高職環保類專業虛擬仿真實訓基地的建設研究

摘要：高職環保類專業虛擬仿真實訓基地的建設是促進職業技術教育發展，培養適應環保行業發展需求的高素質技術技能人才的有效路徑，文章從高職環保類專業虛擬仿真實訓基地建設的必要性、基地建設的內容以及基地的運行機制等方面展開討論，為環保專業的實訓室建設、教學方法改革、實踐教學及校企合作等提供參考。

關鍵字：環保；虛擬仿真；實訓基地建設

隨著環保產業轉型升級，環保類高素質技術技能型人才的培養要求更需對接產業發展。傳統的環保類專業教學和實訓方式面臨著一系列挑戰，如實訓場地有限、設備成本高昂、安全風險等問題。為解決這些挑戰，虛擬仿真技術的應用為高職環保類專業的教育帶來了新的教育手段。虛擬仿真技術以其真實還原、安全可控、高效便捷等特點，成為提升教學質量的有效手段[1]。文章旨在深入探討高職環保類專業虛擬仿真實訓基地的建設，促進產業鏈、教育鏈和人才鏈的有效銜接。

1高職環保類專業虛擬仿真實訓基地的建設的必要性

1.1符合國家政策和區域經濟發展的目標

國家高度重視職業教育改革發展，有效提高教育質量，更好服務社會經濟。虛擬仿真實訓基地建設運用現代科技手段改進教學方式，促進高職教育的創新發展。虛擬仿真實訓基地建設可以與環保企業合作，提供真實案例和數據，讓學生更好地了解行業需求，培養適應產業發展的專業人才。虛擬仿真實訓基地將提高高職環保類專業學生的實踐能力和職業素養，為行業培養更多的人才，促進環保產業的發展和壯大。高職環保類專業虛擬仿真實訓基地的建設符合國家政策和區域經濟發展的要求，有助于推動教育改革、促進產教融合、提升人才培養質量、推動經濟發展[2]。

1.2滿足專業建設需要和優化實訓條件

高職環保類專業虛擬仿真實訓基地為高職環保類專業的學生提供豐富的實訓機會、彌補校內資源不足、教學內容優化、引進行業資源、提高學生學習積極性方面具有重要意義，主要體現在以下方面：

（1）虛擬仿真實訓基地可以模擬各種環保實驗和場景，為學生提供豐富的實踐機會，學生在虛擬環境中進行實際操作和解決實際問題，培養實踐能力和解決問題的能力。（2）虛擬仿真實訓基地可以為學生模擬先進的環保技術設備和運行維護場景，使學生接觸到最新的環保技術和實踐，增強他們的專業競爭力。（3）虛擬仿真實訓基地的建設可以實現與專業課程的緊密結合，教師可將虛擬仿真實訓納入課程設計，使學生能夠在實際問題中學習理論知識，提高學習效果。（4）虛擬仿真實訓基地運用現代科技手段，增加了學習的趣味性和互動性，有效激發學習的積極性。學生可以在虛擬環境中進行互動學習和團隊合作，更加主動地參與實訓。通過環保類專業虛擬仿真實訓基地的建設可以實現一次投入常年受益的效果。

1.3提高專業教師教學和科研水平

虛擬仿真實訓基地的建設對教師教學和科研水平的提高有著積極的影響。虛擬仿真實訓基地為教師提供了一個全新的教學平臺，教師可以在虛擬環境中設計豐富多樣的教學內容和實驗，開展創新的教學方法。教師需要不斷學習和掌握虛擬仿真技術，提高其教學能力和教學水平，更好地引導學生學習和實踐。基地的建設增加了師生之間的互動和交流機會，教師可以與學生共同進入虛擬環境，引導學生學習和實踐，與學生共同探討問題，加強師生之間的溝通和合作。通過基地建設為教師開展環保類專業的科研提供更廣闊的平臺，通過虛擬環境模擬實驗，開展探索性研究，有助于推動環保領域的科學進步和技術創新，也將進一步提升教師的科研水平，推動科教融匯。

2虛擬仿真實訓基地的建設內容

2.1建設的現有基礎

（1）技術設備：虛擬仿真實訓基地建設需要先進的計算機硬件和虛擬現實技術設備，如高性能計算機、圖形處理器、頭戴式顯示器等。（2）軟件平臺：當前一些虛擬仿真軟件已經在市場上得到應用，可用于模擬環保場景和實驗以滿足實訓的需求。（3）環保教學資源：包括環境模擬、實驗設計、案例研究等。教育資源供應商和研發機構可以提供虛擬仿真實訓基地需要整合的環保教學資源。（4）教師團隊：高職環保類專業的教師團隊通常具備相關的環保背景和教學經驗，可以為虛擬實訓基地的建設和運營提供支持，且可以通過短期學習熟練掌握基地課程教學工作。（5）教學經驗：一些高職院校或環保類專業已經開始嘗試虛擬仿真實訓教學，并取得一些教學經驗和成果。（6）支持政策：國家和地方政策對虛擬仿真實訓基地的建設也給予了支持。現有基礎都將有助于高職環保類專業虛擬仿真實訓基地的建設工作的推進。

