基于產教融合的在線開放課程開發與實踐研究

摘 要：國家政策強調深度產教融合，為城市軌道交通的發展指明了方向。針對《城市軌道交通車輛電機與電器》課程存在的教學內容滯后、教學模式僵化、評價機制單一等問題，課程組通過校企協同調研，重構“學校課堂+企業站場”雙軌并行的人才培養方案，開發產教融合的在線開放課程。通過整合企業真實項目、優化教學資源、創新教學模式及多元化考核體系，有效提升了學生的職業技能和崗位適應能力。教學實踐表明，該課程改革顯著提高了教學質量，強化了辦學特色，對職業教育與產業需求的深度對接具有重要實踐價值。

關鍵詞：產教融合 在線開放課程 教學模式

近年來，《國家產教融合建設試點實施方案》《國家職業教育改革實施方案》等政策文件明確提出深化產教融合、推進職業教育改革的要求，強調職業院校需緊密對接產業需求，優化專業建設與課程體系。城市軌道交通行業快速發展，技術迭代加速，對從業人員的技能要求日益提高。然而，傳統課程因教學內容更新緩慢、教學方式單一、評價體系僵化等問題，難以滿足行業對高素質技能人才的需求。

研究依托校企共建的軌道交通產教融合實訓基地，以《城市軌道交通車輛電機與電器》課程為載體，探索基于產教融合的在線開放課程開發路徑。通過重構教學內容、創新教學模式、完善評價機制，旨在實現職業教育與產業需求的無縫銜接，為同類課程的改革提供可借鑒的實踐經驗。

1 傳統課程教學中存在的問題

1.1 教學內容與行業需求脫節

課程內容未能及時跟進軌道交通行業技術發展，教材更新滯后，導致學生所學知識與實際崗位需求存在差距。例如，傳統課程對永磁同步電機、直線感應電機等新技術應用涉及較少，難以培養學生解決現代車輛電氣系統復雜問題的能力。

1.2 教學模式缺乏靈活性

傳統課堂以教師單向講授為主，學生被動接受知識，自主學習和創新能力培養不足。同時，受限于時空條件，教學難以滿足學生個性化學習需求，實踐環節與理論教學脫節現象突出。

1.3 評價機制單一化

傳統教學按部就班地進行教學和考核，難以滿足實踐性強的課程評價要求。傳統教學受制于教學時間、空間等因素影響，缺乏及時反饋和評估機制，不能及時發現學生學習過程中存在的問題，難以實時調整教學內容和方式，造成最后評價比較單一，不能真實反映學生技能掌握情況。

2 課程開發的目的和意義

2.1 目標

以產教融合為導向，通過校企協同開發在線開放課程，實現以下目標。

2.1.1 重構教學內容，融入企業真實項目與技術標準

以軌道車輛檢修崗位能力為核心，融合地鐵公司真實工單與行業技術標準重構課程體系。選取城市軌道直流電機認知及故障檢修、城市軌道交流電機認知及應用、變壓器、永磁同步電機軌道交通牽引系統、軌道交通車輛牽引系統主型電氣、車輛輔助電源系統等6個典型企業項目為載體，按“設備認知—運行維護—故障排查—數據優化”四階段設計教學任務。引入IEC 61373《振動沖擊標準》、EN 50155《軌道交通電子設備規范》等5項國際標準，結合企業級診斷工具開展實訓。

聯合地鐵運營公司及車輛制造企業，共建“動態案例庫”，融入牽引電機能耗優化、永磁同步電機維護等前沿技術。依托校企共建實訓基地，實施“工單化”教學，要求學生完成牽引電機的認知、牽引電動機檢修等真實工單任務，并參照《軌道交通車輛檢修工職業資格標準》進行考核。每學期根據行業技術白皮書及企業反饋更新30%教學案例，強化學生標準化作業能力與工程思維，實現課程內容與車輛機電崗位“檢修—診斷—優化”全流程深度對接。

2.1.2 創新“線上線下混合式”教學模式，提升學生自主學習能力

構建“SPOC平臺+工單化實訓”雙主線教學模式，依托校企共建虛擬仿真實訓平臺，開發牽引電機三維拆裝、電器故障VR診斷等6個線上交互式學習模塊，支持學生自主探究。線下以地鐵公司真實工單（如牽引變流器參數異常調試）為驅動，結合西門子SIBAS仿真系統開展項目化實訓。

設計“微課預習—線上仿真—工單實施—數據復盤”四段式學習流程，配套企業案例視頻庫及故障樹分析工具包，強化自主問題解決能力。引入智慧教學系統跟蹤學習行為數據，動態推送EN 50155標準解析、永磁同步電機維護指南等個性化資源。通過“過程性考核（線上任務進度）+企業認證考核（工單達標率）”雙維度評價體系，實現“理論學習—虛擬訓練—實操作業—技術迭代”閉環提升。每學期更新20%虛實結合教學項目，對接《城市軌道交通電動客車檢修規程》最新版，確保教學模式與行業技術演進同頻共振。

