基于国家专业教学标准的国家专业教学资源库建设与应用——以铁道供电技术专业为例

王亚妮,赵华军,刘让雄,王吉峰

(广州铁路职业技术学院,广东 广州 510430)

2004年,《普通高等学校高职高专教育指导性专业目录(试行)》由教育部首次颁布实施,内含“专业目录”及“专业简介”,我国高职教育首次推出了“电气化铁道技术”专业。2012年,按教育部工作部署,全国铁道职业教育教学指导委员会(简称“铁道行指委”)对接2005年专业目录,主持开发了《高等职业教育电气化铁道技术专业规范》,规范了初始岗位、职业资格证书、专业核心课程、师资结构及实训设施的设置,教育部以其为基础颁布实施了《高等职业教育电气化铁道技术专业教学标准》。2015年,我国《高职专业目录》新版修订并颁布实施,“电气化铁道技术”修订为“铁道供电技术(简称铁道供电)”。2017年,根据新版专业目录启动了《高职专业教学标准》的制订,2019年完成修订并颁布实施。与此同时完成的还有《高等职业教育铁道供电技术专业实训条件建设标准》,以及铁道行指委为了进一步细化国家标准主持研发了《高等职业教育铁道供电技术专业指导性教学标准》,这标志着该专业国家系列教学标准已经成型。

2005年起,我国轨道交通线网快速扩张,电气化铁路的里程数快速增长,开办“铁道供电技术”专业的高职院校由最早的5 所增至28 所,国家专业教学标准的出台,解了铁路院校的燃眉之急。但开设铁道供电专业的高职院校,面临人才培养的困境:一是专业教师良莠不齐,优质教学资源稀缺且分散,学校、企业、行业各自为政,各种教学资源标准不统一;
二是资源更新速度慢,新技术、新标准、新设备不能得到及时推广;
三是教学模式传统落后,“互联网+”下的教学改革缺少高质量的线上教学资源等。组建一流团队,建设一流资源,提供一流服务,共建共享铁道供电专业教学资源库,以提高专业整体人才培养质量,加快人才培养进程势在必行。

《国家职业教育改革实施方案》提出“健全专业教学资源库,建立共建共享平台的资源认证标准和交易机制,进一步扩大优质资源覆盖面”[1],体现国家高度重视专业教学资源库建设。广州铁路职业技术学院(以下简称“广州铁职院”)作为全国铁道职业教育铁道供电专业教学指导委员会(简称“铁道供电专指委”)主任委员单位,联合郑州铁路职业技术学院等9 所铁路院校,于2017年启动铁道供电技术专业资源库项目建设,2019年,此资源库被立项为国家职业教育专业资源库。从此,国家专业教学标准携手国家专业教学资源库走进了铁路高职院校,在规范人才培养方案、提升人才培养质量方面,发挥着引领和指导作用。

牵引供电系统是轨道交通的关键基础设施,是列车动力之源,其供电能力、供电质量直接关系到轨道交通运营安全性、可靠性和经济性。铁道供电专业主要为电气化铁路牵引供电系统、城市轨道交通供电系统施工建设与运行维护提供服务,是轨道交通行业6 个特有专业(铁道机车、铁道车辆、铁道供电、铁道工程、铁道信号、铁道运输)之一,是高铁系统的关键技术。

(一)确立“职业导向、能力递进”的培养理念

铁道供电技术专业国家专业教学标准为教育过程提供内容依据和原材料[2],专业通过课程集群达到人才培养目标,课程集群按照教育理念和一定的逻辑关系构成课程体系,集中体现专业教学标准内涵特色。在近20年的研究实践中,广州铁职院对国铁集团18 个铁路局、25 所铁路院校进行了全面调研,对广州供电段、广州地铁供电运营、施工岗位设置及其职业标准进行了深入研究,确立“维修电工”为基础职业岗位、“接触网运行检修与施工”“变配电所运行与检修”“电力设备运行与检修”“电气设备试验”为主要职业岗位群,建立“面向行业企业主要岗位群,递进培养职业能力”的人才培养理念,将学科系统模型的课程体系改革为“实践导向、能力递进、岗课证融通”的职业教育课程体系,致力于将职业岗位能力、课程和职业技能证书内容相互融通,主张以实践为导向进行课程及课程模块开发,将课程的实施置于有意图的、复杂的工作情境之中,达到提升学生解决实际工作问题能力的培养目标。

