高职新能源汽车检测与维修技术专业虚拟仿真实训基地的建设与实践研究

2024-07-05崔丹丹李雅荣寇星源

时代汽车 2024年12期

崔丹丹　李雅荣　寇星源

摘要：随着国家政策的支持，虚拟仿真技术发展成为大趋势，因此我校与企业共同建设新能源汽车检测与维修技术专业虚拟仿真实训基地，能够满足教、学、训、研、赛、展等多重功能，进一步拓展了校企合作深度。

关键词：新能源汽车虚拟仿真基地多重功能

1 建设背景

近年来，虚拟仿真技术在高职实训教学中得到广泛应用，成为实训教学重要的组成部分。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心，具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点[1-4]。又因其具备价格低廉、无场地限制、效果良好等特点得以广泛应用[5]。新能源汽车检测与维修技术专业在开展教学时存在很多技术难点、操作危险性，尤其是新能源领域“电动化、智能化转型”带来的强电、高压操作对教学实训过程中的安全保障提出更高要求，发展虚拟仿真实训教学将成为新能源汽车专业教学安全的必然保障[6-9]。

2 建设的必要性

2.1 交通强国战略为汽车行业发展带来历史性机遇

《交通强国建设纲要》提到交通装备先进适用、完备可控，将加强智能网联汽车（智能汽车、自动驾驶、车路协同）研发，形成自主可控完整的产业链；加之用虚实结合的先进文化凝聚思想，引领行业发展和社会进步，弘扬交通人爱党爱国爱行业的正能量，以交通文化沁润的成果促进社会稳定和长治久安。

2.2 国家政策文件为虚拟仿真实验教学项目开展给予大力支持

《加快推进教育现代化实施方案（2018-2022年）》[10]通知中提出：鼓励发展以学习者为中心的智能化学习环境，开展国家虚拟仿真实验教学项目等建设，加快建设在线智能教室、智能实验室、虚拟工厂等智能学习空间。《职业教育提质培优行动计划（2020～2023年）》[11]的通知，要求职业院校主动适应科技革命和产业革命要求，以“信息技术+”升级传统专业，及时发展数字经济催生的新兴专业。鼓励职业学校利用现代信息技术推动人才培养模式改革，满足学生的多样化学习需求，大力推进“互联网+”“智能+”教育新形态，推动教育教学变革创新。

2.3 虚拟仿真教学能够有效保证实训安全，突破教学抽象问题

专业群教学开展存在很多技术难点、操作危险性，尤其是随着汽车产业“电动化、智能化转型”带来的强电、高压操作对教学实训过程中的安全保障提出更高要求，发展虚拟仿真实训教学将成为汽车技术专业教学安全的必然保障。同时，虚拟现实技术能将三维空间的事物清楚的表达出来，能使学习者直接、自然地与虚拟环境中的各种对象进行交互作用，它不仅可以直观地向学生展示出三电的复杂结构、工作原理以及工作时各个零件的运行状态，而且还可以模仿出各部件在出现故障时的表现和原因，向学生提供对虚拟事物进行全面的考察、操纵乃至维修的模拟训练机会，从而教学和实训效果事半功倍。

3 建设思路

坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，深入贯彻习近平总书记关于职业教育和VR产业发展批示精神，全面落实《中国教育现代化2035》《国家创新驱动发展战略纲要》《国家职业教育改革实施方案》《职业教育提质培优行动计划（2020-2023）》等文件精神，聚焦虚拟现实技术助推“三教”改革，通过重构实训环境、升级实训教学资源、创新实训教学方式、提升教师实践水平，推进虚拟现实技术与职业教育教学实践的深度融合应用，结合专业群人才培养和行业企业发展的需要，建设集虚拟仿真实训室、虚拟仿真资源平台、VR与3D体验馆等于一体的智能新能源汽车虚拟仿真实训基地。

3.1 坚持理虚实结合，打造安全高效实训环境

聚焦新能源汽车检测与维修技术专业群专业课程，采用虚拟仿真、人机交互等新一代信息技术赋能实习实训，引入企业真实工作场景，按照企业标准工序流程以及专业课程的原则要求来设计实训内容，将抽象化的知识点和技能点形象化，激发学生的学习兴趣和主动探索精神，提升实训基地对人才培养工作的针对性。以交互桌面等多种虚拟现实设备等教学实训模式创新教育载体，打造高度真实而沉浸的安全实训环境，通过理论学习+虚拟仿真+校内实训的“理虚实结合”模式来开展教学，不仅保障了实训安全并减少了实训投入，大大节约了人力物力成本。

3.2 坚持产教融合，打造协同创新共享生态

基地建设坚持共建共享，联合政企行校多方，结合前沿科技与新能源汽车产业，将行企资源赋能到学院，精准对接人才培养的实际需求与地区行业企业发展需要，打通基于专业的教学、实训、培训、创研等各环节，与企业共建以教学服务为中心，兼顾企业培训、社会培训、职业启蒙宣传、科研成果孵化等功能的多层次、立体化、开放式、共享式实训基地，实现基地资源共享、人员互通、互利共赢，形成“校企命运共同体”，大幅度提升产教融合数字赋能效果，促进教育的跨越式发展。

