虛擬仿真實訓：把工廠“搬進”教室

原標題：虛擬仿真實訓：把工廠“搬進”教室

天津渤海職業(yè)技術(shù)學院的學生正在進行八仙桌拆卸VR實訓。受訪單位供圖

“虛擬仿真實訓基地完全還原了石油化工廠的實景，連很多工廠里看不到的操作都可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示出來，學生戴上VR眼鏡，如同身臨其境?！?月28日，天津渤海職業(yè)技術(shù)學院資產(chǎn)管理部部長張楠，在綠色生態(tài)化工虛擬仿真實訓基地向科技日報記者演示實訓課程。

為有效提升學生的實踐能力和職業(yè)素質(zhì)，全國各地職業(yè)教育虛擬仿真實訓基地應運而生。日前，教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加快推進現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設改革重點任務的通知》（以下簡稱《通知》），“建設職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓基地”是其中的重點任務之一。

通過虛擬場景了解崗位全貌

“簡單來說，職業(yè)院校的虛擬仿真實訓基地是服務于職業(yè)教育教師教學和學生學習需求，利用數(shù)字化、信息化、智能化手段還原真實生產(chǎn)加工或過程控制等企業(yè)真實場景，通過系統(tǒng)控制實現(xiàn)動態(tài)性逼真模擬和還原，讓教學各方主體實現(xiàn)參與互動，獲得知識技能的實訓場所。”天津市教育科學研究院副研究員芮志彬介紹。

在實訓教學過程中，虛擬仿真實訓的優(yōu)勢愈發(fā)明顯。

首先，在職業(yè)認知、職業(yè)素養(yǎng)場景構(gòu)建方面，虛擬仿真實訓比傳統(tǒng)教學方式具有更大優(yōu)勢，有效解決了教師在學生剛接觸專業(yè)時，職業(yè)認知場地不好選，職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)不系統(tǒng)的難題，讓學生通過虛擬場景充分了解未來職業(yè)及崗位全貌，大幅提升學生對職業(yè)崗位的認知度。

“石油化工廠有一定的危險性，傳統(tǒng)教學只能為學生展現(xiàn)出閥門、管道等單體設備，學生很難了解石油化工生產(chǎn)的全貌?！睆堥f，而在虛擬仿真實訓基地，學生們戴上VR眼鏡就可以“進入”石油化工廠，還可以“操作”各種閥門，看到管道內(nèi)部的情況，讓學生在安全的環(huán)境中進行練習和實踐，減少未來實際工作中的潛在錯誤和風險。這也將使得學生具備更好的適應能力和競爭力。

其次，通過虛擬仿真實訓，教師可以將思政元素更好地融入課程中，改變課程內(nèi)容不好設計、學生代入感不強的局面，借助虛擬仿真手段，更多的行業(yè)發(fā)展歷史、先進人物事跡、優(yōu)秀企業(yè)案例、崗位實操標準等內(nèi)容，都可以更加靈活、形式多樣地融合到課程教學中，達到潤物無聲的效果。

此外，虛擬仿真實訓還可以助推產(chǎn)教深度融合。“基于強大的數(shù)字化搭建能力，虛擬仿真實訓基地相比于傳統(tǒng)實訓基地，在實訓教學方面具有后期投入少，對接產(chǎn)業(yè)升級、行業(yè)變化、企業(yè)發(fā)展速度快、能力強的特點?！避侵颈蛘J為，通過虛擬仿真實訓，教師和學生可以更快速地接觸到產(chǎn)品、工藝、流程的更新迭代，從而更好地解決職業(yè)教育教學改革與產(chǎn)業(yè)升級脫節(jié)等問題，真正有望實現(xiàn)學習內(nèi)容與就業(yè)要求無縫對接和“零距離”。

虛擬仿真實訓也為教師和學生帶來創(chuàng)新力的提升。“相比傳統(tǒng)實訓手段，虛擬仿真實訓在教學過程中，可以更加便捷地實現(xiàn)柔性化設計與重組，通過‘以虛帶實’手段，有效提升學生在學習過程的思考力、創(chuàng)新力，以及分析問題、解決問題的能力?！避侵颈蛘f。

