職業教育虛擬仿真實訓基地的建設與思考

馬玉

（山東理工職業學院，山東濟寧 272067）

職業教育中實踐教學占有絕對比例，職業教育在很大程度上就是技能教育。為了讓學生走出學校就走上崗位，高職院校在實訓基地建設方面也是下足功夫，引企入校還原真實的工作環境，加大實踐教學學時等，但是這還遠遠不夠，目前，高職院校實訓教學和管理仍舊面臨很多難題，比如航空、航海類實訓設備耗資巨大、場地要求嚴格，化工類專業實驗儀器昂貴、實驗用品危險性高，這些都在一定程度上限制了學生實訓實訓的開展。

1.虛擬仿真教學技術

虛擬現實（Virtual Reality），簡稱 VR，是20世紀80年代新崛起的一種綜合集成技術，涉及計算機圖形學、人機交互技術、傳感技術、人工智能等知識。它是由計算機硬件、軟件、各種傳感器構成的三維信息人工環境―虛擬環境，可以逼真地模擬現實世界，甚至是不存在的事物和環境。人們投入到這種環境中，會有身臨其境的感覺，并能自主操作，自然地與虛擬環境進行交互。利用虛擬仿真技術，將企業、市場、政府經濟管理部門的運作構建成虛擬仿真實驗環境，再通過設置一定變量，讓學生在虛擬環境中扮演一定角色，并運用自身已掌握的專業知識參與體驗，模擬演練，以達到熟悉企業運作過程的目的。

2.職業教育實訓教學的現狀

復合型人才有著高要求、新標準，但現有的實踐教學環境、實踐教學環節，在新形勢下遇到了瓶頸?，F有實訓基地資源凌亂，缺乏統一管理，沒有統籌規劃。“看不到”：實訓設備貴重、復雜，不能拆裝，無法給學生全方位展示結構、工作原理，學生看不到，難于理解一些設備知識?！俺杀靖摺保簩嵱栂某杀靖?，用塑料件、石蠟件代替金屬件，脫離生產實際，復雜加工不允許做?！拔ｋU性大”：有些工序不可逆，實驗或操作存在安全隱患?！敖處煍盗坑邢蕖保簩嵱栔笇Ы處熡邢?，無法對每一個學生做到點對點指導。“學生積極性差”：學生學習積極性不高，適合學生課后回顧、復習、練習的實訓教學資源匱乏[1]。

3.虛擬仿真與教學深度融合的現實意義

3.1 有助于提升高職院校實訓教學體系建設水平

圍繞專業群中的專業，建設與虛擬仿真相適應的實訓教學課程體系，科學確定實訓教學內容，研究開發VR教學軟件、高仿真實訓場景、與職業崗位相適應的VR孿生虛擬仿真實訓教學資源和實訓項目，配套開發3D版教材。形成“VR課堂教學資源+VR實訓教學資源+3D版教材”的VR資源包，完整覆蓋教學、實訓、自主學習等課程服務全周期，提升實訓教學體系建設水平。

3.2 有助于提高職業院校社會服務水平

堅持“校內輻射與校外共享相結合”“先校內輻射再校外共享”的思想。高職院校依托虛擬仿真實訓基地建設或虛擬現實技術應用專業建設，加強專業教學團隊建設，輻射帶動其他專業群VR技術在教學實訓、科技研發以及社會服務方面的廣泛應用。在校內形成覆蓋全專業群的VR技術教學應用和科技研發的良好局面。依托學校虛擬仿真實訓基地，建立起區域內中高職院校、企業的聯盟，通過全時空VR+教學云平臺，實現VR資源的共建共享。探索構建全新的展覽展示模式，打造高校技術服務和社會服務的新高地，大幅提升社會服務水平[2]。

4.具體思路和做法

山東理工職業學院新能源虛擬仿真實訓基地現為職業教育示范性虛擬仿真實訓基地。現以山東理工職業學院為例探析基地建設思路和具體做法，以供借鑒。

4.1 建設虛擬仿真實訓基地

山東理工職業學院重點圍繞智能制造、新能源汽車、光伏發電技術、化工等專業群，利用數字孿生技術開發設備VR資源，完善理實虛一體的實訓教學環境，建立了覆蓋全院各專業群“集中+分散”“共享服務+專業教學”的虛擬仿真實訓基地，建立起了一體化全鏈條實訓教學新模式，滿足高質量人才培養的教學需求[3]。

