智慧交通下數(shù)字化轉型教學策略探究

龐利

摘 要：新時代高等教育要求高質量發(fā)展，面向新時代建設需要，高校教師要培養(yǎng)造就大批數(shù)字化人才，密切關注數(shù)字化轉型對就業(yè)市場產(chǎn)生的影響。本文以《軌道交通車站客運管理》課程為例，善用數(shù)字化智能化教學手段，利用數(shù)字學習軟件進行客流仿真等實訓演練，有效促進課程專業(yè)知識數(shù)字化教學發(fā)展。通過在教學過程中引入實際崗位工作中的數(shù)字化案例，為學生從事旅客運輸系統(tǒng)的實際運營管理工作打下堅實的基礎。

關鍵詞：鐵路客運 數(shù)字化教學 教學改革

近年來，我國鐵路基礎設施在“交通強國”政策背景下，在全國范圍內加快建設發(fā)展的步伐。目前，我國在鐵路，特別是在高速鐵路等領域的技術實力已遙遙領先。在新一代鐵路移動通信系統(tǒng)建設中，5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術加速融合，結合邊緣計算和網(wǎng)絡切片等技術，助力中國鐵路實現(xiàn)數(shù)字化轉型，推動中國鐵路智慧發(fā)展進入全新階段[1-2]。

新時代高等教育要求高質量發(fā)展，面向新時代建設需要，西南交通大學希望學院作為應用型本科高校，作為培養(yǎng)數(shù)字化應用型人才的重要基地之一，要積極應對數(shù)字化轉型帶來的挑戰(zhàn)與機遇。高校教師要為社會主義現(xiàn)代化建設培養(yǎng)造就大批數(shù)字化人才，需要密切關注數(shù)字化轉型對就業(yè)市場產(chǎn)生的影響，緊跟新時代步伐對課程進行教學改革為學生提供數(shù)字化學習的機會。本文以《軌道交通車站客運管理》課程為例，從課程數(shù)字化建設理念與特色、數(shù)智化課程評價體系和課程數(shù)字化聯(lián)動教學設計三個方面進行介紹。

1 課程數(shù)字化建設理念與特色

1.1 教學目標

通過對旅客運輸組織的基本概念、原理和方法的學習，應用旅客運輸運營管理工作的基本原理和最有效地綜合運用各種技術設備及能力來滿足市場需求的方法，密切關注數(shù)字化轉型對就業(yè)市場產(chǎn)生的影響，使學生初步具備運用現(xiàn)代科學方法進行旅客運輸組織系統(tǒng)管理的能力。

知識體系需要從傳統(tǒng)與現(xiàn)代化兩個層面上構建，內容包括旅客運輸系統(tǒng)的組成，旅客運輸質量的分析與控制，鐵路客運站工作組織的內容和方法，鐵路旅客列車營運工作組織的內容和方法；理解鐵路客運計劃的編制，鐵路客運站的流線組織等。將在數(shù)字賦能的趨勢下，為從“普通課程”邁向“數(shù)字賦能課程”而積極探索。本課程堅持以學生為中心，一改以往單純地教會學生知識為目的，而是從當前教育發(fā)展的需要入手，巧用善用教育數(shù)字化，合理注入課程知識相關數(shù)字化智能化，逐步從“普通課程”邁向“數(shù)字賦能課程”。

1.2 課程數(shù)字化案例元素挖掘與分析

課程內容上，《軌道交通車站客運管理》在原有傳統(tǒng)理論知識基礎上，強化數(shù)字化技術知識教學。從鐵路客運服務工作、鐵路技術設施、鐵路旅客運輸計劃、鐵路客運站工作組織和經(jīng)營管理等多方面融入數(shù)字化技術內容。課程資源上，采用線上線下交互式教學模式，利用超星學習通、木馬課堂等數(shù)字化教學軟件，提供圖文、視頻等豐富的教學資源，建立全面的數(shù)字化學習課程。課程實踐上，覆蓋多項實訓項目，通過引導與自主式查找資料，結合小組任務進行實訓演練，讓學生主導課堂實現(xiàn)課堂翻轉，要給予學生生動的學習體驗、海量的知識資源，讓學生在個性化創(chuàng)新性地學習。課程考核上，采用實踐過程化考核（40%）+期末考試化的考核（60%）方式，同時使用數(shù)字學習軟件監(jiān)管學生的學習狀態(tài)數(shù)據(jù)，從課程任務、學習次數(shù)、學習時長、線上作業(yè)及章節(jié)測試等數(shù)據(jù)量化過程化考核。

