基于OBE理念的车辆教学平台开发

摘要：在三教改革的背景下，针对传统的教学模式陈旧、教学方式方法落后、无法满足以动手能力为导向的教学目标等问题，基于OBE理念，依托工作岗位，对接岗位需求，通过对理实一体化教学模型建设，搭建交叉混合的教学逻辑，实现学练测评多维融合，着力打造适用于轨（铁）道车辆类专业的辅助教学平台，提升学生的参与程度，提高教师的教学效率，提升人才的培养质量，达成课程的培养目标。

关键词：三教改革；OBE理念；理实一体化；车辆教学平台

我国现有的网络教学平台有国家职业教育智慧教育平台、智慧职教、爱课程等，其在内容上更偏重利用PPT、图文、视频等传统教学载体，缺乏实践教学课程评价模式。另外，所有平台的教学流程均是“视频授课→课题测验”的模式，虽然在内容上较传统教学有所创新，但理念上仍为单向灌输式教学，无法根据学员学情来进行授课。按照OBE理念，遵循“反向设计、正向实施”的原则，实施课题翻转改革。但目前OBE理念的贯彻仅停留在教学安排上，存在重形式轻质量的问题，深入分析发现，主要是缺少OBE理念逻辑的辅助教学平台。［1］

人才的培养是教师、教法和教材的有机融合体系，体系的探索是一个漫长且充满试错的过程。本文将聚焦怎样将探索成型的经验具象化，让更多的教师在这个基础上进行个性化创新，减少了试错周期，提高了人才培养质量。

一、轨道车辆行业人才需求

2021年，中共中央、国务院印发的《成渝地区双城经济圈建设规划纲要》中指出“共建轨道上的双城经济圈。科学规划干线铁路、城际铁路、都市圈市域（郊）铁路和城市轨道交通，完善多层次轨道交通网络体系。”2021年，重庆市人民政府印发的《重庆市综合交通运输“十四五”规划（2021—2025年）》中提到“铁路：规划投资1900亿元，力争新开工高铁790公里、全市铁路营业里程超过3100公里、其中高铁营业里程达到1370公里，成渝双核间加快形成2条时速350公里、1条时速200公里的高铁快速通道，基本实现高铁1小时成渝双核、2小时市域城市至中心城区、6小时北京上海广州通达，以及普铁千亿元级工业园区、国际性枢纽港站全覆盖。”“打造‘轨道上的主城都市区’。坚持轨道交通引领城市发展格局，加快推进主城新区至中心城区轨道快线和市域（郊）铁路建设，实现与中心城区轨道交通顺畅衔接，提升通勤交通水平。大力实施中心城区城市轨道‘850+’成网计划，优先支持西部（重庆）科学城、两江新区等片区轨道交通建设，推动东中西槽谷内部轨道交通加速成网，构建‘环射+纵横’融合的多层次城市轨道交通网络，加快形成以轨道交通为骨干的交通出行模式，构建城市发展格局主骨架。”

2019年，中共中央、国务院印发的《交通强国建设纲要》、交通运输部印发的《交通运输部关于开展交通强国建设试点工作的通知》；2021年，中共中央、国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》；2023年，交通运输部、国家铁路局、中国民用航空局、国家邮政局、中国国家铁路集团有限公司联合印发的《加快建设交通强国五年行动计划（2023—2027年）》。文件中均指出要加快交通运输人才队伍建设，培育国内外各层次、各领域的交通人才。

从交通领域政策中可以看出，从国家到地方对成渝地区的轨道交通建设都指明了方向、提出了要求、规划了未来，成渝地区的轨道交通的角色越来越重要、地位越来越突出。同时，行业的发展离不开人才的支撑，各层面的政策文件中均重点强调了加强交通运输技术技能人才的培养工作。

二、轨道车辆教学面临的关键问题

轨（铁）道车辆包含轨道车辆、铁道机车车辆、铁道车辆和动车组等，涉及城市轨道车辆应用技术、铁道机车运用与维护、铁道车辆技术及动车组检修技术等专业。这类专业的专业课程主要有“车辆构造”“车辆制动”“车辆控制系统”等，这些课程在实际学习过程中存在以下几点问题：

（一）车辆种类繁多、部件结构复杂、实践操作困难

轨（铁）道交通载运工具（轨/铁道车辆）的种类繁多，轨道车辆包括地铁、轻轨、单轨、吊轨等；铁道机车车辆包括内燃机车、电力机车、和谐系列和韶山系列；铁道客车车辆包括25G型、25K型、25T型、CR200J动力集中动车组；铁道货车车辆包括敞车、棚车、平车、罐车等。另外，车辆的组成部件结构较为复杂，以CW220型转向架为例，转向架的组成部件包括轮对轴箱、构架组成、中央悬挂装置、基础制动装置、牵引装置等，整台转向架由200多个零件组成，结构紧凑、组装复杂，且零件相似度高、辨识比较困难。并且，真实车体的体积庞大、部件复杂、种类繁多、购置费用高、布置面积大，难以实现全种类配置，实践操作困难。

（二）内容理实结合、重点难点交叉、能力考查困难

轨（铁）道车辆系统岗位重在实践，理论知识是动手实践的基础，理论和实践的结合应用是轨（铁）道车辆相关专业学习的重点，动手操作是理论应用的难点。并且轨（铁）道车辆存在部件体积大、重量大、高电压等特点，用真车实物教学与考核存在较高的安全风险，致使能力考查较为困难。［2］

