高職新能源汽車檢測與維修技術專業虛擬仿真實訓基地的建設與實踐研究

崔丹丹　李雅榮　寇星源

摘 要：隨著國家政策的支持，虛擬仿真技術發展成為大趨勢，因此我校與企業共同建設新能源汽車檢測與維修技術專業虛擬仿真實訓基地，能夠滿足教、學、訓、研、賽、展等多重功能，進一步拓展了校企合作深度。

關鍵詞：新能源汽車 虛擬仿真基地 多重功能

1 建設背景

近年來，虛擬仿真技術在高職實訓教學中得到廣泛應用，成為實訓教學重要的組成部分。虛擬仿真教學技術以提高學生的技能水平為核心，具有多感知性、沉浸性、交互性、構想性等特點[1-4]。又因其具備價格低廉、無場地限制、效果良好等特點得以廣泛應用[5]。新能源汽車檢測與維修技術專業在開展教學時存在很多技術難點、操作危險性，尤其是新能源領域“電動化、智能化轉型”帶來的強電、高壓操作對教學實訓過程中的安全保障提出更高要求，發展虛擬仿真實訓教學將成為新能源汽車專業教學安全的必然保障[6-9]。

2 建設的必要性

2.1 交通強國戰略為汽車行業發展帶來歷史性機遇

《交通強國建設綱要》提到交通裝備先進適用、完備可控，將加強智能網聯汽車（智能汽車、自動駕駛、車路協同）研發，形成自主可控完整的產業鏈；加之用虛實結合的先進文化凝聚思想，引領行業發展和社會進步，弘揚交通人愛黨愛國愛行業的正能量，以交通文化沁潤的成果促進社會穩定和長治久安。

2.2 國家政策文件為虛擬仿真實驗教學項目開展給予大力支持

《加快推進教育現代化實施方案（2018-2022年）》[10]通知中提出：鼓勵發展以學習者為中心的智能化學習環境，開展國家虛擬仿真實驗教學項目等建設，加快建設在線智能教室、智能實驗室、虛擬工廠等智能學習空間。《職業教育提質培優行動計劃（2020～2023年）》[11]的通知，要求職業院校主動適應科技革命和產業革命要求，以“信息技術+”升級傳統專業，及時發展數字經濟催生的新興專業。鼓勵職業學校利用現代信息技術推動人才培養模式改革，滿足學生的多樣化學習需求，大力推進“互聯網+”“智能+”教育新形態，推動教育教學變革創新。

2.3 虛擬仿真教學能夠有效保證實訓安全，突破教學抽象問題

專業群教學開展存在很多技術難點、操作危險性，尤其是隨著汽車產業“電動化、智能化轉型”帶來的強電、高壓操作對教學實訓過程中的安全保障提出更高要求，發展虛擬仿真實訓教學將成為汽車技術專業教學安全的必然保障。同時，虛擬現實技術能將三維空間的事物清楚的表達出來，能使學習者直接、自然地與虛擬環境中的各種對象進行交互作用，它不僅可以直觀地向學生展示出三電的復雜結構、工作原理以及工作時各個零件的運行狀態，而且還可以模仿出各部件在出現故障時的表現和原因，向學生提供對虛擬事物進行全面的考察、操縱乃至維修的模擬訓練機會，從而教學和實訓效果事半功倍。

3 建設思路

堅持以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導，深入貫徹習近平總書記關于職業教育和VR產業發展批示精神，全面落實《中國教育現代化2035》《國家創新驅動發展戰略綱要》《國家職業教育改革實施方案》《職業教育提質培優行動計劃（2020-2023）》等文件精神，聚焦虛擬現實技術助推“三教”改革，通過重構實訓環境、升級實訓教學資源、創新實訓教學方式、提升教師實踐水平，推進虛擬現實技術與職業教育教學實踐的深度融合應用，結合專業群人才培養和行業企業發展的需要，建設集虛擬仿真實訓室、虛擬仿真資源平臺、VR與3D體驗館等于一體的智能新能源汽車虛擬仿真實訓基地。

