文 | 汪科

摘要：在轨道交通产业智能化升级进程加速的背景下，高素质技术技能人才培养面临全新挑战。本文以《轨道车辆整车调试技术》数字教材开发为实例，系统阐述了“需求锚定—生态共建—敏捷迭代”的教材建设新模式。该模式为职业教育新形态教材开发提供了可复制的实践经验，对深化产教融合、推动职业教育数字化转型具有重要的参考价值。

关键词：数字教材；高技能人才；产教融合；轨道交通；职业教育

从“和谐号”到“复兴号”，从地铁到磁浮，中国轨道交通正以世界领先的技术走出国门，成为一张闪耀的国家名片。随着智能运维时代的到来，行业急需掌握最新技术的复合型人才。为了满足新时代轨道交通复合型人才的培养需求，学校借助国家轨道交通装备行业产教融合共同体的平台，携手中国中车集团和国铁集团的顶尖专家团队，共同开发了《轨道车辆整车调试技术》新形态数字教材，助力培育引领行业发展的技术先锋。

一、数字教材开发流程

（一）需求调研与车型定位

为精准把握行业现状与技术发展趋势，教材编写团队精心遴选12家具有代表性的企业和8所专业水平较高的职业院校展开调研。通过实地考察与访谈，深入探究车型选择与行业技术趋势的关联。在此基础上，联合多位资深专家组成专家组，历经多轮严谨论证与分析，最终选定CR200J动力集中动车组作为教材典型车型。这一决策不仅为教材开发明确了基准车型，更精准锚定了轨道交通领域未来发展方向，确保教材内容兼具前瞻性与实用性，为培养符合行业需求的高素质人才奠定了坚实基础。

（二）企业跟岗素材挖掘与教材内容体系设计

为深入了解行业动态与技术应用，教材编写团队前往中车株洲电力机车公司和广铁集团长沙车辆段，开展为期六个月的企业跟岗挖掘活动。团队成员深入生产一线，挖掘并整理39项现场真实案例，捕捉12项前沿新技术、16项创新工艺和21项先进新装备，成功解密8项核心作业标准，涵盖高压系统调试规程等重要内容。基于此，构建了全面覆盖“技术—工艺—装备—标准”四大领域的一线素材库，为教材编写提供了丰富详实的基础资料。

校企深度合作共同构建教材内容体系。深入剖析调试岗位工作任务流程，系统梳理职业能力构成，包括47个理论知识点、52个实践技能点和18项职业素养要求。精心设计五个代表性调试项目案例和20个关键工作任务，构建起包含“项目—任务—能力点”三个层次的内容框架体系。该体系全面覆盖并提升学生调试领域的理论知识与实践技能，注重培养职业素养，确保学生能够适应未来职场需求。完成教材文字内容编写后，系统规划数字化资源嵌入点，制定资源制作汇总表和进程表，实现纸质内容与数字资源的协同设计，确保两者相互补充、相得益彰。

（三）数字资源开发与多场景试点应用

联合专业资源制作公司，致力于开发高精度、高质量的数字资源，以满足现代教育和企业培训需求。在资源开发过程中，严格执行技术标准审核流程，确保资源质量。例如，H5仿真操作资源交互响应时间控制在0.1秒以内，保障用户使用的流畅性与高效性。最终建成覆盖车辆调试全流程的沉浸式资源库，涵盖动态原理演示、虚拟工装操作等内容，为教学和培训提供全方位、立体化的学习实践平台。

1.院校试点

在山东职业技术学院、广州铁路职业技术学院等7所院校组建试点班级，通过教学实践和意见征集，收集师生58条改进建议，涵盖H5仿真训练模块加载优化等多个方面，为教材优化提供了重要参考。

2.企业验证

将数字教材应用于广铁集团长沙车辆段及机务段的3期员工培训中，收集23条来自生产一线的反馈意见，如制动测试数据可视化不足等问题，精准把握实际操作需求和问题，确保教材与现场实际需求紧密契合。

（四）持续迭代优化

基于院校试点和企业验证收集的意见，对数字资源交互逻辑和教材内容进行全面系统优化。针对操作响应延迟、数据可视化不足等共性问题，分类处理并进行针对性技术改进。同时，为适应行业技术迭代更新，增补整车互联互通调试装备相关内容。通过3轮严谨校核流程，确保81项改进措施有效落地，实现教材内容与产业需求的动态同步更新，为教材正式出版奠定坚实基础。

