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基于“产教融合、虚实共生、能力进阶”的山区高桥建造人才培养实践教学研究

向程龙 韦生根
  
大海媒体号
2024年4期
贵州交通职业技术学院 贵州贵阳 551400

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摘要:本文以山区高桥建造高素质技术技能人才培养的教学实践为研究目标,依托贵州交职院道路桥梁工程技术专业,立足专业办学优势和贵州交通发展的特色,主动寻求和产业、企业的联动发展,形成依托贵州高桥在建项目产教深度融合的实训教学模式,借力虚拟仿真等新一代数字技术,建设世界级山区高桥虚拟仿真实训特色资源,为培养山区高桥技术技能人才探索了产教融合、虚实共生的新型实践教学体系。

关键词:虚实共生、能力进阶、山区高桥、实践教学

一、建设背景

开展山区高桥建造核心技能实训往往面临复杂空间结构难观摩、先进建造技术难再现、生产工地实训高风险、大型施工设备采购高投入、高损耗等“三高三难”问题,如何破解实训难题,成为山区高桥建造高素质技术技能人才培养亟待解决的核心问题。

本文选取贵州世界级典型桥梁为工程依托,运用虚拟仿真技术开发山区高桥智能建造虚拟仿真特色资源,与现有桥梁实体实训资源互补,探索构建虚实结合的新型实践教学体系显得十分必要。

二、机制创新

在实践教学研究中,团队选取了贵州交勘股份、桥梁集团等山区高桥设计、施工领先企业及虚拟仿真开发领先企业,创新搭建“一校双企、共建共享”机制。组建“学院骨干教师+企业桥梁专家+企业虚拟仿真资源开发工程师”的虚拟仿真资源开发团队共建资源。学院骨干教师重点进行实践教学体系、环节、评价等设计;企业桥梁专家重点负责收集典型桥梁工程资源,并将桥梁建造新工艺、新技术、新装备、新材料转换为实训教学资源;虚拟仿真资源开发工程师重点负责程序开发。资源建成后,校企双方共享知识产权,共同维护、更新资源,并用于联合开展实训教学、企业员工培训等。

三、具体措施

(一)遴选世界级山区高桥,建设虚拟仿真实训特色资源

团队以“山区高桥”建造施工员、测量员、质安员、试验员等四大岗位能力需求为导向,精准对接四类桥型智能建造成套技术,选取贵州世界级典型拱桥(大小井特大桥—主跨450m,世界最大跨度上承式钢管混凝土拱桥)、斜拉桥(平塘特大桥—主塔高332m,世界最高塔斜拉桥)、悬索桥(开州湖大桥—主跨1100m,亚洲第四大山区峡谷悬索桥)、刚构桥(赫章特大桥—主墩高195m,世界第二高墩梁桥)等为工程依托,充分挖掘桥梁建造过程中贵州原创、世界领先工艺、工法,运用虚拟仿真技术再现喀斯特复杂地质环境下复杂桥梁施工环境、复杂空间结构、复杂施工技术,并系统将“逢山开路、遇水架桥”等贵州交通精神有机融入资源建设内容,打造山区超高混凝土斜拉桥索塔施工、大体积悬索桥隧道锚碇施工、分体式散索鞍成套技术、无支架缆索吊装斜拉扣挂施工等虚实结合的数字孪生资源10项,常规桥梁以虚助实的模块化资源11项。并搭载先进VR、MR等虚拟仿真硬件设备,实现高仿真度、高交互操作、全程参与式“场景化”实训教学。

(二)创新“虚实共生、能力进阶”山区高桥实训教学模式

依托开发的虚拟仿真实训教学资源,与原有校内交通土建国家级生产性实训基地及校外“高桥”实训基地互补,系统构建了虚实共生、能力进阶的“山区高桥”实践教学体系。第一阶段开展“以虚助实、扎实基础”的实训教学组织,以校内结构实验室、无损检测实训基地等“实际”实训教学资源为主,辅以“钢筋混凝土梁弯曲试验”等虚拟仿真实训资源,开展结构设计原理、工程力学等基础课程实践教学,扎实“高桥”基础职业技能;第二阶段开展“虚实结合、强化技能”的实训教学组织,序化《桥梁施工技术》专业核心课为梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥施工4个课程模块,以四类桥型施工技术迭代创新为主线,重构技能体系,构建模块化实践教学内容。择选贵州世界级高桥项目,深化产教融合、校企合作内涵,一座桥一个校外实训基地,将课堂搬到工地,开展“当事人说当时事”现场实践教学,在“实”中认知“高桥”建造工艺、工法;一座桥一项虚拟仿真实训资源,将工地搬进课堂,在“虚”中动手实操“高桥”建造工艺、工法。虚实结合,强化“山区高桥”建造技能。

四、主要成效

“产教融合、虚实共生、能力进阶”山区高桥实践教学模式搭建以来,学生技能水平、教师双师素质、专业群社会服务能力显著提升,推广应用成效明显。

1、学生技能水平显著提升。学生充分运用资源积极开展课内、课外“线上+线下”混合实训,有力提升了学生技术技能水平,近年学生1+X无损检测职业技能等级证书考核通过率100%,参加技能大赛省级及以上获奖达142项。

2、教师双师素质显著提升。教师充分运用资源开展技能培训、生产实践,解决桥梁工程技术难题能力明显增强,双师素质显著提升。教师主持国家级虚拟仿真实训教学模式研究课题1项,教师获全国仿真创新应用大赛全国总决赛一等奖1项,参与山区千米级悬索桥开州湖特大桥健康监测技术服务1项。

3、专业群社会服务能力显著增强。校企联合运用资源为行业、企业、社会成员提供“桥隧工”、“养护工”、“检测员”等职业技能、职业资格培训及继续教育服务。五年非学历培训累计7.6万人日。

同时,特色鲜明的喀斯特山地道路智能“建—养—运”虚拟仿真仿真实训基地入选国家级虚拟仿真实训基,交通土建开放实训基地入选省级高水平专业化产教融合实训基地。

作者简介:向程龙(1988.2),男,汉族,贵州毕节人,副教授,硕士研究生,从事桥梁工程检测、监测研究

基金项目:教育部科技发展中心“虚拟仿真技术在职业教育教学中的创新应用”专项课题:基于虚拟仿真技术的山区桥梁建造实训教学模式创新研究(项目编号:ZJXF2022092)成果。

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