改善“三高三難”問題

實踐教學是職業(yè)教育人才培養(yǎng)中的重要一環(huán)。近年來，隨著教育數(shù)字化發(fā)展，基于真實崗位情境的虛擬仿真實驗室、實訓室應運而生，大大改善了困擾職業(yè)教育教學實訓已久的“三高三難”問題，即高投入、高難度、高風險及難實施、難觀摩、難再現(xiàn)等。

結(jié)合《國家職業(yè)教育改革實施方案》《職業(yè)教育提質(zhì)培優(yōu)行動計劃（2020—2023年）》，以及各地職業(yè)教育發(fā)展政策指引，依據(jù)職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓基地建設要求，各級各類職業(yè)院校的虛擬仿真實訓基地建設方興未艾。

為更加符合北方國際航運核心區(qū)發(fā)展定位，天津海運職業(yè)學院以培養(yǎng)高素質(zhì)航海類人才為目標，深度推進產(chǎn)教融合、校企合作，構(gòu)建航海類專業(yè)虛擬仿真實訓環(huán)境和管理平臺，建立形成航海類專業(yè)虛擬仿真實訓教學體系和面向行業(yè)企業(yè)和社會的培訓體系，融合船舶、港口等相關(guān)元素，不斷提升學生的相關(guān)能力。

面向粵港澳大灣區(qū)軌道交通人才需求，廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學院緊貼軌道交通產(chǎn)業(yè)智慧化轉(zhuǎn)型升級新趨勢，充分利用虛擬仿真具有沉浸感、交互性、構(gòu)想性的三大特征，通過建設虛擬仿真實訓基地，打造虛擬仿真資源建設和應用新模式，推行“3層級”實訓教學模式改革，賦能軌道交通行業(yè)高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)。

“學校按照1∶1還原廣州地鐵21號線、武廣高鐵成隧線和廣州至韶關(guān)普速線路，在國內(nèi)率先建成集調(diào)度指揮、列車駕駛、接發(fā)列車于一體的‘大三角’多工種、具有世界先進水平的軌道交通綜合仿真實訓基地，并引入MR、VR、AR、環(huán)幕動捕、裸眼3D等虛擬仿真技術(shù)，將軌道交通真實設備設施與信息技術(shù)深度融合，對學生進行地鐵、鐵路企業(yè)主要運營崗位的實操訓練。”廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學院教務處處長許愛軍介紹。

相關(guān)機制還有待進一步完善

目前，全國已有215個示范性虛擬仿真實訓基地培育項目，到2025年，還將建成200個左右全國示范性虛擬仿真實訓基地，帶動各地1000個左右區(qū)域示范性虛擬仿真實訓基地建設，推動職業(yè)院校技術(shù)技能人才實訓教學模式創(chuàng)新。虛擬仿真實訓基地雖然發(fā)展前景廣闊，但相關(guān)機制還需進一步完善。

芮志彬指出，虛擬仿真實訓資源的共建共享需要產(chǎn)教融合、校企合作，各建設院校都應積極與行業(yè)企業(yè)聯(lián)系，建立深度合作關(guān)系，針對產(chǎn)業(yè)升級，校企雙方應及時對虛擬仿真教學資源庫進行更新補充。

“職業(yè)院校要與企業(yè)共同開發(fā)實習實訓教學管理平臺，充分發(fā)揮實訓基地崗位實習、教學科研、技能大賽、培訓認證等功能，通過搭建虛擬仿真環(huán)境，應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)手段建成集‘崗課賽訓創(chuàng)服’多功能于一體的現(xiàn)代化智慧型仿真實訓基地?！睏盍杪殬I(yè)技術(shù)學院副教授吳靈輝說。

在芮志彬看來，虛擬仿真實訓教學體系建設需要貫穿于學生培養(yǎng)全過程，要加強建設初期的頂層設計，將學生在校期間的學習、實訓、評價、管理等重要環(huán)節(jié)串聯(lián)起來，通過教學與管理信息化雙平臺時時關(guān)注學生動態(tài)，從而有效提升學生的學習興趣與黏性，促進各類專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的全面提升。

“伴隨‘科教強國’‘數(shù)字強國’建設，數(shù)字化轉(zhuǎn)型將深刻影響我國職業(yè)教育未來發(fā)展，虛擬實訓手段的運用，以及相關(guān)實訓基地建設必將隨之得以強化，職業(yè)教育‘虛實一體化’實訓教學體系也將更加完善?！避侵颈蛘J為。(記者陳 曦)

來源：科技日報