二、主要做法

（一）精准调研明需求

通过现场深入调研，团队准确掌握轨道交通制造与运用企业在新型轨道车辆整车调试技术方面对新形态教材的迫切需求。同时，发现现有教材在内容覆盖面、教学方法匹配度和技术更新速度等方面存在不足，并详细了解企业对高技能人才知识、技能和素质的岗位要求。以中车集团和广铁集团岗位为例，明确现场调试人员需掌握CR200J动车组全生命周期调试技术，包括12项技术革新、16项工艺优化和21项新型设备工具应用。

（二）精锐组团强实力

建立以“三主编”为核心的团队集群。由轨道交通装备领域产业龙头企业中车株洲电力机车有限公司首席技能大师谢光明担任第一主编，立足企业一线技术人员的视角，主要负责带领团队成员搜集和梳理企业的典型生产任务、实际案例等，合理选择课程内容，并统筹教材的整体架构设计与核心内容的遴选。学校教学名师、湖南铁道职业技术学院机车车辆学院副院长汪科担任第二主编，负责将所有搜集整理的实际生产任务、案例、作业标准等内容转化为教学任务与数字化教学资源；中车株洲电力机车有限公司总经理、行业知名专家担任第三主编，凭借行业领军者的视角，主导典型车型的遴选，并把控课程与教材内容的技术方向及行业适配性。同时，由中车“高铁工匠”贾广跃、工程院院士丁荣军、西南交通大学长江学者特聘教授李芾等组成顶级专家委员会，确保教材建设科学性和内容规范性。依托先进轨道交通装备产教融合共同体平台，中国中车集团牵头汇聚产业链6家头部企业，联合7所高水平院校，18余名大国工匠、行业领军人才和学校骨干教师共同参与教材编写，形成强大合力。

（三）扎根一线取真经

教材编写团队成员深入中车株机公司、广铁集团长沙车辆段、株洲机务段等企业一线，开展为期6个月的实地跟岗实践，实现理论与实践深度融合。团队教师零距离接触轨道车辆整车调试各环节和工作任务，深入体验企业“四新”。与一线员工合作进行教学资源开发和教学环节设计，挖掘39项企业真实生产案例，融入教材任务描述和问题探究部分；解密8项企业试验大纲、标准等生产标准文件，融入教材问题探究、项目和任务描述部分；获取27项作业工序卡、验收工艺文件等，融入教材仿真训练、试验指导书和记录卡等部分。通过跟岗挖掘，提升团队教师专业能力和资源搜集开发能力，增强团队协作默契与信任。

中车集团、广铁集团6名企业大师12次莅临学校参与教材设计研讨，并通过多种方式为团队教师提供技术支持。团队教师全面了解电力机车调试岗位作业能力需求和轨道交通行业发展趋势。同时，团队开发的52项数字资源无偿共享至中车、广铁下属单位用于职工培训，提升企业培训效能，形成“资源共建-成果共享”的可持续合作生态。

三、教材特色

（一）真实场景+真实项目

依托高精度数字建模技术，教材构建的虚拟仿真平台精准复现中车株洲电力机车有限公司轨道车辆调试车间的真实作业场景。通过半透可视化技术，动力集中动车组内部系统结构实现三维动态透视，使学习者可直观解析复杂机电构造。平台深度集成整车整备试验、牵引传动系统调试等五大核心项目，完整覆盖车辆预检、静态调试、动态试验、故障处置、交付验收全流程。这是职教数字化转型的标杆！教材将株机公司实际调试项目转化为学习、训练双引擎，学员在虚拟实境中开展真操实练，有效缓解了高端实训设备投入大、损耗高的行业困局。

（二）虚拟训练+真实案例闭环学习

教材为每项作业任务均配置了企业级虚拟仿真训练模块，其原型直接源自真实生产工单。学习者通过反复技能操练，系统掌握试验规程与故障诊断能力。虚拟仿真平台深度耦合39项现场真实案例，使学习者在高保真作业环境中开展沉浸式实训，实现教材知识向工程实践能力的进阶转化。国家轨道交通装备行业指导委员会主任李芾权威认证：“该教材创新构建'学-练-考'三维一体培养范式：学员先通过理论模块系统掌握设备原理，再经虚拟仿真训练精进核心技能，最终通过实作考核验证能力达成度。这种闭环教学模式，确保知识内化深度与技能迁移效度达到行业标杆水平。”