2.1.3 建立多元化考核體系，對接企業崗位能力需求

建立“基礎能力+崗位勝任力+技術迭代力”三維考核框架，深度融合《軌道交通車輛檢修工職業資格標準》及企業崗位能力圖譜。理論考核嵌入IEC 61373、EN 50155等標準條款應用分析；實操考核依托西門子SIBAS仿真系統，設置牽引電機振動超標診斷等6類工單任務，由企業導師按地鐵公司工單完成度標準評分。

2.2 意義

2.2.1 理論層面：構建產教融合課程開發新范式

以“雙元驅動、能力本位”為核心，重構職業教育課程理論框架。聚焦行業技術迭代與職業能力需求，打破傳統學科壁壘，建立“崗位標準—課程目標—教學實施”三級聯動模型，推動課程內容動態更新。通過融入企業技術規范與真實項目案例，形成理論教學與職業能力精準匹配的課程開發路徑，為職業教育課程改革提供系統性理論支撐。

2.2.2 實踐層面：打造校企協同課程開發標準化模式

基于“需求共研—資源共建—評價共管”機制，整合企業技術資源與院校教學資源，開發模塊化課程包、虛擬仿真實訓平臺及活頁式教材。以軌道類專業為例，形成“課程開發五步法”（需求調研、方案設計、資源開發、試點驗證、迭代優化），建立可復制的標準化流程，縮短課程開發周期50%以上，助力院校快速響應行業技術升級需求。

2.2.3 社會層面：賦能行業人才供給側結構性改革

通過課程與崗位能力深度銜接，實現學生入職適應周期從6個月縮短至3.5個月，企業用人滿意度提升至98%以上。同步建立產教數據共享平臺，推動行業標準與教學標準互認，促進教育鏈、人才鏈與產業鏈有機融合。近三年為軌道交通行業輸送適配人才超2000人，支撐智能運維、無人駕駛等新興領域高質量發展。

3 基于產教融合的在線開放課程開發及實踐

3.1 教學內容重構：對接產業需求

隨著城市軌道交通向智能化、綠色化方向快速發展，車輛電機與電器技術面臨更高要求。為精準對接軌道車輛檢修崗位需求，課程組聯合南通地鐵及車輛制造企業，深入開展崗位能力調研，明確當前行業在牽引系統故障診斷、網絡控制調試、能效優化等領域的技術人才缺口。基于“崗位能力為核心、工單任務為載體、技術標準為支撐”的理念，重構課程體系，以“設備認知—運行維護—故障排查—數據優化”四階段為主線，融入企業真實工單與國際技術標準，培養兼具標準化作業能力與工程創新思維的高素質技術人才。

3.1.1 課程體系建設

設備認知階段：圍繞直流電機、異步電機、永磁同步電機等核心設備，結合三維仿真模型與企業拆裝視頻，解析電機結構、電磁特性及關鍵參數。例如，通過南京地鐵提供的牽引電機實物教具，學生可直觀掌握定子繞組布局、絕緣材料特性等知識。引入IEC 61373振動沖擊標準，借助振動測試平臺模擬電機運行環境，分析機械結構與抗震設計要點。

運行維護階段：設計“西門子SIBAS系統基礎操作”“牽引變流器參數標定”等實訓任務，要求學生依據EN 50155電子設備規范完成設備狀態監測與日常維護。結合南通地鐵提供的運維工單案例，強化標準化作業流程意識。

故障排查階段：搭建“故障樹分析+企業診斷工具”雙軌訓練模式。例如，針對牽引電機過熱故障，學生需使用SIBAS系統讀取實時數據，結合EN 50126可靠性管理標準，逐步排查絕緣老化、冷卻系統異常等潛在問題。引入VR故障模擬系統，還原“網絡控制信號干擾”“電機軸承異響”等復雜場景，提升應急處理能力。

數據優化階段：對接企業能效提升需求，開展永磁同步電機能耗數據分析實訓。學生需基于MATLAB/Simulink搭建電機模型，優化控制參數并輸出《能效改進方案報告》。

3.1.2 虛實融合的數字化教學資源建設

線上SPOC平臺開發：校企聯合開發虛實結合的交互式學習系統，重點打造六大核心模塊。

（1）永磁同步電機三維拆裝訓練系統，集成零件識別、裝配公差檢測功能；

（2）牽引變流器參數異常仿真模塊，設置過壓、欠頻等12類故障模式；

（3）網絡控制信號干擾VR診斷系統，可模擬車地通信延遲、數據丟包等復雜場景；

（4）制動系統氣路故障模擬平臺，構建壓力波動可視化模型；

（5）轉向架動力學分析工具包，支持軸重分配、輪軌接觸應力計算；

（6）列車網絡控制系統（TCMS）邏輯仿真器，實現MVB總線協議數據解析。每個模塊配備微課視頻、三維動畫、標準作業流程（SOP）等配套資源。

線下工單化實訓體系：對接地鐵公司檢修工單管理系統，將典型工作任務轉化為教學項目。

牽引系統類：包括IGBT模塊更換、斬波器參數調試等。

網絡控制類：涵蓋ATO模式切換異常、冗余控制器切換故障。

機械檢修類：涉及齒輪箱油液檢測、聯軸節對中調整。

電氣系統類：包含接觸器觸點燒蝕處理、接地故障定位等。采用西門子SIBAS仿真系統構建虛實聯動的實訓環境，工單實施過程嚴格遵循TB/T 3316-2020檢修規程，引入企業級診斷儀器如Fluke 190-204示波器、KTS診斷儀等設備。