(二)构建“实践导向,阶段递进”的课程理念

课程体系模型如图1所示,分三阶段递进培养学生的职业能力:第一阶段,面向大一学生,实施电工、钳工等专业基础课程教学,要求学生能应用PLC 技术、人工智能技术设计开发简单的基础项目,具备职业基础能力;
第二阶段,通过专业核心课程及其它专业课程教学,要求学生能完成企业主要职业岗位的典型工作项目,具备职业专项能力;
第三阶段,针对企业的技术和生产组织的特点,设计主要职业岗位的典型综合项目,开设专业拓展课程,培养学生的职业综合能力。表1所示为岗课证融通课程设置对应表[3]。

表1 “实践导向、能力递进、岗课证融通”课程设置对应表

图1 “实践导向、能力递进、岗课证融通”课程体系模型

(三)遵循“一体化设计、结构化课程、颗粒化资源”建设逻辑

铁道供电专业资源库在资源体系设计中,坚持专业教学资源库是专业层面上对数字资源的整合,提出基于标准的教学资源库的建设框架,在完整的国家专业教学标准的课程体系基础上布局国家专业教学资源库课程中心,并不断更新,满足人才培养、教育改革和产业发展需求。在这一思路下,遵循“一体化设计、结构化课程、颗粒化资源”建设逻辑,在“系统论”指导下,提出“四同步:课程中心与专业课程体系同步重构、素材中心紧跟行业升级同步更新、一园地与工作室同步打造、育训课程资源同步建设、铁路工匠精神融入课程资源同步育人”,构建“一园地、四中心、一博览馆、两特色资源”专业资源体系。按“基本资源、拓展资源、资源丰富”的资源建设思路,重点打造“一园地、四中心、一博览馆、两特色资源”资源体系(如图2所示),满足学生、教师、企业员工和社会学习者等多元使用者的需求。

图2 “一园地、四中心、一博览馆、两特色资源”资源体系结构图

在国家专业教学标准不断完善的进程中,2010年,教育部启动国家职业教育专业教学资源库建设项目,定位为:以专业为依托,由职业院校牵头,行业企业共同参与,利用现代信息技术手段,通过共建共享集合全国优质教学资源,满足职业院校师生、企业员工和社会学习者“能学、辅教”需求的在线教学和学习系统[4]。

(一)建设过程

1.用户需求分析

为准确了解不同用户对资源库需求,项目组对中国国铁集团17 个铁路局发放调查问卷,回收有效问卷363 份;
对23 所铁路高等职业院校发放调查问卷,回收171 份有效教师问卷和1203 份毕业生问卷,总体设计流程如图3所示。分析表明,不同用户对专业教学资源库的建设需求总体可以划分为两种类型:一是教师、学生、企业员工和社会学习者和VIP 定制用户对铁道供电技术专业领域的学习需求;
二是社会公众表现出对节能环保、设备简单维护维修的普遍关心。项目团队认为,专业教学资源库不仅要为其专业领域学习提供优质教学资源,更要担当社会责任,成为铁道供电技术知识全民普及的推广站。

图3 资源库总体设计流程图

2.设计与论证

按照学校、行业企业和社会学习者的需求分析结果,详细梳理具体需求,其中,学校需求主要是以辅教辅学为主的专业建设、课程实施、实习实训、职业技能鉴定等;
企业需求主要是专业学习、职业培训、职业技能鉴定、行业资源等;
社会学习者的学习需求主要是专业学习、职业培训与鉴定、科普性了解等。自主学习、职业技能鉴定、继续教育、素材检索利用是共同需求。基于以上需求,铁道供电教学资源库建设总体框架设计如图4所示。学习中心是资源体系核心内容,资源管理平台为学习者提供人性化界面,其可通过电脑、手机、平板等终端自主选择从而进行系统化、个性化的学习。

图4 铁道供电技术专业教学资源库建设总体框架

3.共建联盟

为进一步整合各校优质教学资源,规范入库资源内容与技术标准,广州铁职院与郑州铁职院牵头,联合全国30 余所职业院校与行业企业,组建了“铁道供电技术专业教学资源库联盟”。2018年5月12日,两个主持单位在郑州召开了联盟成立大会。共有来自全国18 所铁路院校30 余名代表参会,23 所铁路高职院校作为首批成员加入联盟。会议认真研讨了资源库建设总体任务与分工、课程共建共享标准等相关问题,为进一步建设国家级专业教学资源库奠定了基础。