（三）全国首创CAB制动机全解构仿真

教师团队联合中车集团与广铁集团技术专家，首创了基于CAB制动机模块化架构的全动态原理图仿真系统，首创将传统原理图中近80个抽象符号（如单独控制模块IBCM，制动缸控制模块BCCM等）转化为彩色剖视动画，通过三维动态剖切技术实现毫米级运动轨迹还原，并运用多色阶气压染色技术可视化模块间气电协同控制过程，彻底替代了传统阀件原理图的静态展示方式。

（四）卡通IP“小巨人”引导互动式学习

教材建设团队基于当代学习者认知特征，创新引入工程向导IP“小巨人”构建沉浸式、互动式学习生态。该智能体在城轨车辆调试任务中实施全流程引导：通过动态作业指令精准推送核心规范（如“受电弓检测安全距离≥700mm”），实时标注关键工艺节点（如耐压机操作要诀）；当学习者在牵引系统调试中遗漏电缆屏蔽层检查时，及时出现提醒等。其独创的拟人化表达，使复杂原理具象化，让高压试验等高风险训练转化为通关挑战。卡通IP破解了技术教材的枯燥性。“小巨人”用拟人化语言讲解复杂的工艺流程，这种表达方式能更大程度的调动年轻学习者的学习积极性！

（五）个人自学+AI辅学

数字教材构建了基于人工智能的自适应学习系统，通过实时捕捉学员在制动系统调试、网络控制系统调试等项目中的操作数据，生成涵盖故障诊断精度、规程执行效率等维度的动态能力画像。智能引擎能够深度分析操作薄弱项，自动推送靶向训练内容，并基于能力图谱生成个性化学习与训练路径。过去培养合格机车调试员要3年，现在教材AI根据学员操作习惯，精准推送学习内容，学习者可根据自身的学习薄弱项，有针对性的开展强化学习或训练，学习效率显著提升。这就是数字教材最大的魅力！

教材以产教融合为基，数字技术为翼，重构轨道交通人才培养范式。其首创的“虚实双轨、AI赋能”模式，不仅破解了高成本实训困境，更缩短高端技能人才成长周期50%以上，为中国智造“走出去”战略筑牢人才基座，树立职业教育数字化转型的国家标杆。

四、主要经验

（一）需求锚定：多维调研夯实开发根基

1.立体化需求采集

联合12家企业和8所院校开展技术趋势与岗位能力双维调研，精准锁定CR200J动车组为教材载体，确保教材内容与行业需求紧密结合。

2.动态化需求转化

建立“企业技术清单—教学能力矩阵”映射模型，使教材内容与产业升级同步，解决传统教材与行业脱节问题，提升团队教师专业能力，助力教材资源搜集与整理。

（二）生态共建：校企协同激活参与动能

1.资源反哺机制

向企业无偿共享2D/3D动画等52项数字资源，提升企业员工培训效能，增强企业参与积极性。

2.专家深度绑定

企业大师驻校指导12次并提供全时域技术支援，共建“问题池-解决方案”知识库。企业参与投入时长大幅增加，形成“资源开发-应用反馈-品牌增值”闭环，促进校企深度合作。

（三）敏捷迭代：多维度验证驱动持续优化

1.院校应用

数字教材在7所院校高技能人才集群培养试点班和中南大学铁道学院车辆工程专业2022级两个班轨道车辆调试实践教学中应用，累计培养学员428人，收集58条师生改进建议，支撑教材优化建设。

2.企业应用

数字教材应用于长沙车辆段、长沙机务段3期员工培训，收集23条生产一线反馈意见，校准教材内容与现场作业需求契合度，夯实实践适用性根基。

3.海外应用

2025年4月，《轨道车辆调试技术》数字教材在土耳其伊斯坦布尔国际职业培训舞台亮相，为26名土耳其本土员工开展机车车辆技能培训。凭借三维交互式内容突破语言沟通壁垒，虚实结合的创新训练模式提升学员实操能力，获得高度赞誉。

通过多维度教材应用测试，构建“反馈—归因—迭代”三阶处理流程的快速响应机制，针对81条具体意见采取优化措施，确保意见响应闭环管理，持续提升教材质量。

（作者单位：湖南铁道职业技术学院轨道交通机车车辆学院）

责编：龙子怡

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来源：湖南日报·新湖南客户端