2.2建設目標

適應高職環保類專業高水平建設需求，根據實踐教學需要，綜合應用虛擬現實、人工智能、云計算、大數據、5G等最新技術，校企合作共建虛擬仿真實訓基地，共同開發虛擬仿真教學資源、構建虛擬仿真實訓管理云平臺，促進虛擬仿真技術的教學應用，凸顯支撐“三教”改革、應用研發和技能培訓三大功能[2]，打造具備教學、實訓、培訓、科研、競賽、科普等功能的環保類綜合性實訓基地[3]。

2.3建設路徑

聚焦于高職類環保專業虛擬仿真實訓基地建設的需求，聚集行業領先的軟硬件提供廠商與軟件環境開發企業，共同進行虛擬仿真實訓教學資源協同開發，開發建設具有示范性、共享性、數字化、智能化、可擴展的虛擬仿真實訓基地，并將基地建設成果利用宣傳、培訓、科普活動等方式進行展示與推廣，取得良好社會影響。

2.3.1推進校企深度合作，促進產教研轉化

學校建設虛擬仿真實訓基地，需配置先進的虛擬仿真技術設備和軟件平臺。該基地可以模擬真實的環保場景和實驗，為學生提供豐富的實踐機會。同時與環保企業和機構建立合作關系，來獲取真實的環保實驗數據和實際案例，提供更加貼近行業需求的實訓內容。在現有教材的基礎上，結合虛擬仿真技術，開發二次校本教材和配套資源，包括三維PPT課件、教案、習題庫、案例等，將虛擬仿真技術應用于專業教學和實訓。定期組織教師培訓，保證虛擬仿真技術的有效運用，并且根據虛擬仿真技術在教學過程中各方的反饋，不斷改進和優化虛擬仿真實訓基地的內容和教學資源，從而有效推廣高職環保類專業虛擬仿真實訓基地的建設。

2.3.2以“虛實互補”為建設前提

基地的建設，針對實訓教學過程中的“三高三難”問題，利用虛擬仿真技術的優勢去補充“實體”的不足，達到“以實帶虛”“以虛助實”“虛實結合”的目的，建設符合要求并滿足需求的實訓基地[4]。統籌虛擬仿真設備和實體實訓設施，形成一體化的實訓環境。針對專業教學過程中知識點多、雜、細，學生難以理解等難題，通過基地建設實現教學資源的整合，形成全面系統的教學資源體系。同時基地可以通過虛實結合再現環境類專業的相關的企業施工環境、營造職業氛圍、跟蹤行業高新技術，完成崗位實際工作內容與實訓融合的教學功能，達到在虛擬仿真環境中的前期演練，實體實訓中的驗證和應用的教學內容銜接，確保虛擬仿真技術和傳統實體實訓相互結合、相互促進。

2.3.3以“三個結合”為指導思想

基地的建設遵循“三個結合”的指導思想，主要是指在建設過程中要緊密結合信息技術、行業需求和教學實踐，以提高教學效果和學生實踐能力為目標。從信息技術、行業需求兩方面出發，配置虛擬仿真實訓設備，搭建虛擬仿真實訓體系和教學場所。

• 信息技術與實訓設備的結合

基地的建設應充分利用先進的信息技術，包括計算機圖形學、虛擬現實、人機交互等，來開發虛擬仿真實訓系統。根據高職環保類專業的教學內容和實踐需求，配置適合的虛擬仿真實訓設備，如虛擬仿真軟件、虛擬實驗儀器、虛擬環境模擬器等。同時結合新一代信息技術、輕量化技術、5G技術等開發更加多樣化的實訓形式，提高基地建成后的使用率[1]。

• 行業需求與課程實訓的結合

在建設基地時，不僅要注重學生的“課程實訓”，還要充分考慮環保行業的實際需求。行業需求通常涉及復雜的實際問題，需要學生在課程實訓當中通過虛擬仿真技術提升獨立且熟練解決問題的能力，進一步處理行業當中復雜的實際需求。通過與企業合作，讓學生參與真實環保項目，加強產學研結合，促進教學內容與行業需求緊密對接，使學生更好地適應實際工作環境。

• 教學內容和行業應用的結合

教學內容應該與環保行業技術前沿對接，反映行業最新的進展和應用，確保學生掌握最新的環保知識和技能[5]。通過與行業專家合作，使其參與虛擬仿真實訓基地的建設和教學。從而為學生提供實際案例和應用經驗，幫助學生更好地理解教學內容與行業應用的聯系。從以賽促學、多類型技術融入、多維度能力培養的角度出發促進教學內容和行業應用的融合，將進一步推動現代信息技術在教育教學的廣泛應用。

高職環保類專業虛擬仿真實訓基地的建設將通過貫穿技能提升主線、采用認知-實訓-實操三大模塊、融合實訓和對外服務，以及借助多種信息技術，利用虛擬仿真實訓基地為學生提供更加實用和綜合的實訓體驗，培養具有實踐能力與創新精神的環保技術技能型人才。