3.1 堅持理虛實結合，打造安全高效實訓環境

聚焦新能源汽車檢測與維修技術專業群專業課程，采用虛擬仿真、人機交互等新一代信息技術賦能實習實訓，引入企業真實工作場景，按照企業標準工序流程以及專業課程的原則要求來設計實訓內容，將抽象化的知識點和技能點形象化，激發學生的學習興趣和主動探索精神，提升實訓基地對人才培養工作的針對性。以交互桌面等多種虛擬現實設備等教學實訓模式創新教育載體，打造高度真實而沉浸的安全實訓環境，通過理論學習+虛擬仿真+校內實訓的“理虛實結合”模式來開展教學，不僅保障了實訓安全并減少了實訓投入，大大節約了人力物力成本。

3.2 堅持產教融合，打造協同創新共享生態

基地建設堅持共建共享，聯合政企行校多方，結合前沿科技與新能源汽車產業，將行企資源賦能到學院，精準對接人才培養的實際需求與地區行業企業發展需要，打通基于專業的教學、實訓、培訓、創研等各環節，與企業共建以教學服務為中心，兼顧企業培訓、社會培訓、職業啟蒙宣傳、科研成果孵化等功能的多層次、立體化、開放式、共享式實訓基地，實現基地資源共享、人員互通、互利共贏，形成“校企命運共同體”，大幅度提升產教融合數字賦能效果，促進教育的跨越式發展。

4 建設路徑

智能新能源汽車虛擬仿真實訓基地新建“一平臺三實訓室”，即虛擬仿真實訓教學平臺、沉浸式虛擬仿真體驗館、桌面式虛擬仿真教學實訓室、理虛實一體化教學實訓室。為滿足汽車檢測與維修技術專業群建設需求，深度融合虛擬現實技術、人機交互技術等新一代信息化技術，校企協同從實訓基地環境建設、資源建設以及硬件建設、團隊建設等方面進行規劃。深化“三教” 改革，打造教師教學團隊，形成校企聯動、開放共享建設機制，開發基于崗位職責的教學實訓課程體系及虛擬仿真教學資源。最終建成滿足教、學、訓、研、賽、展為一體的理虛實結合的區域示范性實訓基地。（圖1）

4.1 建設虛擬仿真實訓教學平臺

為了進一步強化虛擬仿真技術在職業教育的應用，創新智能新能源汽車專業虛擬仿真實訓基地建設模式，增加智能網聯及新能源汽車專業教學、基礎認知、技能實訓和評估考核等項目模塊。將各類新能源汽車教學資源通過云端實現資源共享，滿足校內外學生教學、實習、實訓及行業企業員工的技術培訓需求，為學生、行業從業人員和社會公眾提供多元化、專業化、系統化教育培訓，不斷提升教育教學能力和社會服務能力。最終建成以實帶虛-以虛助實-虛實結合功能為一體的虛擬仿真實訓教學平臺。

4.2 建設沉浸式虛擬仿真體驗館

為強化虛擬仿真技術在人才培養過程中的應用，提升人才培養質量，學院積極探索建設集“教育教學、社會培訓、體驗展示”于一體的沉浸式虛擬仿真體驗館，突出虛擬仿真特色，設置汽車文化虛擬展示、新能源汽車虛擬展示、智能網聯汽車虛擬展示等行業特色虛擬功能展示內容，積極開展實踐型、沉浸式的教育培訓模式探索研究，形成“沉浸式”教學實施環境，在實訓室內建設“3D虛擬仿真互動體驗區”及“VR沉浸式虛擬仿真體驗區”等新型教學區域，在實訓體驗過程中注重培養學生職業技能、專業技能、拓展技能，為培養復合型技術技能人才提供有效平臺，面向行業從業人員提供專業化的培訓和展示體驗，有效發揮虛擬仿真教育培訓優勢，不斷提升教育教學能力和社會服務能力。

