虛擬仿真實(shí)訓(xùn)：把工廠“搬進(jìn)”教室

原標(biāo)題：虛擬仿真實(shí)訓(xùn)：把工廠“搬進(jìn)”教室

天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院的學(xué)生正在進(jìn)行八仙桌拆卸VR實(shí)訓(xùn)。受訪單位供圖

“虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地完全還原了石油化工廠的實(shí)景，連很多工廠里看不到的操作都可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示出來，學(xué)生戴上VR眼鏡，如同身臨其境。”8月28日，天津渤海職業(yè)技術(shù)學(xué)院資產(chǎn)管理部部長張楠，在綠色生態(tài)化工虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地向科技日報記者演示實(shí)訓(xùn)課程。

為有效提升學(xué)生的實(shí)踐能力和職業(yè)素質(zhì)，全國各地職業(yè)教育虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地應(yīng)運(yùn)而生。日前，教育部辦公廳發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)改革重點(diǎn)任務(wù)的通知》（以下簡稱《通知》），“建設(shè)職業(yè)教育示范性虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地”是其中的重點(diǎn)任務(wù)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(shí)訓(xùn)基地是服務(wù)于職業(yè)教育教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)需求，利用數(shù)字化、信息化、智能化手段還原真實(shí)生產(chǎn)加工或過程控制等企業(yè)真實(shí)場景，通過系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)動態(tài)性逼真模擬和還原，讓教學(xué)各方主體實(shí)現(xiàn)參與互動，獲得知識技能的實(shí)訓(xùn)場所。”天津市教育科學(xué)研究院副研究員芮志彬介紹。

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)的優(yōu)勢愈發(fā)明顯。

首先，在職業(yè)認(rèn)知、職業(yè)素養(yǎng)場景構(gòu)建方面，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)比傳統(tǒng)教學(xué)方式具有更大優(yōu)勢，有效解決了教師在學(xué)生剛接觸專業(yè)時，職業(yè)認(rèn)知場地不好選，職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)不系統(tǒng)的難題，讓學(xué)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(xué)生對職業(yè)崗位的認(rèn)知度。

“石油化工廠有一定的危險性，傳統(tǒng)教學(xué)只能為學(xué)生展現(xiàn)出閥門、管道等單體設(shè)備，學(xué)生很難了解石油化工生產(chǎn)的全貌。”張楠說，而在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地，學(xué)生們戴上VR眼鏡就可以“進(jìn)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(xué)生在安全的環(huán)境中進(jìn)行練習(xí)和實(shí)踐，減少未來實(shí)際工作中的潛在錯誤和風(fēng)險。這也將使得學(xué)生具備更好的適應(yīng)能力和競爭力。

其次，通過虛擬仿真實(shí)訓(xùn)，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(shè)計、學(xué)生代入感不強(qiáng)的局面，借助虛擬仿真手段，更多的行業(yè)發(fā)展歷史、先進(jìn)人物事跡、優(yōu)秀企業(yè)案例、崗位實(shí)操標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容，都可以更加靈活、形式多樣地融合到課程教學(xué)中，達(dá)到潤物無聲的效果。

此外，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)還可以助推產(chǎn)教深度融合。“基于強(qiáng)大的數(shù)字化搭建能力，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地相比于傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)基地，在實(shí)訓(xùn)教學(xué)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(qiáng)的特點(diǎn)。”芮志彬認(rèn)為，通過虛擬仿真實(shí)訓(xùn)，教師和學(xué)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(xué)改革與產(chǎn)業(yè)升級脫節(jié)等問題，真正有望實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容與就業(yè)要求無縫對接和“零距離”。

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)也為教師和學(xué)生帶來創(chuàng)新力的提升。“相比傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)手段，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)在教學(xué)過程中，可以更加便捷地實(shí)現(xiàn)柔性化設(shè)計與重組，通過‘以虛帶實(shí)’手段，有效提升學(xué)生在學(xué)習(xí)過程的思考力、創(chuàng)新力，以及分析問題、解決問題的能力。”芮志彬說。

改善“三高三難”問題

實(shí)踐教學(xué)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(shí)崗位情境的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室應(yīng)運(yùn)而生，大大改善了困擾職業(yè)教育教學(xué)實(shí)訓(xùn)已久的“三高三難”問題，即高投入、高難度、高風(fēng)險及難實(shí)施、難觀摩、難再現(xiàn)等。

結(jié)合《國家職業(yè)教育改革實(shí)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(shí)訓(xùn)基地建設(shè)要求，各級各類職業(yè)院校的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方興未艾。

為更加符合北方國際航運(yùn)核心區(qū)發(fā)展定位，天津海運(yùn)職業(yè)學(xué)院以培養(yǎng)高素質(zhì)航海類人才為目標(biāo)，深度推進(jìn)產(chǎn)教融合、校企合作，構(gòu)建航海類專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)環(huán)境和管理平臺，建立形成航海類專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系和面向行業(yè)企業(yè)和社會的培訓(xùn)體系，融合船舶、港口等相關(guān)元素，不斷提升學(xué)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(xué)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(shè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地，打造虛擬仿真資源建設(shè)和應(yīng)用新模式，推行“3層級”實(shí)訓(xùn)教學(xué)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(xué)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(jìn)水平的軌道交通綜合仿真實(shí)訓(xùn)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(shí)設(shè)備設(shè)施與信息技術(shù)深度融合，對學(xué)生進(jìn)行地鐵、鐵路企業(yè)主要運(yùn)營崗位的實(shí)操訓(xùn)練。”廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處處長許愛軍介紹。

相關(guān)機(jī)制還有待進(jìn)一步完善

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

芮志彬指出，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源的共建共享需要產(chǎn)教融合、校企合作，各建設(shè)院校都應(yīng)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(yīng)及時對虛擬仿真教學(xué)資源庫進(jìn)行更新補(bǔ)充。

“職業(yè)院校要與企業(yè)共同開發(fā)實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)管理平臺，充分發(fā)揮實(shí)訓(xùn)基地崗位實(shí)習(xí)、教學(xué)科研、技能大賽、培訓(xùn)認(rèn)證等功能，通過搭建虛擬仿真環(huán)境，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)手段建成集‘崗課賽訓(xùn)創(chuàng)服’多功能于一體的現(xiàn)代化智慧型仿真實(shí)訓(xùn)基地。”楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授吳靈輝說。

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

“伴隨‘科教強(qiáng)國’‘?dāng)?shù)字強(qiáng)國’建設(shè)，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(shí)訓(xùn)手段的運(yùn)用，以及相關(guān)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)必將隨之得以強(qiáng)化，職業(yè)教育‘虛實(shí)一體化’實(shí)訓(xùn)教學(xué)體系也將更加完善。”芮志彬認(rèn)為。(記者陳 曦)

來源：科技日報