一高度技术化、实践性强的课程教学中，教学策略的创新显得尤为重要。为了有效应对技术日新月异的挑战，我们引入了基于OBE（Outcome-Based Education）成果导向的教育理念，构建了“师匠共导、虚实互通、三学三练”的创新教学策略。这一策略的核心在于以学生为中心，强调学习成果的明确性和可衡量性，确保教学活动紧密围绕学生能力提升和职业发展需求展开。

具体而言，“师匠共导”模式打破了传统师生界限，邀请省级技能大师与地铁公司“成都工匠”携手组建教学团队。这些来自行业一线的专家与教师紧密合作，共同制定教学目标，设计教学内容，确保课程内容既符合理论要求，又贴近实际工作场景，有效缩短了学生从学校到职场的距离。

“虚实互通”则是利用现代信息技术手段，如虚拟仿真平台，将车门模块等复杂设备的学习场景从实地延伸至线上，实现虚拟与现实的无缝对接。学生可以通过虚仿平台进行反复练习，掌握故障处理的基本技能和操作流程，同时结合校内外实训基地的实操训练，形成理论与实践相结合的学习闭环，大幅提升了学习的针对性和实效性。

“三学三练”作为教学策略的具体实施路径，通过系统化的学习体系，学生在掌握理论知识的基础上，逐步深化技能操作，培养解决实际问题的能力，并最终激发创新思维，为未来的职业发展奠定坚实基础。

综上所述，基于OBE理念的“师匠共导、虚实互通、三学三练”教学策略，在无人驾驶列车故障处理课程中的应用，不仅优化了教学流程，提高了教学质量，更重要的是为学生提供了多样化的学习路径，促进了其综合素质的全面提升，为培养适应新时代需求的高技能人才提供了有力支撑。

3.2 “师匠共导、虚实互通、三学三练”教学策略实践

以任务《车门综合故障处理》为例进行说明。

【课前】认知学

课前，学习微课，了解我国自主研发新技术—车门健康监管系统，增强爱国主义情怀，分组编写车门故障处理计划。根据课前任务完成情况，教师调整教学策略：按照相同故障点分析结果调整小组成员；将确定电磁铁作为唯一故障点的小组调整在前排，方便教师指导。

【课中】递进学

3.2.1 析案例

课中教师表扬增值幅度大的学生；企业工匠老师和1+X高级培训师现场还原故障现象，学生通过ERM数据分析、电磁铁故障逻辑分析，确定车门故障点，优化车门综合故障处理计划。在学习过程中，学生始终将安全放在首位。

3.2.2 仿真练

学生在沉浸式仿真数字化平台练习车门综合故障处理流程，反复试错，生生互动，讨论出车门智能行程开关间隙调整范围、功能测试步骤和参数核查，化解教学难点；根据仿真成绩调整实景练小组顺序。

3.2.3 实景练

对照1+X证书车门故障处理模块的技能标准，学生在真车设备上实操，根据现场表现设置学生助教，一对一帮扶后进小组；在工匠的指导下使用新工具—塞块辅助调整车门行程开关间隙；工匠对间隙调整诀窍进行点拨，传承工匠精神，强化重点。

3.2.4 竞赛练

学生依据世赛车门参数调整模块标准进行赛前演练、技能比武，双师巡回打分；工匠分享参加国赛时团队协作、操作科学规范等经验，传承匠心。

3.2.5 评表现

小组代表汇报优化后的车门综合故障处理方案，查看增值结果，学优找差；工匠老师和1+X高级培训师点评学生操作规范度和方案完整度，教师点评综合表现、增值情况。

【课后】拓展学

学生完成课后测试，教师依据增值数据，调整教学策略。教师根据学生对行程开关间隙调整的创新措施，带领学生走进企业大师工作室，探讨智能调整工具的可行性和合理性，促进知识迁移和综合能力提升。

3.3 基于创新教学策略的教学效果

3.3.1 完成故障智X2Xv4gj+ZlYPRUDvNhSvYQ==能处理，学习目标高达成，打造有效课堂

学生的三维目标达成度均在89.05%以上，较往届学生有明显的递增；从学习重难点掌握情况来看，88.17%能标准化完成故障处理学习重点，86.58%突破电气故障排查作业的难点。

3.3.2 激发兴趣激活动力，学生学习高效率，形成有趣课堂

学生的签到、课前测试、小组讨论、PK竞赛、案例分析等活动的参与度达到94.87%以上，较往届学生的学习效率提升了3%以上；通过仿真练VR沉浸体验、竞赛练电气故障处理等，比学赶超，学习兴趣大幅提升；通过问卷调查，学生学习满意度达到95.17%。

3.3.3 课后拓展实践创新，培养学生创新意识，打造有料课堂

学生组建创新团队，自主探究 “车眼”等创新工具，监测列车亚健康状态，获得企业认可；对电气故障处置所使用的监管系统提出优化建议，积极参加国赛省赛，车辆故障处理模块表现突出，获得省赛一等奖全国二等奖；拓展课堂宽度和深度，打造有料课堂。

4 结语

高职无人驾驶列车故障处理课程创新“师匠共导、虚实互通、三学三练”教学策略，为实现课堂学习目标，解决学生学习重难点而服务，以期促进学生的职业发展、教师的专业成长、教学改革和发展以及行业和社会的发展。在未来的发展过程中必须更加重视对教学策略的研究。

基金项目：1.成都市教育局2024年度教育科学规划课题（一般课题）“工匠文化视域下科教融汇助力新质生产力研究”（课题编号：CY2024Y149）；2.四川省教育厅人文社会科学重点研究基地-统筹城乡教育发展研究中心和成都大学职业教育研究中心自筹课题“科教融汇视域下职业院校高技能人才培养路径研究—以轨道交通专业为例”（课题批准号：TCCX&CDZJ-C07）。3.2024年成都工贸职业技术学院校级课题：课题名称：高职院校课程数字化改造的实施路径研究与实践—以《车辆电气系统检修》课程为例；课题编号：GMJS20241414。

参考文献：

[1]边卫军，李大军，龚艳.“新文科”背景下商科虚拟仿真实验教学的创新路径研究[J].才智，2024（10）：177-180.

[2]曹长琴，李冲.成都地铁1号线车辆无人驾驶改造可行性分析[J].铁道机车车辆，2020.