4.集中建设

一是完善资源库工作机制。将专业教学标准、人才培养方案、专业教学资源库建设等工作纳入全国铁道供电专指委工作内容,通过年会、竞赛、培训多种形式推动项目建设。二是完善建设方案和任务书。邀请多位资源库建设方面的专家进行讲座、经验分享与指导,研讨资源库建设工作机制等,进一步统一思想、凝聚共识、明确任务、落实责任等。三是完善课程体系及标准化课程知识树。遵循初学者→生手→熟手→能手→高手(专家)的职业成长规律,归纳每个人不同职业发展阶段3—5 个代表性的工作任务。按“典型工作任务”进行分组,由专业教师与企业实践专家进行面对面深度访谈,共同完成“典型工作任务”的具体描述,为完善与优化专业课程体系、课程标准、课程知识树提供了重要依据。

5.运行完善

对资源库的运行情况和用户体验进行问卷调查,紧跟网络信息技术的更新,不断升级资源库平台功能,根据行业职业的最新变化,动态更新教学资源库素材和资源。通过制订《铁道供电技术专业教学资源库学分互认管理办法》《关于专业教学资源库学院推广应用评定及奖励办法》等相关文件,建立资源库推广应用的长效机制。

(二)建设内容

1.打造专业资源园地

按照企业人才需求调研→职业岗位及岗位群确定→典型工作任务筛选→职业岗位能力分析→课程体系开发→人才培养方案制定的专业建设思路,建设基础资源:专业调研报告、国家专业教学标准、国家专业实训条件建设标准、行业标准、技能竞赛、专业人才培养方案、专家库、名师库和企业兼职教师库等。

2.打造“课程—微课—素材—仿真”四中心核心资源

四中心是资源库建设的核心,包含课程中心、微课中心、素材中心和仿真中心等四部分内容(见图4)。

(1)课程中心

按照“实践导向、能力递进、岗课证融通”职业教育课程体系设计思路,每个职业岗位均设置了对应的课程或课程群。以职业岗位“接触网工”为例,基于典型工作任务,设置了接触网基础、高铁接触网运行与检修、接触网工程施工三门课程,递进培养学生接触网运行、检修、施工能力,如图5所示。

图5 “接触网工”对应的课程群设置示意图

课程中心资源体系的设计,提出了“四化——资源体系设计一体化、课程结构模块化、课程内容项目化、素材资源颗粒化”理念,以“实践导向、能力递进、岗课证融通”课程体系教学成果为基础,制定人才培养方案,建设课程21 门,如图6所示。其中,“专业基础课程5 门、专业核心课程8 门”为标准化课程,专业拓展课程(实训培训课程2 门、双语培训课程2 门、创新创业课程1 门、其他拓展课程3 门)为个性化课程。

图6 国家专业教学标准与国家专业教学资源库课程中心衔接示意图

按照结构化课程建设思路,每门课程都有完整的培养目标、教学设计、教学情境、教学组织、教学课件、习题库、试题库、企业案例、在线测试、在线互动等;
每个教学项目包含专业相对应的职业标准、技术规范、作业流程、作业视频;
每个教学项目分解为教学任务,围绕知识点/ 技能点建设大量、有效的易于管理的颗粒化资源,构成标准化课程,并作为用户开发个性化课程的基础。

图7所示是专业核心课程“高铁接触网运行与检修”的解构图,基于典型工作任务开发课程,设置了24 个教学项目,93 个知识点/技能点,超过1200 个颗粒化素材,一方面可以组建高水平标准化课程,另一方面可以帮助教师组建个性化课程。

图7 专业核心课程“高铁接触网运行与检修”的解构图

(2)微课中心

各门课程按照知识/技能点设置颗粒化资源,进行微课设计,学习者按照个性化学习、按需选择学习,既可查漏补缺又能强化巩固知识。每个微课视频配有相应的扩展学习资源和二维码。学习者可通过手机、电脑、PAD 等移动终端随时随地学习,满足自主学习需求。