1.3 課程數(shù)字化教學設計

案例一：從鐵路客運設施數(shù)字化發(fā)展引入交通強國建設

（1）課程導入：理論聯(lián)系實際，緊跟數(shù)字交通發(fā)展潮流。首先介紹鐵路鐵路客運設施基本理論知識，其教學目的讓學生熟悉鐵路旅客運輸技術設施的定義、作用和類別，了解客運站、整備所及動車段的特點、作用、布局及設備的技術指標、配置方法，以及機車、車輛和動車組等設備的概念、特點、現(xiàn)狀等實現(xiàn)傳統(tǒng)教學。并從中融入數(shù)字化建設最新發(fā)展概況，結合學生個人乘車體驗，從票務系統(tǒng)、調度系統(tǒng)等多方面展示智能化在鐵路客運設施中的應用。

（2）案例分析：客運車站作為鐵路和旅客的交互窗口，隨著鐵路的發(fā)展和各類新技術設備的廣泛應用面臨更加嚴格的工作要求。隨著現(xiàn)代社會旅客規(guī)模的不斷加大，原有的車站管理系統(tǒng)已經(jīng)無法跟上社會發(fā)展，無法滿足現(xiàn)有工作組織的具體要求。在此行業(yè)背景下，智能化車站的概念開始出現(xiàn)，并借助云計算和物聯(lián)網(wǎng)手段實現(xiàn)鐵路客運車站的智能化運作。引導學生討論智能化在鐵路客運車站的應用，從票務、設備、調度等角度去思考，最后以雄安站、廣州白云站等車站的“數(shù)字大腦”介紹智慧鐵路車站的中央調度室。

（3）要點展開：通過案例分析，學生進行討論，讓學生主動分享從案例中能獲得哪些啟示，教師以啟發(fā)式教育，一方面通過我國信息化建設的領先技術引出大國自信，與此同時通過介紹客運工作人員的工作內容，讓學生理解客運工作人員應承擔的責任，培育未來從事鐵路行業(yè)工作所具備的社會責任感。另一方面對比數(shù)字賦能下的交通出行帶來的高質量服務水平，讓學生感悟到信息化建設在交通運輸行業(yè)的乘數(shù)效應。

1.4 教學實施與方法

1.4.1 教學實施

教學實施過程分為課程導入、案例分析、要點展開三部分。課程導入中選擇吸引學生眼球的形式，如視頻、圖片等形式，引出課程案例。案例分析中，結合新聞熱點以實際鐵路客運站進行分析，充分引起學生的討論，教師進行要點總結并展開講述。

介紹雄安站、廣州白云站等數(shù)字化車站的智慧系統(tǒng)，通過大數(shù)據(jù)等技術形成“智慧大腦”，對全站監(jiān)控設備等各項作業(yè)進行全程管控，如果設備發(fā)生了故障，通過系統(tǒng)預警工作人員能及時發(fā)現(xiàn)并安排搶修[3]。

雄安站給車站打造了一個“智能大腦”，通過信息化智能技術與客運業(yè)務深度融合、信息數(shù)據(jù)與服務器資源共享、工作人員與設備設施統(tǒng)一指揮，打造車站管理、控制和服務的綜合性平臺中心，為鐵路客運站的智慧化運營提供有力的平臺支撐。雄安站實現(xiàn)了旅客服務系統(tǒng)、調度指揮控制系統(tǒng)、機電控制系統(tǒng)等一體化。打造的“智能大腦”整合了客票服務、旅客服務、客戶管理、設施設備等八大系統(tǒng)，有效提高了作業(yè)組織指揮效率，能為旅客提供更高品質的服務。

