职业教育虚拟仿真实训基地的建设与思考

马玉

（山东理工职业学院，山东济宁 272067）

职业教育中实践教学占有绝对比例，职业教育在很大程度上就是技能教育。为了让学生走出学校就走上岗位，高职院校在实训基地建设方面也是下足功夫，引企入校还原真实的工作环境，加大实践教学学时等，但是这还远远不够，目前，高职院校实训教学和管理仍旧面临很多难题，比如航空、航海类实训设备耗资巨大、场地要求严格，化工类专业实验仪器昂贵、实验用品危险性高，这些都在一定程度上限制了学生实训实训的开展。

1.虚拟仿真教学技术

虚拟现实（Virtual Reality），简称 VR，是20世纪80年代新崛起的一种综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等知识。它是由计算机硬件、软件、各种传感器构成的三维信息人工环境―虚拟环境，可以逼真地模拟现实世界，甚至是不存在的事物和环境。人们投入到这种环境中，会有身临其境的感觉，并能自主操作，自然地与虚拟环境进行交互。利用虚拟仿真技术，将企业、市场、政府经济管理部门的运作构建成虚拟仿真实验环境，再通过设置一定变量，让学生在虚拟环境中扮演一定角色，并运用自身已掌握的专业知识参与体验，模拟演练，以达到熟悉企业运作过程的目的。

2.职业教育实训教学的现状

复合型人才有着高要求、新标准，但现有的实践教学环境、实践教学环节，在新形势下遇到了瓶颈。现有实训基地资源凌乱，缺乏统一管理，没有统筹规划。“看不到”：实训设备贵重、复杂，不能拆装，无法给学生全方位展示结构、工作原理，学生看不到，难于理解一些设备知识。“成本高”：实训消耗成本高，用塑料件、石蜡件代替金属件，脱离生产实际，复杂加工不允许做。“危险性大”：有些工序不可逆，实验或操作存在安全隐患。“教师数量有限”：实训指导教师有限，无法对每一个学生做到点对点指导。“学生积极性差”：学生学习积极性不高，适合学生课后回顾、复习、练习的实训教学资源匮乏[1]。

3.虚拟仿真与教学深度融合的现实意义

3.1 有助于提升高职院校实训教学体系建设水平

围绕专业群中的专业，建设与虚拟仿真相适应的实训教学课程体系，科学确定实训教学内容，研究开发VR教学软件、高仿真实训场景、与职业岗位相适应的VR孪生虚拟仿真实训教学资源和实训项目，配套开发3D版教材。形成“VR课堂教学资源+VR实训教学资源+3D版教材”的VR资源包，完整覆盖教学、实训、自主学习等课程服务全周期，提升实训教学体系建设水平。

3.2 有助于提高职业院校社会服务水平

坚持“校内辐射与校外共享相结合”“先校内辐射再校外共享”的思想。高职院校依托虚拟仿真实训基地建设或虚拟现实技术应用专业建设，加强专业教学团队建设，辐射带动其他专业群VR技术在教学实训、科技研发以及社会服务方面的广泛应用。在校内形成覆盖全专业群的VR技术教学应用和科技研发的良好局面。依托学校虚拟仿真实训基地，建立起区域内中高职院校、企业的联盟，通过全时空VR+教学云平台，实现VR资源的共建共享。探索构建全新的展览展示模式，打造高校技术服务和社会服务的新高地，大幅提升社会服务水平[2]。

4.具体思路和做法

山东理工职业学院新能源虚拟仿真实训基地现为职业教育示范性虚拟仿真实训基地。现以山东理工职业学院为例探析基地建设思路和具体做法，以供借鉴。

4.1 建设虚拟仿真实训基地

山东理工职业学院重点围绕智能制造、新能源汽车、光伏发电技术、化工等专业群，利用数字孪生技术开发设备VR资源，完善理实虚一体的实训教学环境，建立了覆盖全院各专业群“集中+分散”“共享服务+专业教学”的虚拟仿真实训基地，建立起了一体化全链条实训教学新模式，满足高质量人才培养的教学需求[3]。