三、轨（铁）道车辆教学平台介绍

（一）轨（铁）道车辆教学平台功能

目前已建成的“轨（铁）道车辆教学平台”由学习部分和考测评价系统组成，其中，学习部分包含专业课程模块、虚拟仿真实训模块、物联网+实训模块。三模块与考测评价系统可实现“理论学习→虚拟仿真学习→实物实操练习”的进阶式理实一体化学习全覆盖组合，也可运用单模块与考测评价系统组成进行某部分的重点学练测。

1.专业课程模块

专业课程模块为检索资源库，包含了大量轨（铁）道车辆相关的图片、视频、文献等资料。其与全景VR模块相结合，便于教师对专业内容进行全方位的讲授，打破了传统的“图文+视频”教学模式，为教育教学提供了新方向。

2.虚拟仿真实训模块

虚拟仿真实训模块包含全景VR和虚拟仿真两部分。全景VR部分充分利用VR沉浸感强、交互体验感强的优势，在车辆VR中对关键部件添加图文、视频、动画等补充资料，丰富模块内容，使学员能够在虚拟环境中更为直观地观摩学习。虚拟仿真部分可实现三维模型的自动分解与组合、标准化作业流程，便于进行无实物的专业认知、练习。

3.物联网+实训模块

采用二维码扫描进行登录，将虚拟网站与公众号相结合，以实现轨道交通车辆技能人才培养数字化系统内各功能在手机微信上的使用，从而减小使用局限性。将系统与现有实训设备相结合，增设学习记录板块，通过二维码扫描进行学习时长自动记录，以实时监控智能识别有效学习时长。本产品可运用于高校教育教学、专业比赛、铁路2+1培训中，将学习记录作为考核的数据支撑。

4.考测评价系统

考测评模块将专业课程模块、虚拟仿真实训模块、物联网+实训模块与现有的测评功能相结合，分设学生及教师两种使用模式，实现对使用者的针对性辅助。同时开发自动评价机制，自动分析薄弱点，提高学习效率。

（二）轨（铁）道车辆教学平台的应用

1.高校教育教学

本平台的专业课程模块、虚拟仿真实训模块、物联网+实训模块从备课起为专业教师提供了一个相对全面的检索资源库。平台内的VR全景、虚拟仿真等模块可用于实现“铁道车辆构造”“铁道车辆总体”“车辆电气”等课程一体化全方面的教学。VR智慧教育打破了传统图文+视频的教学模式，为教学提供了一个全新思路，将现场搬进手中，更利于学生学习、理解、记忆。考测评模块帮助教师实现课堂随学随测，实时掌握教学效果，以便了解学生学习难点，调整讲授重点。教师们利用本平台的各个模块进行更加科学合理的教学，将备课简便化、教案简单化、教学高效化，从书本的理论学习到实际操作都可以让学生在本系统内进行。

2.企业职工培训

学习系统内具有完整的培训资料供企业职工参考，企业也可直接使用本平台各模块进行职工培训。平台内的虚拟仿真模块设有铁道车辆、高速列车的主要参数，内设有可拆解、组装的虚拟仿真模型，可用于职工加深各部（器）件结构认知，便于职工更快、更轻松地进行部（器）件拆组来提高熟练度，从而为技能竞赛打牢基础。学习资源模块及理论学习模块为职工们的周度理论学习考核、月度理论测评提供了较为完备的学复习资料，可供其查阅参考，提高了职工们的学习效率，省去了不必要的检索时间。为职工提供个人学习平台的同时也为企业培训提供了便利。

3.社会科普服务

本平台所设置的3D动画建模部分让即使没有相关认知基础的社会群众也能轻松了解并学习铁/轨各部（器）件结构，相较于传统图文、视频的科普形式，VR智慧教育更加生动直观。本平台同时服务于铁/轨道类广大的相关兴趣爱好者群体，为他们准备了一个全面覆盖且经过科学整理的资源库，更利于轨道车辆发展历史的普及、相关理论知识的传播。

四、轨（铁）道车辆教学平台的创新点

本次研究主要是借助自己搭建的教学平台网站，以课程为子库建设理论参考库、VR及虚拟库、在线资源库和测考评系统等模块，以测考评系统串联实现课前、课中、课后的连接，通过学情的反馈，使教师及时调整授课内容及方式，完全落实了OBE理念，实现了“三全育人”要求。另外，平台提供了三维教学资源和三维考核模式，辅助了教学，改革了考核。

平台还可延伸作为机车驾驶、城市轨道车辆检修、动车组检修、铁道车辆单车检查等竞赛的理论考试平台，并且平台所具有的三维考核模式还可作为部分项目的实作模拟考试系统，为岗课赛证融通提供了新的方向和思路。

平台还可为铁/轨道车辆单位进行企业职工培训、业务考核、技能竞赛等活动提供有力支撑，可减低培训成本、提升培训频次、提高培训质量，并可实现在校学生与企业职工的“隔空竞赛”，作为“桥梁”连通学校和企业，贯通专业和行业，促进校企深度合作。

参考文献：

［1］柏晶，谢幼如，李伟，等.“互联网+”时代基于OBE理念的在线开放课程资源结构模型研究［J］.中国电化教育，2017（1）：6470.

［2］郑大锋，陈砺，王秀军.OBE工程教育理念与化工专业实践教学体系研究［J］.实验技术与管理，2017，34（5）：154157+160.

项目：基于OBE理念的理实一体化车辆教学平台开发（项目编号：YSKY202201），重庆公共运输职业学院第二批青年骨干教师培养计划

作者简介：侯少春（1994—），男，汉族，河北邢台人，大学本科，讲师/工程师，研究方向：铁道车辆、铁道机车、动车组、城轨车辆。