4.3 建設桌面式虛擬仿真教學實訓室

為了完善和補充現有實訓室主體功能，在現有理實一體化實訓環境中選擇可視化不高、難重現再現、復雜難以理解、高耗材投入、存在安全隱患的實訓教學項目補充虛擬仿真實訓，通過課程、設備、仿真資源的適配、整合、梳理，根據崗位實踐教學項目，在典型工作任務中采用虛擬仿真實訓的方式開展實訓教學，使學生掌握核心崗位的典型工作流程、工作內容及核心專業技能，提高動手能力和分析問題及解決問題的能力。

4.4 建設理虛實一體化教學實訓室

為了適應交通產業發展，深化教師、教材、教法改革，滿足專業學生對于新技術、新工藝學習需求，以高素質復合型人才為培養目標，充分利用現代先進信息技術和虛擬仿真技術，以職業能力培養為主，整合校內實訓基地的教學功能，建設新能源汽車技術應用教學區及智能網聯汽車技術應用教學區。彌補實踐教學形式單一的不足，緩解新能源汽車檢測與維修技術專業高壓電操作帶來的風險，最大程度呈現企業真實工作環境，促進專業人才培養質量的提高。

4.5 建設虛擬仿真實訓課程資源

根據專業教學和培訓需求，以建設建設沉浸式虛擬仿真教學實訓室、桌面式虛擬仿真教學實訓室及理虛實一體化教學實訓室為依托，根據“理論教學-仿真實訓-實踐操場”原則，利用 VR 等技術技能，創造性地重構實訓課程體系，重點選建2門專業基礎課程和1門專業核心課程，通過建設兩門課程的虛擬仿真教學資源、數字化教材等資源，推動信息化條件下的自主學習、探究學習、協作學習，持續推進“三教改革”，提升人才培養質量。

4.6 打造高水平教師教學創新團隊

學院從信息化教學水平提升、體制機制、課程開發、課題（項目）研究、師資培訓、科研競賽、1+X取證等多方面進行探索和改革實踐，通過校企共建教學資源、共組教學團隊、共育技術技能人才、共擔員工教育培訓、共研企業難題、共導學生創新，形成互利共贏可持續發展的長效育人機制。

5 預期建設成效

5.1 完善實訓條件，推進“三教”改革，提高人才培養質量

項目完成“一平臺三實訓室”的建設，徹底打破空間、時間的限制，模擬企業生產流程，開展準生產性教學模式，有效拓展現有實訓基地的功能。為教學模式、手段與方法的改革、教學資源的建設提供有力條件，推進“三教” 改革進程。

5.2 打造結構化教學團隊，創新師資隊伍建設機制

建設滿足教、學、訓、研、賽、展為一體的理虛實結合實訓基地，引進企業能工巧匠，打造結構化教師教學團隊，形成校企聯動、開放共享建設機制。在小企雙方師資培訓、助力課程開發、建設研修團隊等多方面進行探索和改革實踐，提出有針對性的教師信息化教學能力提升對策。

5.3 構建虛擬仿真實訓課程體系，重點建設專業核心課程資源

根據專業教學和培訓需求，建設基于崗位職責的教學實訓體系及虛擬仿真教學資源。推進“互聯網”+“混合教學”智慧課堂教學模式改革，實踐基于虛擬現實的“線上線下”混合式教學改革，創新課堂教學手段。

5.4 助力學院高質量發展，提升社會服務能力

實現“現實與虛擬的互補”，有效促進教師知識能力素質的有機融合，培養學生解決復雜問題的綜合能力和高級思維，教學形式呈現先進性和互動性，學習結果具有探究性和個性化。

依托基地面向本校及周邊院校師生開展專業技能培訓與師資培訓，成為“雙師型”教師培養培訓基地。

參考文獻：

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[9]張甲瑞. 基于虛擬仿真的新能源汽車技術專業實訓課程體系重構路徑研究[J].時代汽車，2023（08）：59-61.[8]教育部等九部門關于印發《職業教育提質培優行動計劃（2020—2023年）》的通知[J].中華人民共和國教育部公報，2020（11）：35-48.

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[11]中共中央辦公廳國務院辦公廳印發《加快推進教育現代化實施方案（2018-2022年）》[J].人民教育，2019（05）：11-13.