(3)素材中心

按照课程建设思路和要求,教学资源库计划建设9 类教学资源,包括教学文本、教学PPT、图片资料、音频视频、动画资源、工程图集、企业案例、规范规程和习题试题等。

(4)仿真中心

牵引供电虚拟仿真资源包,真实还原高铁牵引供电系统的模型,并配以相应的交互设计,可对系统进行360°旋转查看,操作过程中可根据观察的需要进行旋转、缩放等操作,同时辅以相应的文字介绍。其子系统模型应具有与真实的高铁接触网、变电所子系统一致的拆装功能。

3.建设电气化博览馆

为使学习者了解我国电气化铁路的发展历史及典型工程案例和运营线路,增强从业认同感和自豪感,建立完备的电气化博物馆WEB 在线浏览展示及虚拟参观服务系统,实现博物馆相关信息的发布、藏品资源展示,以及承载虚拟游览体验馆的运行。

4.建设国际与传统品牌资源

(1)“一带一路”资源

为服务我国高铁“走出去”及“一带一路”国家倡议,特设置此栏目。栏目下设“国际线路”“双语教学”等。为联建单位提供国际合作线路资讯和境外培训资源,用于指导院校和企业对境外开展专项技能培训、技能鉴定、新技术应用培训、企业管理培训和技术服务等。

(2)工匠传承资源

为探讨、宣传、引导“优秀工匠精神”的培育建设此内容。重点分享优秀电气化人的成长经历和成功经验,引导学习者将“工匠精神”与技术活动、技能培育有机结合起来,提升专业技能、开发智慧潜能、培养健全人格,成长为集技术技能高超的能者、品德高尚的智者、持续发展的强者、勇于创新的先锋于一身的优秀人才。建设内容包括大师工作室、创新创业、工匠故事等栏目。

项目建设充分利用“铁道供电技术专业教学资源库共建共享联盟”和全国铁道供电专指委,创建共建共享及应用推广机制,积极利用资源库组织教学、企业员工培训、境外人员培训,确保教学资源持续更新满足不同类型用户的需求、提升“能学”“辅教”效率与质量。在校学生满意度为95%,企业和社会学习者使用满意度为90%,教师满意度为94%。

(一)资源利用率高

截至2021年9月,资源库素材总量26487条,素材总量1327.9G,题库14074 条,注册用户72472 人,资源库成为铁道供电技术专业人员的培训信息资源提供平台;
教师注册数达到2701人,活跃用户2589 人,资源库成为铁道供电技术专业教师实施教学改革与建设的交流平台;
社会人员和企业注册用户达6547 人,活跃用户6503人,资源库成为社会和企业服务的资源供给平台;
建设标准化课程21 门(含社会培训课程4 门、创新创业课程1 门、专业拓展课程3 门)、个性化课程444 门,颗粒化资源26487 条,带动近千所院校应用资源库,提升职业院校教学信息化水平;
资源库达到1000 人同时在线,每日远超1000 的访问规模,整体提升我国铁道供电技术专业服务经济社会发展的能力,促进轨道交通行业发展;
专业教学资源库建设成果催生“十三五”国家规划教材7 部,发表研究论文21 篇,出版学术专著2 部,有力宣传了我国铁道供电技术专业的发展。

(二)各联建院校共同推广

为推动资源库的使用和推广工作,第一主持单位与第二主持单位和其他各联建院校均签订了项目建设合同,明确了各联建单位的推广指标和任务,并通过资源库联盟和全国铁道供电专指委工作平台,进行了推广应用与课程建设的培训和指导,保证各联建院校的骨干教师以及学生掌握资源库学习平台的使用技巧,以点带面推动资源库的使用,保障了项目建设以及应用推广工作高标准、高效率的推进。通过师生全方位的培训和有效的应用推广手段,教师用户2701 人,注册院校2277 所,资源库在各院校的使用效果良好。