4 建设路径

智能新能源汽车虚拟仿真实训基地新建“一平台三实训室”，即虚拟仿真实训教学平台、沉浸式虚拟仿真体验馆、桌面式虚拟仿真教学实训室、理虚实一体化教学实训室。为满足汽车检测与维修技术专业群建设需求，深度融合虚拟现实技术、人机交互技术等新一代信息化技术，校企协同从实训基地环境建设、资源建设以及硬件建设、团队建设等方面进行规划。深化“三教” 改革，打造教师教学团队，形成校企联动、开放共享建设机制，开发基于岗位职责的教学实训课程体系及虚拟仿真教学资源。最终建成满足教、学、训、研、赛、展为一体的理虚实结合的区域示范性实训基地。（图1）

4.1 建设虚拟仿真实训教学平台

为了进一步强化虚拟仿真技术在职业教育的应用，创新智能新能源汽车专业虚拟仿真实训基地建设模式，增加智能网联及新能源汽车专业教学、基础认知、技能实训和评估考核等项目模块。将各类新能源汽车教学资源通过云端实现资源共享，满足校内外学生教学、实习、实训及行业企业员工的技术培训需求，为学生、行业从业人员和社会公众提供多元化、专业化、系统化教育培训，不断提升教育教学能力和社会服务能力。最终建成以实带虚-以虚助实-虚实结合功能为一体的虚拟仿真实训教学平台。

4.2 建设沉浸式虚拟仿真体验馆

为强化虚拟仿真技术在人才培养过程中的应用，提升人才培养质量，学院积极探索建设集“教育教学、社会培训、体验展示”于一体的沉浸式虚拟仿真体验馆，突出虚拟仿真特色，设置汽车文化虚拟展示、新能源汽车虚拟展示、智能网联汽车虚拟展示等行业特色虚拟功能展示内容，积极开展实践型、沉浸式的教育培训模式探索研究，形成“沉浸式”教学实施环境，在实训室内建设“3D虚拟仿真互动体验区”及“VR沉浸式虚拟仿真体验区”等新型教学区域，在实训体验过程中注重培养学生职业技能、专业技能、拓展技能，为培养复合型技术技能人才提供有效平台，面向行业从业人员提供专业化的培训和展示体验，有效发挥虚拟仿真教育培训优势，不断提升教育教学能力和社会服务能力。

4.3 建设桌面式虚拟仿真教学实训室

为了完善和补充现有实训室主体功能，在现有理实一体化实训环境中选择可视化不高、难重现再现、复杂难以理解、高耗材投入、存在安全隐患的实训教学项目补充虚拟仿真实训，通过课程、设备、仿真资源的适配、整合、梳理，根据岗位实践教学项目，在典型工作任务中采用虚拟仿真实训的方式开展实训教学，使学生掌握核心岗位的典型工作流程、工作内容及核心专业技能，提高动手能力和分析问题及解决问题的能力。

4.4 建设理虚实一体化教学实训室

为了适应交通产业发展，深化教师、教材、教法改革，满足专业学生对于新技术、新工艺学习需求，以高素质复合型人才为培养目标，充分利用现代先进信息技术和虚拟仿真技术，以职业能力培养为主，整合校内实训基地的教学功能，建设新能源汽车技术应用教学区及智能网联汽车技术应用教学区。弥补实践教学形式单一的不足，缓解新能源汽车检测与维修技术专业高压电操作带来的风险，最大程度呈现企业真实工作环境，促进专业人才培养质量的提高。

4.5 建设虚拟仿真实训课程资源

根据专业教学和培训需求，以建设建设沉浸式虚拟仿真教学实训室、桌面式虚拟仿真教学实训室及理虚实一体化教学实训室为依托，根据“理论教学-仿真实训-实践操场”原则，利用 VR 等技术技能，创造性地重构实训课程体系，重点选建2门专业基础课程和1门专业核心课程，通过建设两门课程的虚拟仿真教学资源、数字化教材等资源，推动信息化条件下的自主学习、探究学习、协作学习，持续推进“三教改革”，提升人才培养质量。

4.6 打造高水平教师教学创新团队

学院从信息化教学水平提升、体制机制、课程开发、课题（项目）研究、师资培训、科研竞赛、1+X取证等多方面进行探索和改革实践，通过校企共建教学资源、共组教学团队、共育技术技能人才、共担员工教育培训、共研企业难题、共导学生创新，形成互利共赢可持续发展的长效育人机制。

5 预期建设成效

5.1 完善实训条件，推进“三教”改革，提高人才培养质量

项目完成“一平台三实训室”的建设，彻底打破空间、时间的限制，模拟企业生产流程，开展准生产性教学模式，有效拓展现有实训基地的功能。为教学模式、手段与方法的改革、教学资源的建设提供有力条件，推进“三教” 改革进程。

5.2 打造结构化教学团队，创新师资队伍建设机制

建设满足教、学、训、研、赛、展为一体的理虚实结合实训基地，引进企业能工巧匠，打造结构化教师教学团队，形成校企联动、开放共享建设机制。在小企双方师资培训、助力课程开发、建设研修团队等多方面进行探索和改革实践，提出有针对性的教师信息化教学能力提升对策。

5.3 构建虚拟仿真实训课程体系，重点建设专业核心课程资源

根据专业教学和培训需求，建设基于岗位职责的教学实训体系及虚拟仿真教学资源。推进“互联网”+“混合教学”智慧课堂教学模式改革，实践基于虚拟现实的“线上线下”混合式教学改革，创新课堂教学手段。

5.4 助力学院高质量发展，提升社会服务能力

实现“现实与虚拟的互补”，有效促进教师知识能力素质的有机融合，培养学生解决复杂问题的综合能力和高级思维，教学形式呈现先进性和互动性，学习结果具有探究性和个性化。

依托基地面向本校及周边院校师生开展专业技能培训与师资培训，成为“双师型”教师培养培训基地。