1. 引言
随着全球数字化发展的不断推进，数智化已成为推动社会经济发展的重要动力。世界经济论坛《2023年未来就业报告》预测，到2027年全球44%的核心技能将发生变革，数字技能成为职场刚需[1]。国家强调“推进教育数智化，建设全民终身学习的学习型社会、学习型大国”[2]。高等学校作为社会人才培养的重要基地，在数智化技术的传授过程中扮演着重要角色。教育领域正经历着深刻变革，信息技术深度融合重新定义教学方式和内容，旨在更好地满足现代社会对人才的多元需求。
2. 高职课堂教学的发展历程
高职学校的课堂教学经历了“传统教学–数字化教学–数智化教学”三大阶段，目前正处于数智化改革关键时期。在传统的课堂中，教师主导课堂，完成知识的传播，学生只是被动接受，在教与学之间只有简单的问与答，知识获取途径单一；在数字化课堂中，教师借助学习平台构建了线上线下全过程的混合式教学，学生利用在线开放课程及数字教材等数字资源，随时随地获取知识，有效拓展教学的时间与空间，但并未落实个性化教学；在数智化课堂中，利用人工智能技术将传统课堂的师–生互动转化为师–生–机三元互动，借助AI助理、AI课代表、AI知识顾问等角色功能，最终实现“师、生、机”三元互动，完成教学数据的精准采集、教学效果的精准评价、教学过程的精准督导以及学生发展的精准帮扶[3]。
3.“铁路路基施工与维护”课程教学现状和存在的问题
路基作为轨道的基础，直接决定着铁路运维的质量和安全。《铁路路基施工与维护》课程，在专业课程体系中处于承上启下的关键节点，属于铁道工程技术专业的专业核心课程，该课程理论知识抽象、实践技能复杂、技术革新迅速，对教师的教学设计、授课资源及教学能力提出了较高的要求。然而，《铁路路基施工与维护》课程在日常的教学中表现出教学方法陈旧、实训项目单一、教学沉浸式体验缺失、教师数智化能力欠缺及教学评价体系不完善等问题。这些问题严重影响了知识传授、技能提升以及素养达成，对学生了解企业一线行业动态及企业技术技能人才需求造成阻碍。这就亟需数智化改造为课程改革提供新动力。
4. 整体改革研究思路
基于此，本文聚焦《铁路路基施工与维护》课程的数智化探索，结合工程行业的发展趋势、技术革新及高校教学工具，明确数智化教学目标，优化教学内容与方法，构建完善的数智化教学评价体系，探寻前沿科技与课堂教学及全方位育人协同推进的有效路径，从而打造出高质量的数智化课堂。
(1) 融入数智化资源，重构教学设计
以铁路行业最新技术标准为依据，分析路基施工员、线路工等岗位的核心能力需求，将BIM技术、智能压实监测、无人机地形测绘等新技术融入课程内容。将课程划分为“路基智能设计”“智能施工监测”“病害智能诊断与治理”等模块，每个模块包含理论知识、虚拟仿真实验、智能设备操作实训等环节，形成“理论–仿真–实操”一体化教学体系，实现教学设计与岗位需求的紧密对接。
(2) 借助数智化平台，重塑课堂形式
借助学习通、“铁小智”等AI应用平台，构建“课前——智能规划与精准准备、课中——智能交互与动态教学、课后——智能评估与个性辅导“的全过程智能交互式课堂，实现了学生学习轨迹的实时记录、学习数据的精准分析以及学习辅导的个性化设计。借助虚拟仿真平台，将“施工现场”搬进校园，解决了工程结构和工法无法全过程展示、技能无法反复训练、施工过程无法跟踪等教学难题，实现教学智能化、互动化、远程化等功能，缩短了学生与实际工作岗位的距离[4]。
(3) 依托数智化手段，升级评价体系
以数据为基础、以智能算法为支撑，升级评价体系的科学性与精准性。以岗位标准为依托，从过程表现、成果汇报、增值幅度三方面出发，构建教教师评价、企业导师点评、学生自评、学生互评、系统智评的多元多维考核评价体系。以CFG桩施工为内容为例，考核评价体系见下图1。
Figure 1. Multi-dimensional and full-process assessment and evaluation methods
图1. 多元多维全过程考核评价方式
(4) 科技与思政同行，坚守育人初心
在科技的助力下，我们应警惕形式创新而忽视事物本质，要以思政教育引领科技应用方向。本课程以“精益求精，技能报国”为主题，设计“明规守则识图纸，精准计算核算量，循序渐进奠基础，精益求精筑路基，技能报国干维护”的课程思政主线。在路基结构认知中对标职业规范、行业标准，培养学生明规守则、遵章守纪的职业操守；在路基工程量核算中精准计算、分毫不让，培养学生精准计算、细致观察的职业素养；在地基处理时强调万丈高楼平地起，培养学生循序渐进、稳扎稳打的职业习惯；在路基填筑中联动青藏铁路三大难题，培养学生吃苦耐劳、匠心追梦的职业规划；在路基维护的讲授中围绕“以防为主、防治结合的养护原则，培养学生防微杜渐、技能报国的职业思路。全过程融入思政元素，培养学生职业操守，铸就学生职业品质。
