曾照香 劉哲 李金亮

2020年10月，教育部職成司印發(fā)《關于開展職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓基地建設的通知》，指出“隨著信息技術的發(fā)展，建設職業(yè)教育虛擬仿真實訓基地，既是改革傳統(tǒng)教學育人手段，推進人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新的迫切需要，也是強化教學、學習、實訓相融合的教育教學活動，有效彌補職業(yè)教育實訓中看不到、進不去、成本高、危險性大等特殊困難的重要措施”。在推動新一代信息技術和職業(yè)教育改革結合的背景下，許多高職院校都在研究探索虛擬仿真實訓基地建設，希望通過“虛實結合”實現(xiàn)實訓教學手段和教學模式的多元化，拓寬學生的學習途徑。建設智能制造虛擬仿真實訓基地可以促進高職院校的人才供應、技術創(chuàng)新和服務供給真正融入企業(yè)生產(chǎn)進程，從而緊跟裝備制造數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化的發(fā)展趨勢。

一、智能制造虛擬仿真實訓基地建設的必要性

虛擬仿真實訓是借助數(shù)據(jù)模擬真實場景，實現(xiàn)實踐技能培養(yǎng)的教學方式，模擬場景具有物理真實感、環(huán)境真實感和行為真實感?；谛畔⒓庸だ碚摚说恼J知過程就是對信息的加工過程，學習者能夠在類似真實的情境中去學習、體驗并解決真實的問題。虛擬仿真實訓教學雖是在虛擬環(huán)境中開展的，但是教學過程是基于行動導向或成果導向的一個完整教學環(huán)節(jié)。虛擬仿真技術作為虛擬仿真實訓基地建設的關鍵手段，尤其是基于數(shù)字孿生技術的仿真已廣泛融入高職院校智能制造類專業(yè)實踐教學，為整合實踐教學設施、創(chuàng)新教學方式、優(yōu)化教學內(nèi)容創(chuàng)造了條件，促進了現(xiàn)場工程師潛質(zhì)的高素質(zhì)技術技能人才培養(yǎng)。

第一，順應職業(yè)教育發(fā)展的需要。新一代信息技術背景下，職業(yè)教育要緊密對接崗位需求、產(chǎn)業(yè)需求，匯聚專業(yè)群與產(chǎn)業(yè)鏈、課程內(nèi)容與職業(yè)標準、教學過程與生產(chǎn)過程對接要素，適應教育信息化、教學資源數(shù)字化發(fā)展，建立虛擬仿真實訓基地成為職教提質(zhì)培優(yōu)關鍵路徑。智能制造引領兩化融合，高職專業(yè)群與智能制造產(chǎn)業(yè)鏈對接愈發(fā)緊密。虛擬仿真技術作為智能制造關鍵技術之一，使企業(yè)案例、工程項目向教學資源轉(zhuǎn)化，為新技術、新工藝、新方法融入專業(yè)實踐教學創(chuàng)造了條件，滿足理論與實踐相統(tǒng)一、知識與技能相統(tǒng)一的需求。

第二，培養(yǎng)高水平復合型智能制造人才的需要。智能制造不斷演進背景下，專業(yè)群培養(yǎng)的學生技能呈現(xiàn)碎片化，專業(yè)技能成長畫像有缺失，導致高素質(zhì)技術技能人才培養(yǎng)定位出現(xiàn)負偏離。通過建立智能制造虛擬仿真實訓基地，將虛擬仿真技術應用于智能制造類專業(yè)實踐教學，調(diào)動學生的學習主動性，能夠逐漸培養(yǎng)學生用技術、工程、創(chuàng)新思維意識去想、學、做，構建學生的技能成長畫像，有助于滿足未來社會對解決復雜工程問題的創(chuàng)新人才培養(yǎng)需求。

第三，助推“三教”改革的需要。課堂是職業(yè)教育教學主陣地，教師目前在教學方法創(chuàng)新、教學能力提升方面存在短板。教學資源是提升專業(yè)教學的保障，但目前資源陳舊、形式單一，缺乏創(chuàng)設數(shù)字化的教材以及資源庫。信息化教學改革背景下，虛擬仿真技術是創(chuàng)新教學方法、優(yōu)化人才培養(yǎng)模式的重要手段，通過虛擬仿真實訓基地建設，開展教師信息化能力提升、教學方法創(chuàng)新、教學資源數(shù)字化建設，實現(xiàn)課堂革命。

第四，實現(xiàn)資源整合集聚的需要。智能制造類相關專業(yè)的虛擬仿真資源存在資源相互割裂、重復建設，應用存在泛化傾向，通過建設虛擬仿真實訓基地將資源整合、規(guī)劃，運用新一代信息技術實施智慧化管理，促進實訓基地的共建共享、開放應用。

第五，深化產(chǎn)教融合的必然需求?！疤摂M仿真技術+”可以提升技術服務效率，“信息化+”可以增強終身教育開展水平，賦能職業(yè)教育跨界融合。因此，面向全民教育、社會服務，校企共建共享虛擬仿真基地，成為產(chǎn)教融合新的平臺和載體。