廣州白云站作為全國首批試用智能化建造機器人的鐵路站房建設項目，不僅在修建時利用智能隨動式布料機、地庫抹光機器人、地面抹平機器人等18種智能建造機器人之外，建設過程中更是引入了CPS智慧工地管理系統(tǒng)，以CPS（信息物理系統(tǒng)）為核心架構，以BIM模型為可視化載體，搭載作業(yè)面實時工況信息，實現(xiàn)“軟件+硬件+BIM”三合一的“數(shù)字孿生”智能建造指揮中心。系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)和移動端互聯(lián)網(wǎng)技術，實現(xiàn)進度管理、質量管理、鋼結構管理等周期管理平臺，智能化、可視化精準掌握建設進度，為項目管理提供科學決策依據(jù)。而廣州白云站的綜合交通樞紐中央調度室大屏幕顯控系統(tǒng)，能協(xié)助車站管理人員進行日常監(jiān)控工作、遠程視頻會議以及指揮決策等多項任務。

1.4.2 教學方法

線上與線下一體式混合式教學法：線上主要為視頻觀看、自主預習、線上討論以及其他教學資源學習。線下為知識拓展、思路啟發(fā)、現(xiàn)場答疑等。

案例教學法：旅客運輸組織跟學生日常出行息息相關，通過介紹相關案例結合專業(yè)知識深度細致分析，能幫助學生更好理解理論與實際結合的內容。

啟發(fā)教學法：鐵路運輸從業(yè)者要求不僅要具備專業(yè)知識，還要有嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。在課程教學過程中，以實際案例分析，使得學生求學期間理解旅客運輸行業(yè)的社會價值及旅客運輸相關崗位的社會責任，遵守職業(yè)道德和行為規(guī)范。以社會信息化迭代升級速度，激勵學生努力上進，激發(fā)學生學習動力。

1.5 主要特色與成效

通過鐵路客運設施與數(shù)字化聯(lián)動教學，學生不僅能夠深入了解我國數(shù)字化交通強國的最新發(fā)展動態(tài)，還能為學生提供更大更廣的暢想創(chuàng)新空間。

1.5.1 數(shù)字賦能讓出行更順暢

以需求驅動AI賦能，理解打造可為旅客持續(xù)升級出行體驗成為鐵路智能化發(fā)展的核心一環(huán)。

當前在智慧車站大力建設中，數(shù)字化出行已占主導地位，過去傳統(tǒng)的鐵路出行中，需要身份證+車票才能完成實名核驗、檢票和驗票的流程，而現(xiàn)在只需要一張身份證就能完成整個流程（如圖1所示）。一證式出行、無紙化檢票、智能機器人導航等多個項目的建設，為旅客出行提供了更加高效、智慧化的出行體驗。通過12306APP、車站信息屏和廣播等方式，讓旅客能掌握一切相關出行信息，并推出全方位的服務平臺，旅客能享受到具有鐵路特色的吃住行一體化服務[4]，未來鐵路出行更智慧。

1.5.2 數(shù)字賦能讓運營管控更高效

鐵路車站智慧系統(tǒng)將各方數(shù)據(jù)集成至統(tǒng)一平臺，并將數(shù)據(jù)進行共享，能夠實現(xiàn)客運站整體資源的合理調配，提升客運服務質量，時刻監(jiān)控客流、天氣和列車運行信息。

在大型節(jié)假日爆發(fā)大客流時，鐵路車站管理人員根據(jù)智慧系統(tǒng)監(jiān)控的車站各處客流情況，能及時采取客流組織優(yōu)化措施。在列車晚點的情況下，旅客可以通過12306APP查看車站大屏信息，能隨時監(jiān)控各車次信息，讓旅客第一時間掌握列車的動態(tài)。

1.5.3 課程評價體系數(shù)智化完善

傳統(tǒng)的評價體系往往較為靜態(tài)，難以適應快速變化的教育需求。數(shù)智化的評價體系應支持動態(tài)調整評價標準和方法，根據(jù)實時數(shù)據(jù)和反饋對評價內容和過程進行及時優(yōu)化。通過收集并分析大量學生的學習數(shù)據(jù)，包括學生的學習行為、成績、反饋等，實現(xiàn)決策過程的數(shù)據(jù)化，提升決策效率和準確性。引入在線學習平臺（如圖2所示）和虛擬教室，打破傳統(tǒng)課堂的時空限制；結合AI工具，如智能教學助手，提升教學效率和互動性。