基地核心區設1個多功能體驗中心、4個VR教學實訓中心、1個VR課程研發中心，規劃建設了面向“課內課外時時學、校內校外人人學、線上線下處處學”的虛擬仿真實訓基地。

4.2 打造虛擬仿真實訓室

圍繞新能源裝備三大專業群，按照“理實虛一體”的虛擬仿真實訓室建設理念，根據不同專業不同的教學實訓需求和課程特點，購置1批分布式虛擬仿真實訓系統，虛擬仿真實訓室配置大型的VR/AR/MR設施以及實訓電腦，開展集中的虛擬仿真實訓教學項目。分布式虛擬仿真實訓系統（軟硬件）部署在真實實訓教學現場（如整車拆裝實訓車間、車身修復實訓車間等）。教師使用虛擬資源講演，學生實操訓練，完成以實帶虛、以虛助實、虛實結合的教學設計。

4.3 建設VR教學資源

堅持目標性原則，緊緊圍繞學院人才培養目標進行；堅持系統性原則，使體系內的各個環節相互銜接和協調統一；堅持課程化原則，利用虛擬仿真技術優化實訓教學內容，將實踐教學的各種環節以課程形式進行組織、實施和管理；堅持開放性原則，借助教學云平臺和虛擬仿真教學資源，增強實踐教學形式的多樣性和內容的豐富性；堅持全程評價原則，通過教學云平臺，實現對學生的整個實踐教學環節進行考評、控制、反饋。通過引入虛擬仿真技術，科學合理規劃實踐教學體系，對實踐教學內容、實踐教學方法進行不斷改革，形成我院特有的實訓教學模式。

4.4 提升教師信息化應用水平

以教師專業能力發展和信息素養培養為核心，推行教師虛擬仿真資源開發能力和信息化教學能力培訓新模式，開展“主題式培訓”“任務驅動”“實踐導向”“問題解決與案例研習相結合”等多樣化培訓方式。提升師資隊伍國際化水平，定期輸送教師到海外培訓，選派3名團隊成員攻讀博士學位。引入國內知名VR企業技術研發團隊入駐學院，邀請虛擬仿真領域教育專家到校指導，制定以項目團隊成員為主，覆蓋學院青年教師、專業帶頭人、骨干教師的培養和培訓計劃，培訓人次達1000人次/年；引進行業內有影響的領軍人才3人，成立3個虛擬現實技術大師工作室；每年遴選5名教師去合作企業掛職鍛煉，遴選5個院級VR技術開發應用教學團隊，通過企業培訓和專家指導，提高團隊研發水平。

4.5 構建虛擬仿真實訓教學新模式

數據驅動，實現實訓教學流程再造，積極探索智能化實訓流程與資源建設路徑，開展虛擬仿真實訓教學模式創新研究與實踐。不斷融合行業企業資源與需求，借助虛擬仿真技術拓展產教融合校企合作的途徑和手段。深化虛擬仿真技術與教育教學及實訓的融合，以創新促發展，有效促進教育服務供給方式、教學模式的變革，提升學生職業素養[4]。

4.6 多功能虛擬仿真實訓管理和共享平臺

實現專業（群）、校企、家校、職教集團、跨省市范圍內的實訓教學資源共享，滿足多場地、多專業、多學校、多區域協同的虛擬仿真實訓教學的需求。探索產教融合校企共建共管的新模式和新途徑，實現可持續發展的虛擬仿真實訓教學服務支撐體系，通過智能化的虛擬仿真實訓考核評價平臺，能實現對實訓全過程的自動跟蹤、記錄、評價與考核等功能。

4.7 全方位虛擬仿真實訓教學和管理隊伍

創新虛擬仿真實訓教學和管理模式，吸引行業企業深度參與，形成一只高素質、高水平、專業化的教學管理團隊。團隊架構清晰，教學、技術人員結合，核心骨干人員相對穩定，人員結構合理，全方位服務于虛擬仿真實訓室，打造教育理念先進，實訓水平高，研究應用能力強，實訓教學經驗豐富，勇于創新的虛擬仿真實訓教學和管理一體化團隊。