高職院校示范性虛擬仿真實訓基地建設實踐研究

張靜

（新疆交通職業技術學院，新疆 烏魯木齊 830000）

1 虛擬仿真實訓基地建設的必要性

《國家職業教育改革實施方案》明確了“職業教育與普通教育具有同等重要地位，把職業教育擺在教育改革創新和經濟社會發展中更加突出的位置”，為職業院校在引領職業教育服務國家戰略、融入區域發展、促進產業升級，以及建設教育強國、人才強國帶來新的機遇[1]。職業院校實訓基地建設大多以實體為主，涉及場地、建筑、設施設備等實體工程，但存在投入成本過大，設施設備需不斷升級改造的問題，不易適應新技術、新工藝發展與職業教育同步。而基于現代信息技術開發的虛擬仿真教學軟件，讓學生通過虛擬仿真項目，了解真實工作場景、工作流程、工作技術的同時，還可以不斷升級，不斷與企業發展相契合。學生走上工作崗位后，可以很快適應崗位需求，快速進入角色，實現“校企無縫銜接”，增強工作自信。因此，構建“虛實共進”的虛擬仿真實驗教學體系、校企合作開發虛擬仿真實驗教學平臺，開發線上教學資源與遠程訪問系統，實行線上線下混合式學習，是滿足構建終身學習體系和探索實驗實訓基地建設新模式的現實需要。

2 虛擬仿真實訓基地建設的思路

實訓基地建設需緊緊圍繞“立德樹人”根本任務，以《國家職業教育改革實施方案》為指導，以社會和市場需求為導向，以“產教融合、校企合作、工學結合、知行合一”為改革方向，以“校企共建、開放共享”為發展理念，以“以實帶虛、以虛助實、虛實結合”為建設原則，從交通建設過程“建、管、養”三個環節構建專業群，形成“基礎平臺課程+技術能力課程+綜合能力課程”三階段工學交替能力遞進式課程體系。通過校校、校企合作，結合學院現有實踐教學資源，創建特色仿真實訓基地新模式，共同建設虛擬仿真實訓基地，搭建虛擬仿真實訓平臺，配置虛擬仿真實訓設備，利用教學管理和分享系統對虛擬仿真實訓基地進行整體管理及資源調配共享，打造一個具備教學實訓、技術服務、技能鑒定培訓、科技研發、社會服務等功能為一體的示范性虛擬仿真實訓基地[2]。

3 虛擬仿真實訓基地建設內容

虛擬仿真實訓基地建設內容中，應不斷強化“校企共建”實效性，確保虛擬仿真實訓基地滿足企業真實生產崗位的需求，基地建設涉及設計、施工、試驗檢測、監理咨詢、公路養護及其他服務等方面[3]；同時，通過開放式虛擬仿真資源綜合管理平臺建設，將虛擬仿真教學資源進行整合、共享、開放式管理，滿足交通建設企業員工及疆內外職業院校師生進行學習和培訓，具體建設內容如下：

3.1 虛擬仿真實訓環境建設

圖1 專業虛擬仿真實訓中心效果圖

基地環境建設主要包含四部分：一是專業虛擬仿真實訓中心，融入VR 技術建造一個集教學和體驗為一體的虛擬現實創新教學環境；二是虛擬仿真體驗中心，以沉浸系統呈現綜合了三維圖形處理、位置追蹤、觸覺或力覺反饋、人工智能等多種科學技術，其配套設備主要以VR 輸出、輸入設備，VR 內容制作設備以及用于運算的計算機這四部分組成，整體實現“沉浸感、交互性、整合性、構想性”四大核心技術特征；三是虛擬仿真研創中心，建設圍繞各崗位實踐能力標準，將交通類專業教育教學和實訓工作中的各項高風險、高成本、難度大的教學內容通過VR 虛擬仿真教學資源制作和開發，降低教學和實訓的風險、降低教學和實訓的成本、提高學生對于理論教學的接受能力和重難點知識的接受程度，從而達到提高教學質量的目的；四是開放式虛擬仿真資源綜合管理平臺建設，以虛擬仿新技術為抓手，建成開放式虛擬仿真綜合管理平臺，以便達到整合和開發課程資源、專業資源，促進院校專業群建設與發展。同時，深化校企合作，促進產教融合，提升人才培養質量，服務區域經濟社會發展。[4]

3.2 虛擬仿真資源建設

3.2.1 路橋施工虛擬仿真資源

這方面主要面向路橋施工崗位，滿足工程識圖、工程力學、路基、路面、橋梁施工等課程需要。為了使實訓基地條件達到路橋施工全過程實訓的要求而展開資源建設。以真實的工程模型結合虛擬的工藝流程，專業群虛擬仿真實訓基地真實還原每一環節的施工技術、管理要點、質量要求等。通過采用虛擬仿真手段，營造與工程建設環境高度吻合的情境，將虛擬仿真資源通過沉浸式環境，使學生身臨其境地融入真實的工程建設活動中，有效解決了難實施、難觀摩、難再現的問題。路橋施工（力學及識圖）虛擬仿真實資源，針對專業群學生學習工程制圖興趣不高、施工圖紙理解困難和專業群學生空間想象力不高、工程圖紙理解能力不強的現狀，可提高專業群學生基礎能力，增強學生后期學習崗位核心技能學習的能力。