在教學過程中，設置豐富的線上教學資源追蹤形式，根據(jù)當前章節(jié)學生學習的進度狀態(tài)，對應知識點練習的準確率情況，精準化定位目標章節(jié)學生對知識點掌握能力，運用大數(shù)據(jù)分析，構建信息化交通實驗教學平臺，能及時調整教學策略，提升教育教學效果[5]。

結合超星泛雅學習平臺、木馬平臺等現(xiàn)代技術手段，豐富教學手段，收集和分析學生的學習數(shù)據(jù)，為教師提供精準的教學反饋；利用大數(shù)據(jù)和機器學習技術，預測學生的學習趨勢和潛在問題；基于數(shù)據(jù)制定教學策略，優(yōu)化資源配置，能有效增強老師與學生的學習體驗，提升教學質量[6]。

2 課程數(shù)字化聯(lián)動教學設計

對于課程數(shù)字化聯(lián)動教學設計，一是提升學生參與度：設計互動性強的教學內容和任務，激發(fā)學生的學習興趣和主動性。二是設計個性化學習支持：利用數(shù)字化工具提供個性化學習路徑和反饋，滿足不同學生的學習需求。三是進行資源整合與創(chuàng)新：整合各類數(shù)字化資源，如教學視頻、在線課件、虛擬實驗等，創(chuàng)新教學方式，提升課程吸引力和教學效果。四是進行跨學科融合：借助數(shù)字化技術實現(xiàn)不同學科之間的聯(lián)動教學，促進知識的跨界融合和綜合應用[7]。

3 結語

作為高校教師，應通過虛擬現(xiàn)實結合，采用混合式教學、虛擬仿真實驗等一系列形式完成教學形式，通過數(shù)字技術讓課堂更生動。未來要不斷把教學數(shù)字化推向深入。推進更加優(yōu)質、更加高效、更加先進的數(shù)字化教學資源、教學設施、教學環(huán)境和高校數(shù)字化教學服務建設。加速數(shù)字化技術賦能《軌道交通車站客運管理》教育教學，培養(yǎng)復合型高端數(shù)字人才，適應未來交通行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。

基金項目：四川省民辦教育協(xié)會（研究中心）項目——《產(chǎn)教融合背景下民辦高校智慧交通專業(yè)課程群實踐教學體系建設研究》（項目編號：MBXH23YB441）；西南交通大學希望學院校級質量工程項目——《數(shù)字時代交通運輸專業(yè)產(chǎn)教融合的實踐教學體系建設研究》（項目編號：2023023）；四川省第二批地方普通本科高校應用型示范課程“軌道交通車站客運管理”的研究成果。

參考文獻

[1]李軍，陳華鑫，關博文，等.面向智慧交通的道路材料專業(yè)科教融合探索——以長安大學材料科學與工程專業(yè)為例[J].西部素質教育，2023，9（22）：149-153.

[2]計德宇.5G助力智慧鐵路數(shù)字化轉型? [J].通信世界，2023（15）：24-25.

[3]本刊編輯部.新時代交通強國鐵路先行規(guī)劃綱要[J].鐵道技術監(jiān)督，2020，48（09）：1-6+24.

[4]孫宏陽.雄安站樓上跑火車樓下“聽不見”[N].北京日報，2020-12-19.

[5]胡曉蓉，李承韓.數(shù)字賦能讓出行更順暢[N].云南日報，2019-12-11.

[6]吳巖.深入實施教育數(shù)字化戰(zhàn)略行動以教育數(shù)字化支撐引領中國教育現(xiàn)代化[J].中國高等教育，2023（02）：5-10.

[7]王穎，林秀平，張瑾.教研賦能創(chuàng)生機制技術助力教學變革[C]//人民教育出版社人教數(shù)字教育研究院.深化技術融合應用·助力教育數(shù)字化轉型——第七屆中小學數(shù)字化教學研討會論文案例集.北京市朝陽區(qū)教育科學研究院，2022：7.