3.高職環保類專業虛擬仿真實訓基地建設的運行機制

以學生為中心、實訓教學為導向、資源共享為目標、開放服務為特色的運營管理模式，是確保高職環保類專業虛擬仿真實訓基地正常有序運行的關鍵[2]。基地建設的運行過程中應充分發揮應用特色，提升教學創新，注重管理模式，增強教學質量，推廣技術成果，促進產研良性循環，以此保障實訓基地的長遠高效運行。

3.1發揮應用特色，提升教學創新

基地可以采用多維度虛擬仿真技術，包括計算機圖形學、虛擬現實、增強現實等，讓學生能夠在虛擬環境中進行全方位的實訓體驗。通過模擬真實的環保場景，如水處理廠、廢氣處理設施等，讓學生在虛擬環境中體驗真實的工作場景和操作。同時可根據學生的學情，提供個性化的教學和實訓內容，提供更加多樣化的實訓體驗[6]。學生可以根據自己的學習進度和需求進行學習，真正的做到以學生為中心，并且利用基地與真實環境的實時數據交互，使學生可以更深入地理解環保過程和技術原理。

3.2注重管理模式，增強教學質量

建立專門的管理組織結構，明確責任分工和管理層級。設立實訓基地的管理委員會或類似機構，由學校領導、相關專業教師和環保行業專家組成，負責基地的運營和管理。同時鼓勵學生積極參與實訓基地的建設和運營，讓學生參與決策和管理，增強學生的責任感和主動性。合理制定長期的運營計劃和預算，明確基地的發展目標和規劃。基地還需配備專業教師團隊，教師應定期接受相應的虛擬仿真實訓技術和環保專業知識的培訓，以提高教學水平和實踐能力。基地應定期進行評估，掌握基地的運營情況和效果。根據評估結果，進行必要的改進和優化，提高基地的教學效果和學生滿意度。

3.3推廣技術成果，促進產研良性循環

定期舉辦技術成果展示活動，邀請企業代表、行業專家、學校師生等參與。通過展示虛擬仿真實訓基地所取得的技術成果和學生的優秀實訓項目，增強基地的影響力，吸引更多企業與基地進行合作。通過與環保行業的企業合作，共同推廣虛擬仿真實訓技術，將虛擬仿真實訓技術運用到企業的培訓和技術服務中，展示技術的應用效果，增強企業的信心和合作意愿。通過學術交流，與其他學校和研究機構建立合作關系，推動技術的互相借鑒和交流。實現產學研的良性循環，促進技術的迭代升級，促進教學創新和發展。

結語

通過對虛擬仿真技術在高職環保類專業教育中的應用、建設虛擬仿真實訓基地的意義和必要性、建設的內容、基地運行機制等方面進行綜合探討，清晰認識到虛擬仿真技術在高職環保類專業教育中具有巨大潛力。虛擬仿真技術可以為學生提供安全、高效、真實的實訓環境，以及更多的實踐機會，縮小學校與行業之間的鴻溝，滿足產業對高素質技術技能型人才的要求。同時認識到虛擬仿真實訓并不能完全替代真實的實訓，通過仿真實訓與傳統實訓虛實互補、有機結合，充分發揮各自的優勢，才能加強學生基本技能的訓練，提高學生的崗位能力。此外應進一步拓展虛擬仿真技術的應用領域，開發更多適合環保專業教育的虛擬實訓項目，加強與企業和行業的合作，深化產教融合。打造具備教學、實訓、培訓、科研、競賽、科普等功能的綜合性虛擬仿真實訓基地。

參考文獻：

[1]劉力銘，陳俊濤，桂建婷.面向城市建設類專業群的虛擬仿真實訓基地建設與實踐[J].中國新通信，2022，24（24）：105-107.

[2]賈國軍，王吉鴻，孟祥云等.高職院校食品藥品類專業校內虛擬仿真實訓教學基地建設研究與探討[J].衛生職業教育，2019，37（08）：34-36.

[3]孫連偉.信息化汽車服務類專業虛擬仿真實訓基地建設標準的探索[J].遼寧省交通高等專科學校學報，2016，18（01）：68-70.

[4]崔學榮，吳春雷.新形勢下高校基層教學組織建設思考[J].高教論壇，2016（12）：20-21.

[5]洪志忠，李靜.大學教學改革中的教研室建設[J].教育評論，2017（1）：127-131.

[6]樊俊艷，唐悅.基于職業教育虛擬仿真實訓基地師資隊伍建設[J].辦公自動化，2022，27（21）：41-43.

基金項目：2022年度廣西職業教育教學改革研究項目“基于虛擬仿真實訓基地建設的高職環保類專業‘虛實結合’教學的研究與實踐”（GXGZJG2022B094）；2022年度廣西生態工程職業技術學院教育教學改革研究項目“‘崗課賽證’綜合育人背景下虛擬仿真平臺在《儀器分析技術》課程中的應用”（2022QNZX06）

作者簡介：陳福坤（1981—），男，漢族，福建漳平人，碩士研究生，副教授，研究方向：環境保護職業教育。