基地核心区设1个多功能体验中心、4个VR教学实训中心、1个VR课程研发中心，规划建设了面向“课内课外时时学、校内校外人人学、线上线下处处学”的虚拟仿真实训基地。

4.2 打造虚拟仿真实训室

围绕新能源装备三大专业群，按照“理实虚一体”的虚拟仿真实训室建设理念，根据不同专业不同的教学实训需求和课程特点，购置1批分布式虚拟仿真实训系统，虚拟仿真实训室配置大型的VR/AR/MR设施以及实训电脑，开展集中的虚拟仿真实训教学项目。分布式虚拟仿真实训系统（软硬件）部署在真实实训教学现场（如整车拆装实训车间、车身修复实训车间等）。教师使用虚拟资源讲演，学生实操训练，完成以实带虚、以虚助实、虚实结合的教学设计。

4.3 建设VR教学资源

坚持目标性原则，紧紧围绕学院人才培养目标进行；坚持系统性原则，使体系内的各个环节相互衔接和协调统一；坚持课程化原则，利用虚拟仿真技术优化实训教学内容，将实践教学的各种环节以课程形式进行组织、实施和管理；坚持开放性原则，借助教学云平台和虚拟仿真教学资源，增强实践教学形式的多样性和内容的丰富性；坚持全程评价原则，通过教学云平台，实现对学生的整个实践教学环节进行考评、控制、反馈。通过引入虚拟仿真技术，科学合理规划实践教学体系，对实践教学内容、实践教学方法进行不断改革，形成我院特有的实训教学模式。

4.4 提升教师信息化应用水平

以教师专业能力发展和信息素养培养为核心，推行教师虚拟仿真资源开发能力和信息化教学能力培训新模式，开展“主题式培训”“任务驱动”“实践导向”“问题解决与案例研习相结合”等多样化培训方式。提升师资队伍国际化水平，定期输送教师到海外培训，选派3名团队成员攻读博士学位。引入国内知名VR企业技术研发团队入驻学院，邀请虚拟仿真领域教育专家到校指导，制定以项目团队成员为主，覆盖学院青年教师、专业带头人、骨干教师的培养和培训计划，培训人次达1000人次/年；引进行业内有影响的领军人才3人，成立3个虚拟现实技术大师工作室；每年遴选5名教师去合作企业挂职锻炼，遴选5个院级VR技术开发应用教学团队，通过企业培训和专家指导，提高团队研发水平。

4.5 构建虚拟仿真实训教学新模式

数据驱动，实现实训教学流程再造，积极探索智能化实训流程与资源建设路径，开展虚拟仿真实训教学模式创新研究与实践。不断融合行业企业资源与需求，借助虚拟仿真技术拓展产教融合校企合作的途径和手段。深化虚拟仿真技术与教育教学及实训的融合，以创新促发展，有效促进教育服务供给方式、教学模式的变革，提升学生职业素养[4]。

4.6 多功能虚拟仿真实训管理和共享平台

实现专业（群）、校企、家校、职教集团、跨省市范围内的实训教学资源共享，满足多场地、多专业、多学校、多区域协同的虚拟仿真实训教学的需求。探索产教融合校企共建共管的新模式和新途径，实现可持续发展的虚拟仿真实训教学服务支撑体系，通过智能化的虚拟仿真实训考核评价平台，能实现对实训全过程的自动跟踪、记录、评价与考核等功能。

4.7 全方位虚拟仿真实训教学和管理队伍

创新虚拟仿真实训教学和管理模式，吸引行业企业深度参与，形成一只高素质、高水平、专业化的教学管理团队。团队架构清晰，教学、技术人员结合，核心骨干人员相对稳定，人员结构合理，全方位服务于虚拟仿真实训室，打造教育理念先进，实训水平高，研究应用能力强，实训教学经验丰富，勇于创新的虚拟仿真实训教学和管理一体化团队。