哈爾濱鐵道職業技術學院因鐵路而生、伴鐵路而長、隨鐵路而強,是一所以服務國家“交通強國”戰略和黑龍江省“4567”現代産業體系為己任,致力於支撐軌道交通行業轉型升級的中國特色高水平專業群建設院校。鐵道機車運用與維護專業群(以下簡稱專業群)作為全國高水平專業群,與中國鐵路哈爾濱局集團有限公司(以下簡稱哈爾濱局)合作,針對當前實訓過程管理粗放、資源利用率低、評價主觀性強等難點、堵點和痛點問題,探索創新了“一引擎、雙中心、三平台、N場景”智慧實訓基地建設模式,即一引擎:能力圖譜引擎;雙中心:産教融合實踐中心、實踐資源中心;三平台:智慧實訓管理平台、智慧實訓評價平台、數據可視化與智慧決策平台;N場景:實訓教學、實訓管理、實訓評價等。以智慧實訓“小切口”推動職業教育“大改革”,助力學生個性化“學”,教師精準化“教”,師生智能化“評”,形成獨具特色、可複製、可推廣的智慧教學生態體系。
一、主要做法
(一)繪製專業能力圖譜,打造智慧教學新引擎
通過調研哈爾濱局等企業,精準分析專業崗位任務與能力需求,依託超星智慧平台,系統繪製知識、技能與素養三維可視化子圖譜,構建了遞進式崗位勝任力模型。
一是搭建知識圖譜。遵循“邏輯構建-內容抽取-屬性定義-關係整合”路徑,按“課程群-課程-單元-任務”層級分解知識,讓知識“看得見”、“看得清”,助力學生高效學習。二是搭建技能圖譜。圍繞崗位需求,將技能系統劃分為專業與通用兩類,並通過融合理論知識、關聯操作視頻,生成可視化的技能樹,精準指引學生階梯式成長。三是搭建素養圖譜。遵循鐵路高技能人才成長規律,系統構建涵蓋“信仰、意志、紀律、作風、本領”五大素養維度的素養體系,實現素養評價標準的可量化、可記錄、可考核。
(二)共建産教融合實踐中心,打造人才培養新高地
學院與哈爾濱局等企業合作,秉持“虛實結合、能效並重”理念,共建實訓基地,推進教學環境升級改造,打造出集虛擬訓練、倣真演練、崗位實操於一體的智慧實踐中心。
一是建設虛實一體化實訓基地。深度融合MR、VR等虛倣技術,1:1還原哈爾濱局管內運營線路和主型機車,建成集安全體驗、模擬駕駛、虛擬檢修於一體的虛倣實訓基地,有效解決了傳統實訓教學“三高三難”問題;依據國家鐵路標準,建成“三站兩區間”綜合教學站場,有效解決了真實作業環境缺乏等難題。二是實施教學環境智能化升級。遵循《職業院校智慧校園規範(試行)》等標準,統一數據接口和通信協議,確保新增設備數據無縫接入;對現有實訓室進行改造,部署智能PDU等感知層設備,為實訓室精細化管理奠定基礎;對已有設備進行升級,如為機車模擬操作&加裝AI攝像頭等智能感知組件,實現操作過程精準評估。

虛擬倣真實訓室

“三站兩區間”綜合教學站場
(三)共建實踐資源中心,打造教學保障新體系
通過定制開發技能包、實景交互式和虛擬倣真等資源,打造專屬智能體,建成體系化的技能資源庫,滿足學生資源使用多樣化需求。
一是開發技能包。基於《鐵路特有工種技能培訓規範》,組織錄製基礎技能、專業技能等系列操作視頻,建成了含標準化視頻、作業指導書及評分標準的技能包5套。二是建設資源庫。以哈爾濱機務段為藍本,運用無人機、全景技術採集現場場景、設備外觀等高清影像,構建了集設備認知與作業流程模擬於一體的實景交互式資源庫;圍繞HXD3C等主型機車,開發全實體三維模型,建成覆蓋安全警示教育、電機車檢修等多類場景的虛擬倣真資源庫。三是打造專屬智能體。定制開發三款智能體:“鐵小搭”、“鐵小助”、“鐵小智”,分別運用於實踐資源中心、自助力式實訓系統和數據可視化與智慧決策平台,推動實訓教學模式創新。

教學資源庫
(四)搭建智慧實訓管理平台,打造實訓管理新標杆
平台集成了實訓室預約、智能安防、智能運維三大系統,覆蓋實訓室使用管理、安全管理、設備管理、工具和耗材管理等多個業務領域,有效提升了實訓室管理效能。
1.實訓室預約管理系統
一是推行“自助式”實訓模式。學生自主預約實訓項目、實訓場地、工位與時間;系統基於學生學情和個性化需求,自動匹配練習權限,實現“隨時練習”。二是部署“鐵小助”智能體。在實訓過程中,“鐵小助”實時為學生提供操作指導、自動答疑與難點解析,做到“隨問隨答”;系統同步監測並分析學生操作行為,及時反饋問題,做到“即錯即改”。