二、智能制造虛擬仿真實訓基地建設存在的問題

新一代信息技術與制造業(yè)融合，培育的智能制造生態(tài)體系呈現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化。各高職院校為了培養(yǎng)適應智能制造生態(tài)體系，組建專業(yè)群，建設虛擬仿真實訓基地等產(chǎn)教融合平臺。職業(yè)院校對虛擬仿真實訓基地認識乃至建設標準理解不深，尤其是面向智能制造多種細分行業(yè)的基地實踐教學體系、教學應用、資源建設及標準制定等方面存在諸多問題。

第一，信息技術與職業(yè)教育教學融合不夠。信息技術與職業(yè)教育教學融合不夠，未搭建適應職業(yè)教育智能制造相關專業(yè)的虛擬仿真實訓體系。職業(yè)院校為追求教育信息化，花費精力開展諸如“慕課”“微課”“翻轉(zhuǎn)課堂”等教學改革，僅是實現(xiàn)課堂的遷移，信息化技術與實踐技能培養(yǎng)未融合并開展實踐教學，對學生職業(yè)技能培養(yǎng)欠缺。職業(yè)教育信息化優(yōu)勢體現(xiàn)不足，一方面是信息技術并未破解高職智能制造實訓教學瓶頸；另一方面是實踐技能考核、創(chuàng)新培養(yǎng)不足，未真正搭建起虛實結合的實踐教學體系，直接影響基地建設水平。

第二，虛擬仿真技術在實踐教學中應用水平不高。虛擬仿真資源建設水平及應用不足。虛擬仿真資源存在泛化傾向，重建設輕應用，同時忽視了學生的信息素養(yǎng)、教師的信息技術應用、管理者的信息技術領導力的培養(yǎng)與提高，使職業(yè)教育信息化水平得不到整體提升。

第三，虛擬仿真基地建設標準欠缺。由于缺乏具體詳盡的虛擬仿真基地建設標準，智能制造類相關專業(yè)未實現(xiàn)仿真資源集聚。虛擬仿真技術應用于職業(yè)教育還不成熟，標準不統(tǒng)一，導致基地建設中虛擬仿真環(huán)境建設、資源建設等參差不齊。高職院校智能制造相關專業(yè)群歸屬不同系院，基地管理運行機制不健全，致使基地利用率不高。

三、智能制造虛擬仿真實訓基地建設的基本思路

高職院校為了解決教育信息化滯后、教學資源數(shù)字化不足、基地建設標準模式不統(tǒng)一、服務能力不足的問題，依托專業(yè)（群）探索虛擬仿真實訓基地建設路徑研究。聚焦區(qū)域智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，存在學科建設、技術建設和產(chǎn)業(yè)鏈建設三種虛擬仿真實訓基地建設邏輯?；趯W科的建設邏輯適用于應用型本科院校，基于技術的建設邏輯適用于研究型院校，基于產(chǎn)業(yè)鏈的建設邏輯適用于高職專業(yè)群。按照智能制造產(chǎn)品全流程與全生命周期，集約高職智能制造相關專業(yè)群實踐教學資源，研究智能制造虛擬仿真實訓基地建設有效路徑。基本建設思路如下：

第一，立足智能制造相關專業(yè)群建設及新一代信息技術賦能專業(yè)教學改革，融合共享性大型智能（仿真）實習實訓基地建設要求，突出智能制造技術為核心（“一核”），輻射帶動智能制造產(chǎn)業(yè)鏈中其他專業(yè)發(fā)展（“多極”），構建“一核多極”的智能制造虛擬仿真實訓集群，建設智能制造虛擬仿真實訓基地。

第二，以高水平產(chǎn)教融合實訓基地建設項目為主體，與領軍企業(yè)共建虛擬仿真實訓基地聯(lián)合體，創(chuàng)新產(chǎn)教融合、開放共享的示范性虛擬仿真實訓基地運行管理模式機制，探索符合學校實際需要和當?shù)禺a(chǎn)業(yè)需求的創(chuàng)新路徑與方法。

第三，按照“遵循實訓教學規(guī)律、注重多專業(yè)多平臺交叉融合、示范引領虛擬仿真實訓模式改革、服務智能制造產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級”的思路，通過“改造、新引、融合、攻關、共建、共享”，優(yōu)化完善“虛擬仿真技術+”集群實訓資源布局，破解專業(yè)實訓教學和企業(yè)生產(chǎn)過程中的瓶頸問題，促進教育教學改革，賦能職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展。

四、智能制造虛擬仿真實訓基地建設的具體措施

智能制造虛擬仿真實訓基地建設以學生為中心、以服務智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展為宗旨，立足智能制造相關專業(yè)群，基于區(qū)域創(chuàng)新理論，著眼于推進人才創(chuàng)新活力，賦予產(chǎn)教融合的主體要素（政、校、行、企等）、功能要素（制度、人才培養(yǎng)、技術、管理和服務創(chuàng)新）和環(huán)境要素（體制、機制等各類保障措施）豐富內(nèi)涵，圍繞“產(chǎn)學研訓創(chuàng)”基地功能定位進行整體設計。