3.2.2 測量測繪虛擬仿真資源建設

此項包括數字測圖、衛星定位測量、水準測量、無人機攝影測量、智能安卓全站儀仿真機等多個虛擬仿真實訓系統，可供教師和學生線上使用。虛擬實訓教學系統的搭建可實行校企互助模式，一方面，校內虛擬實訓教學系統與校外實踐企業或實踐基地共同搭建，實現企業向學校提供最新崗位技能需求及項目案例，讓虛擬實訓教學系統更加完善；另一方面，虛擬實訓教學系統是實行社會共享型，讓企業在崗員工和院校新進到崗員工能夠無障礙地利用虛擬實訓教學系統提升崗位技能，實現真正意義上的校企互助，促進行業人才技能的提升，提升學校社會服務能力，滿足了測繪測量專業學生的實習實訓項目要求。

3.2.3 隧道虛擬仿真資源建設

因隧道施工的特殊性，技術復雜，工藝標準要求高，施工規模大，設備類型復雜等特點，現場教學無法達到預期質量，仿真資源建設內容主要為公路隧道施工作業三維仿真教學系統。新增隧道施工仿真教學實訓軟件包括信息管理、課程設計、工程管理、施工工藝、資源庫、考核評定、其他功能七個方面，形成室內虛擬仿真教學實訓的場所。

3.2.4 BIM 實訓資源建設

創建滿足“1+X”證書試點建設要求的軟硬件條件，重構融入信息技術的課程和實踐新體系；圍繞BIM 技術的協同應用特點，跨越傳統專業界限，引入企業資源，行業學院等多元化校企合作模式，為專業的協同建設和校企交流共贏創造共享平臺；同時追求項目的落地應用，利用信息技術對傳統課堂的教學方法及內容革新，著力打造“金課”，調動學生的專業學習積極性，改善教學效果，為符合職業新需求的應用型人才培養創造全新條件。

3.2.5 工程檢測仿真實訓資源

以道路、橋梁、隧道為一體的交通建設工程虛擬仿真模型展開建設，學生利用無損檢測設備在仿真模型中探索無損檢測工作的內容、檢測工作原理、工程質量評定，提高學生的學習興趣和探知欲，激發學生創新創業的本領，為“1+X”證書取證提供有利條件，建設滿足專業建設、技能提升、技能大賽及“1+X”證書培訓試點申報要求的理論教學場所，引入多元化校企合作模式，為專業的協同建設和校企交流共贏創造共享平臺，調動學生的專業學習積極性，改善教學效果，為符合職業新需求的應用型人才培養創造全新條件。

3.2.6 項目管理仿真資源

項目管理資源建設主要從工程項目管理沙盤——招投標實訓區及工程項目管理實訓區展開建設，招投標沙盤實訓區通過將工程招投標業務體現在實物沙盤上，并把招投標各階段的工作任務化，學生組建招投標項目團隊，通過在招投標沙盤上模擬推演，借助盤面、單據、卡片、代金幣、印章等實物道具，研究分析、推演決策任務點，形成招標投標決策方案，通過信息化教學工具，進行招投標業務的綜合學習與技能鍛煉，完成基于招投標交易全過程的綜合實訓實踐；項目管理沙盤從工程中標開始直至工程竣工結束的全過程管理，其間學生將圍繞工程施工進度計劃編制、業務操作、資源合理利用等核心問題開展實踐活動；并且伴隨其中有計算機分析工具軟件與考核系統協助老師進行過程控制及結果分析。

3.2.7 公路養護虛擬仿真資源

隨著智慧高速公路建設的快速發展，公路已由建設期轉型到交通運輸建、管、養、運一體化綜合發展。虛擬教學場景制作對現實中公路養護工作場景，基于計算機技術構建的沉浸式交互教學場景進行模擬，使教學中有強烈的臨場感及自然操作的交互性，滿足不同工作場景教學的需求。對教學過程數據自動采集記錄、量化和追蹤，實現教學過程數據化、可視化。

3.3 團隊建設

師資團隊建設將從專業結構、職稱結構、梯隊建設等方面展開優化建設，同時通過激勵機制從教師教學水平、研究能力、創新能力等方面進行團隊整體能力提升，培養雙師型教師，旨在通過基地建設，有效激勵團隊成員全身心投入建設，在完成項目建設的同時能為個人發展獲取相關利益。

4 基地建設的保障措施

為確保該項目的落實和實施，并在使用過程中發揮最大成效，學院制定嚴密細致的組織保障體系，成立項目建設工作領導小組和項目建設工作組，確保項目順利實施，主要包括組織保障、技術保障、條件保障，即人員、場地及資金保障，應急保障等，相關保障都應該指定對應的保障措施，以確保基地建設順利進行。

5 結語

職業院校虛擬仿真實訓基地的建設完美地彌補了傳統實訓基地存在的缺陷，其以高度的信息化水平、沉浸式學習體驗以及依托信息技術在職業院校展開的虛擬仿真技術研發等方面促進了職業教育向更高質量發展，同時結合實訓基地建設過程校企合作、產教融合等職業教育理念，使得職業教育更好地服務于行業企業發展，使專業人才培養的目標規劃更好地與社會經濟及行業發展相匹配，有利于提升學生的理論知識結構與工程實踐能力，推動學生的職業素養與社會需求形成良好對接，進一步提高學生的就業競爭力，服務地方經濟建設。[5]