(三)提高了人才培养质量

开展微课竞赛活动。举办2021年全国铁道职业教育“简意杯”铁道供电技术教学微课大赛,共收到10 余所铁路企业员工、30 余所院校教师130 位参赛人员的113 件参赛作品,产生一等奖作品12 个,二等奖作品23 个,三等奖作品34 个。获奖作品全部作为优质资源,纳入国家级铁道供电资源库。大赛推进了教师、教材、教法改革,构建以学习者为中心的教育生态,深挖课程思政元素、促进课程思政实施,更好适应教学模式和评价模式改革需要;
提高了职业院校教师建设颗粒化资源、构建模块化课程、实施项目式教学的能力;
适应了“互联网+ 职业教育”发展需求,提高了职业教育技术应用能力和信息化教学水平;
坚持“以赛促教、以赛促学、以赛促改、以赛促建”,加强了职业院校师资队伍建设,对资源库的推广应用起到了积极的作用。

举办学生技能竞赛。举办职业院校“捷安杯”铁道牵引变电技能竞赛,共有来自全国30 余所职业院校的60 多支参赛队伍参加。中国国家铁路集团有限公司工电部领导亲临现场指导了两次大赛。竞赛包括理论知识和技能操作两部分,采用了铁道供电国家资源库试题库作为理论考试题库。为了充分发挥竞赛对国家资源库的推广作用,促进专业发展,项目团队还同期举行了全国高职院校“铁道供电技术(城市轨道交通供配电技术、供用电技术)专业建设成果展”,在竞赛现场展出各所学校的成果案例,为各所学校提供1—2 块宣传展板,展示本校近年来在铁道供电技术(城市轨道交通供配电技术、供用电技术)等一个专业或者多个专业中人才培养模式改革、教学创新团队建设、“三教”改革、教学资源建设、实践教学条件建设、产教融合等方面取得的建设成果,进一步促进了各院校专业建设成果的交流,提升了专业教学改革力度,提高了学生专业综合技能,实现“以赛促教、以赛促学、以赛促改”的目标。学生竞赛作品全部纳入铁道供电国家资源库,供四类用户共享。

(四)开发了优质课程资源

资源库构建了应对铁道行业人才培养需求,校、行、企全程参与的资源开发与管理系统,打造了一个以兼顾四类用户知识、技能、职业素养提升,以就业能力和职业生涯发展能力为目标的优质课程资源平台。引入企业优质资源,持续将行业企业的新技术、新工艺、新业态等优质资源和生产实际案例纳入资源库,呈现行业产业“六新”要求[5]。通过资源库,学习者不仅可以在平台中借鉴同一专业国内外优质教育资源与产业最新技术内容,亦可借助多种网络沟通工具,自发形成跨地区、跨院校、行业企业全程参与的资源开发群组,携手制作符合资源结构化标准的优质数字资源,联手共推优质资源运用。

(五)构建了结构化课程体系

针对轨道交通行业快速发展导致职业岗位群的转型升级,基于电气化专业生产过程和技术过程分析,提炼出各职业岗位的典型工作任务,以此为基础分解各岗位职业能力和职业素质,确定学习领域。将学习领域系统设计为专业基础课程、专业核心课程和专业拓展课程三大模块,其中专业基础课程、专业核心课程为标准化课程,专业拓展课程为个性化课程。系统设计每门课程的培养目标和内容范围,将内容划分为任务、单元等更小的易于管理的逻辑单元,分析提取知识点/技能点,围绕知识点/ 技能点建设大量、有效的资源,构成结构化课程,作为用户开发个性化课程的基础。

(六)打造了高水平教师团队

资源库建设指导团队聘请中国工程院院士担任首席顾问、国家设计大师为代表的一批职教和行业专家,指导资源库一体化设计、规划以及为行业技术发展提供咨询,全面把握国内外轨道交通供电专业领域前沿发展动态、最新理论与运维技术、最新工程项目进展,熟知该领域新技术、新工艺、新材料、新设备。项目团队其他成员由深耕职业教育、精通资源库技术、系统掌握铁道供电专业知识、紧跟行业企业发展趋势要求的高水平专家组成。

铁道供电技术专业资源库秉承先进的教育教学理念,致力于转变和提升职业教育的教学方法、学习方式与信息化技术水平[6],建成了具有国家一流水平、轨道交通行业特色,服务高职院校相关专业人才培养、服务从业人员培训、满足社会人员学习需求的专业资源高地,实现了向“一带一路”沿线国家推广中国特色的铁路技术及教育培训标准,为国家建设灵活开放的终身教育体系、促进学习型社会建设、中国铁路教育培训体系走向世界提供了支撑。

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