實訓室預約APP

“鐵小助”智能體
2.智能安防管理系統
一是實訓教學智能管控。依託視頻AI識別技術,系統精準識別和記錄學生擅自攀登機車等異常行為,智能監管實訓教學全過程,提升現場安全防控水平。二是環境與設備設施智能管控。系統實時監測環境、設備運行狀態及貴重設備非法移動,動態識別陌生人員,即時推送報警信息,確保管理人員快速響應。

學生異常行為自動識別
3.智能運維管理系統
一是實訓設備全生命周期智能管理。依託數字孿生技術,全面整合設備全生命周期數據,構建可追溯的設備電子檔案;持續採集設備日常運行數據,基於AI算法實現潛在故障的智能預測與早期預警,同步生成診斷報告與維修指引,實現“預測性維護”。二是實訓工具與耗材智能管理。依託RFID和傳感技術,對實訓室工具與耗材進行全流程智能化管控,有效降低了資産損耗與流失風險。
(五)搭建智慧實訓評價平台,打造技能評價新模式
平台集成了職業技能水平評價和職業素養評價系統,顛覆了傳統人工主觀考評模式,實現了學生評價從“經驗化”向“數字化、標準化、智能化”的範式重構。
一是職業技能智能化評價。依據《鐵路技術管理規程》等行業標準,將速度控制、停車對標等作業要求轉化為數據規則與算法模型,系統實時採集並自動比對學生操作數據,實現技能水平的智能評測;通過高清攝像頭、智能手環等設備,無感化採集學生的操作動作、心率變異性等數據,並與模型實時比對,實現操作行為的智能評價。二是職業素養智能化評價。系統通過自動採集與人工申報兩種途徑,匯集學生過程行為數據及競賽獲獎等成果,統一映射至“信仰、意志、紀律、作風、本領”五個素養維度,實現職業素養的智能評價。

動車組模擬駕駛智能評分
(六)搭建數據可視化與智慧決策平台,打造精益治理新範式
平台整合了綜合數據可視化、學生電子成長檔案和智能診斷與決策支持三大系統,通過深度融合多維度場景數據,直觀呈現教學實況和學生成長軌跡,為人才培養提供實時、精準的決策支持。
1.綜合數據可視化系統
一是實訓管理可視化。打造了實訓基地運維、設備狀態、實訓進度、資源使用、安全與環境監測五大看板,實時呈現當日實訓人次、設備運行狀態等。二是教師教學可視化。設有班級實踐成績、班級學情、實訓項目分析三大展示模塊,動態呈現班級技能達標率、項目通過率等。三是學生實訓可視化。通過一站式預約看板和綜合排名看板,實時呈現實訓室預約隊列、學生排名等信息。

實訓基地運維可視化看板

設備資産狀態可視化看板
2.學生電子成長檔案系統
一是實訓檔案可視化。基於可視化課程矩陣,整合實訓管理與評價等平台的多元數據,動態呈現課程實操視頻、成績構成、職業技能達成度、職業素養表現及榮譽證書等信息,實現學生學習進度與狀態的動態呈現。二是學生數字畫像。系統對學生在課程學習、虛擬倣真、實操訓練等環節産生的學習數據進行建模評估,實現學生職業技能與素養的精準“畫像”。

學生電子成長檔案
3.智能診斷與決策支持系統
一是學生診斷智能化。系統依託學生數字畫像,對標崗位勝任力模型,精準識別學習動力與習慣等潛在問題,定制融合階段目標、學習資源與職業方向的成長路徑,實現學生成長風險的防範與引領。二是教學診斷智能化。系統反饋學生實訓中的高頻錯誤點和需求特徵,動態優化實訓教學目標與方法;運用神經認知診斷等技術,評估其知識掌握、技能操作與認知策略,構建反饋驅動的自適應評價體系;通過資源使用分析,實現實訓資源的智能調度。
二、取得成效
(一)服務能力增強
實訓基地獲評黑龍江省職業示範性虛擬倣真實訓基地,立項國家鐵路局鐵路機車車輛駕駛人員資格理論考核站點,累計服務師生及社會學員1.2萬人,社會服務到款額年均200萬元;助力專業群入選黑龍江省第二、三輪高水平專業群,支撐學校獲評中華全國鐵路總工會首批“火車頭工匠學院”。
(二)育人成效顯著
學生參加各類大賽,近三年累計獲國獎15項、省獎52項;畢業生就業率連續多年保持95%以上,80%以上就職於國鐵集團、中國中鐵等頭部企業。畢業生以紮實的技術技能和良好的綜合素養深受用人單位好評,哈爾濱局等18家鐵路局將學校列為關鍵人才儲備基地。
(三)品牌效應彰顯
蘭州交大、黑交通等12所省內外院校,哈爾濱局、濟南局等32家知名企業先後來校考察,學習實訓基地建設經驗;薩爾瓦多等8國專家學者與學子來校交流學習。相關成果被新華網、光明日報等多家中央媒體報道;相關經驗獲評省級教學成果獎2項,示範效應明顯,輻射影響持續擴大。(供稿:哈爾濱鐵道職業技術學院 郭喜春)