3.2 教學模式創新：線上線下深度融合

3.2.1 微課預習階段

通過企業案例視頻庫（含200+真實故障案例）開展情境導入，配套思維導圖式預習手冊，重點解析如永磁電機退磁機理、IGBT熱失效模型等技術難點。學生需完成課前知識測試，系統自動生成個性化學習檔案。

3.2.2 線上仿真階段

在虛擬環境中完成“觀察現象—參數分析—故障假設—方案驗證”四步訓練。例如在牽引變流器模塊中，學生需通過波形分析識別中間電路電壓振蕩問題，使用故障樹分析工具包（FTA）推導可能成因，系統實時反饋操作合規性評估。

3.2.3 工單實施階段

采用“師帶徒”模式開展真實工單作業，如處理網絡控制柜EMC干擾問題，需完成信號頻譜分析、屏蔽層導通測試、接地電阻測量等標準作業流程。引入企業工單管理系統，實時記錄作業時長、工序達標率等關鍵指標。

3.2.4 數據復盤階段

基于智慧教學系統采集的多維數據（操作路徑、決策節點、工具使用記錄），生成三維雷達圖能力評估報告。開展PDCA循環改進，針對如接線端子壓接不良等共性問題進行專項強化訓練。

3.3 考核體系優化：多元化評價機制

引入企業專家參與考核標準制定，形成“過程考核（40%）+項目實操（30%）+創新能力（30%）”的多元評價體系。對取得職業資格證書、技能競賽獎項的學生予以加分，強化職業能力導向。

創新“階梯式認證”機制，將課程目標拆解為設備維護（初級）、系統調試（中級）、能耗優化（高級）三階段，對接企業技能等級認證。引入動態工單庫，每學期抽取30%考核案例更新為永磁同步電機能效優化、車載儲能系統故障診斷等新技術場景。通過“過程性工單數據（40%）+企業仿真系統實操（30%）+技術方案答辯（30%）”綜合評價，強化標準化作業規范與工程創新能力，實現考核結果與崗位能力需求的精準映射，支撐“檢修—診斷—優化”復合型人才培養目標。

4 實施成效與結論

4.1 成效分析

4.1.1 學生層面：實現崗位勝任力顯著躍升

頂崗實習跟蹤數據顯示，85%的學生入職1個月內獨立完成設備維護工單，故障診斷效率較傳統培養模式提升20%。通過“工單引導+仿真預演”強化標準化作業意識，學生技能遷移周期縮短至2周。畢業生在永磁電機能耗優化等新技術場景中提出改進方案占比達37%，印證“檢修—診斷—優化”能力階梯培養有效性，獲企業技術骨干“上手快、善創新”的普遍評價。

4.1.2 教學層面：構建數字化教學資源新生態

建成包含12個虛擬仿真實訓模塊、86個活頁式工單的課程資源庫，年均訪問量突破1.2萬次。課堂采用“工單闖關+技術擂臺”模式，學生課前資源預習率從45%提升至80%，課堂方案討論參與度提高35%。教師依托企業真實故障案例庫實施項目化教學，形成“工單分析報告（40%）+虛擬操作記錄（30%）+創新提案（30%）”多元評價體系，推動教學從知識傳授向工程思維培養轉型。

4.1.3 校企合作層面：深化產教供需協同機制

校企共建智能運維實訓基地3個，聯合開發車載儲能故障模擬系統等12項實訓裝置，企業捐贈設備總值超300萬元。建立“技術骨干—專業教師”雙導師團隊，完成企業新技術培訓24場，師資互聘比例達1∶5。企業滿意度調研顯示，人才適配度從68%提升至90%，設備調試崗人力成本降低15%，形成“技術反哺教學—教學支撐生產”的良性循環。

4.2 結論

研究通過產教融合的在線課程開發，有效解決了傳統教學的弊端，實現了教學內容與行業需求、教學過程與崗位實踐、考核評價與職業能力的深度契合。未來需進一步擴大校企合作范圍，探索人工智能技術在教學中的應用，持續優化課程動態更新機制。

基金項目：中國交通教育研究會教育科學研究課題（JT2022YB119）、中國高校產學研創新基金資助課題（2022BC031）、中國交通教育研究會教育科學研究課題重點課題（JT2022ZD005）、江蘇航運職業技術學院重點招標課題（HYJY/2022A02）。

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