第一，實訓場景及平臺建設。以“產(chǎn)學研訓創(chuàng)”為場景設計依據(jù)，深度對接專業(yè)、課程，提升專業(yè)實訓教學條件?；诋a(chǎn)品全生命周期，重點打造“1工坊+3中心”的智慧化實訓場景，提升智能制造虛擬仿真實訓基地總體水平。破解資源孤島難題，實現(xiàn)基地整體管理及資源調(diào)配共享，打造“沒有圍墻的大學”。建設集“教、學、管、訓、評”于一體的智能制造云服務平臺，基于平臺實施“互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”“線上+線下”實訓教學模式改革。

第二，虛擬仿真資源建設。對接智能制造產(chǎn)業(yè)崗位群，解析典型工作任務，歸納關鍵技術應用能力，開發(fā)基于虛擬仿真的技能訓練資源，匯聚生產(chǎn)性實踐教學項目，構建實踐教學課程體系。依托智能制造云服務平臺，打破傳統(tǒng)課堂的時空限制，將碎片化的無邊界學習與課堂內(nèi)系統(tǒng)化學習有機結合。建設虛擬仿真實訓教學資源，實施線上線下理實結合的混合式多元化實訓教學模式，實現(xiàn)學生借助手機、平板、筆記本電腦等任意智能終端進行線上簽到、測試、預習、虛擬實訓等內(nèi)容。整合建設工業(yè)控制、加工制造、新能源汽車等“一核多極”虛擬仿真實訓集群專業(yè)虛擬仿真資源，分類設計形成專業(yè)基礎課程、智能工廠、培訓考證、綠色創(chuàng)新實踐、特色工坊五個虛擬仿真資源包架構。

第三，基地師資隊伍建設。發(fā)揮專家、名師引領作用，提升團隊治理水平和應用推廣能力。行業(yè)專家領銜開展關鍵信息技術攻關，名師引領開展教學理論研究，技術能手帶動成果轉(zhuǎn)化與匠心傳承。校企雙主體合作育人，組建高水平模塊化專兼結合教學管理團隊。通過分工協(xié)作，實現(xiàn)專兼教師互補融合、教學領域交叉融合、思政教育和技能培養(yǎng)融合、教育教學與項目研究融合，大幅提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。打造企業(yè)化運營管理團隊，運營管理團隊包含運營管理組、設備維護組、推廣應用組、運營監(jiān)督組，管理團隊。以學校為主導，聯(lián)合企業(yè)共同管理，借鑒市場化運營模式，負責實訓基地的日常管理、實訓設施維護保養(yǎng)、技術服務等工作。加大信息技術應用力度，提升教師資源深度建設與應用能力。優(yōu)化團隊構成，提升教師信息化應用水平。

第四，運行管理機制建設。充分發(fā)揮產(chǎn)教融合平臺資源集聚效應，融合新一代信息技術與智能制造領軍企業(yè)共建高水平產(chǎn)教融合實訓基地，打造成為智能制造示范性虛擬仿真實訓基地聯(lián)合體。堅持基地發(fā)展與產(chǎn)業(yè)發(fā)展相結合、基地機制創(chuàng)新與社會服務創(chuàng)新相結合、實訓體系改革與人才培養(yǎng)改革相結合，構建產(chǎn)教融合、開放共享的示范性虛擬仿真實訓基地運行管理模式。

一是構建實訓場景科學管理機制，實現(xiàn)實訓基地智能化管理、安全管理、開放管理。按照“全面布局、逐步推進、軟硬一體、自由組合”原則，對接各實訓場景管理需求，以實訓室智慧化管理為突破、安全穩(wěn)固的智能設備為根本、實訓室的功能要素為抓手，借助工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)技術、云計算等建設“感知全面、傳送可靠、處理智能”的實訓室智慧管理平臺。

二是構建虛擬仿真實訓基地運行評價機制，持續(xù)改進完善基地功能。虛擬仿真實訓基地投入使用后，通過云服務平臺管理接口進行遠程評價，為“二次開發(fā)”提供依據(jù)，完善實訓教學基地的功能，促進資源的持續(xù)改進與完善。評價機制包括評價指標體系構建、指標權重確定以及綜合評價等方面。

三是構建虛擬仿真基地管理新機制，實現(xiàn)科學管理、高效運行。首先，構建項目績效評價管理機制，建立目標和任務清單制度，制定團隊考核評價辦法，并且成立績效考核評價組，根據(jù)考核評價結果實施獎懲。其次，為了促進項目研究技術含量的提升、檢測虛擬仿真實訓基地的性能、積累專兼教師的實踐經(jīng)驗，制定項目轉(zhuǎn)化開發(fā)機制，建立成果轉(zhuǎn)化制度，實施項目評價辦法。最后，在“互聯(lián)網(wǎng)+虛擬仿真”教學模式下，構建課程評價、虛擬實踐考核以及學生能力評價結合的多元化考核體系，實現(xiàn)對學生技能成長的科學判斷。