5. 教学实施
本文以《铁路路基施工与维护》课程中“CFG桩施工”教学内容为例进行数智化的课程设计与研究，旨在提高学生数智化素养，拓宽人才培养途径，提升人才培养质量。
5.1. 教学目标
知识目标：掌握CFG桩的结构组成、加固原理、施工技术要点以及质量验收标准。
能力目标：能根据工程资料编写CFG桩施工技术交底文件；能根据施工工艺及质量控制要点指导现场施工；能用数智化技术优化施工。
数智及素养目标：具有创新精神的团结意识，具备数据分析及数智化应用能力。
5.2. 课前数智导学
教师活动：教师通过学习通平台上传城际铁路CFG桩资料、CFG桩微课视频，并发布课前测试。在教学QQ群与学生及时沟通，了解学生学习动态，答疑解惑，完成学情分析，确认学习难点，以重、难点出发设计教学活动。
学生活动：通过观看微课、施工视频，自主探索CFG桩加固原理、结构组成及施工流程相关知识，完成课前测试，在学习群内交流讨论。
设计意图：通过课前任务完成及讨论情况，掌握学情，帮助教师梳理教学重、难点，同时培养独立思考的习惯。
5.3. 课中数智助学
(1) 趣味游戏激兴趣
教师活动：借助BIM仿真视频教师讲解CFG桩施工流程，并发布“卡片”活动，引导学生动手拼图，完成CFG桩施工流程拼图任务。
学生活动：小组利用写有工序名称的“卡片”完成CFG桩施工的工艺流程图。
设计意图：仿真视频让知识更加生动形象，卡片趣味活动激发学生学习兴趣，施工流程讲解中强调万丈高楼平地起，培养学生循序渐进、稳扎稳打的职业习惯。
(2) 仿真平台练流程
教师活动：虚拟仿真平台设定情景，要求学生在虚拟仿真平台中完成CFG桩施工，操作过程中引导学生查阅《铁路路基工程施工质量验收标准》严格对照标准执行。查看仿真后台学生操作得分，关注每位学生学习情况及掌握程度。
学生活动：结合教师讲解，查询《铁路路基工程施工质量验收标准》，在虚拟平台进行CFG桩施工流程练习操作。根据仿真平台操作报告及教师巡查指导及时改正纠错。
设计目的：引入《铁路路基工程施工质量验收标准》，培养学生明规守则、遵章守纪的职业操守；虚拟仿真系统的使用可以在无形中拓展学生的数智化视野，提升学生数智化素养；仿真系统自动输出的仿真实训报告，可以实现系统智评。
(3) 信息手段提技能
教师活动：教师发布任务，以小组为单位讨论CFG桩施工各个工流程、质量控制要点、通病及防治措施，并利用信息软件(XMind、WPS等)绘制思维导图梳理思路。组织各小组上台汇报，并完成组内自评、组间互评，并连线企业导师点评。
学生活动：小组讨论，确定重要节点内容，绘制思维导图，选派代表上台汇报，并完成自评与互评，根据企业导师点评完善思维导图。
设计意图：小组讨论，培养合作意识；思维导图绘制，强化思维逻辑；软件应用，提升信息化手段应用能力；企业导师点评，完善知识体系。
(4) 评价总结促提升
教师根据学生课堂参与度、活跃度、任务完成情况、个人增值成长情况及自评、互评、导师点评、系统智评等方面对学生进行综合评价，帮助学生了解自身在知识学习、技能达成及素养养成三方面的不足，明确提升方向。
5.4. 课后数智拓学
课后由企业导师发布城际铁路CFG桩相关资料，要求学生结合项目基本情况，根据所学知识，借助学校“铁小智”AI应用平台，编制CFG桩技术交底书。完成的技术交底书上传学习通，企业导师进行点评。在编制过程中加深学生对CFG桩施工技术要点的认知，于无形中提升学生数智化能力，培养学生职业操守，铸就学生职业品质，促进学生全方位成才。
6. 结语
高职院校作为培养社会技术技能人才的重要基地，对数智化技术的传授扮演着不可或缺的角色。本文在开展《铁路路基施工与维护》课程教学改革中，围绕“数智化改革”主题[5]，以CFG桩内容为例，设置三维教学目标，融入思政元素，有效结合数智化资源与手段，建立了多元多维的数智化评价体系，对后续课程的数智化改革有积极的示范作用。
基金项目
陕西省职业技术教育学会2025年度职业教育教学改革研究课题：数智化背景下《铁路路基施工与维护》课程改革研究(2025SZX056)；陕西铁路工程职业技术学院2024年第二批次科研基金项目：基于结构方程的装配式建筑核心利益相关者冲突机理研究(2024KYYB-22)。