am928 发表于 2025-6-9 14:54:20

数字化转型下的虚拟仿真实训基地:成效与挑战并存?

数字化转型是当今职业教育应对数字时代发展与挑战的必然选择。虚拟仿真实训基地,通过将虚拟现实、人工智能等前沿技术融入职业教育实训课程及设施,精心打造了虚拟仿真实训项目,并构建了相应的实训系统。基地致力于开展实训教学、技术创新和生产服务,其核心在于利用数字化转型的系统力量推动教学模式和治理方式的革新。这一举措的根本目标是解决实训教学中存在的“高成本、高难度、高风险,实施困难、观摩不易、再现艰难”等问题,从而高效实现人才培养的信息化、智能化和现代化。

2021年,教育部出台了关于虚拟仿真实训基地建设的指导文件,并启动了215个国家级职业教育示范性虚拟仿真实训基地的立项工作。从项目建设的实际情况分析,各项目在培养模式创新方面已取得明显进展,然而在具体实施过程中,普遍面临着产教融合的协同开发机制不够顺畅、信息技术与职业教育教学的融合程度不高、虚拟技术的应用相对欠缺、基地建设缺乏统一标准、教学单元的系统性有待加强等问题。因此,有必要在内涵特征、构建逻辑以及建设策略等方面深化理解,全面构建虚拟仿真生态系统,并对实践教学体系进行优化。

内涵意义:提高职业教育适应性

构建虚拟仿真实训基地具有深远影响,我们应当从促进产业进步、加强院校内在建设、增强人才培养的针对性等方面进行深入理解和高度重视。

为产业转型升级提供有力的人才支持。数字技术助力产业迈向现代化,企业对“数字技术融合专业技能”的人才需求日益增长,将虚拟仿真技术融入专业实训教学,有助于培育出企业迫切需要的精通操作、熟悉工艺、擅长管理、善于协作、具备创新能力的高素质技术技能人才,从而有效提升职业教育的适应性。

职业教育高质量发展的关键支撑。虚拟仿真实训基地的建设与产业及职业岗位需求相契合,通过信息技术手段,将企业案例和工程项目转变为教学素材,进而成为新技术、新工艺、新规范的传播载体,肩负着职业教育高质量发展中产教融合与信息化建设的两大核心任务。

职业教育“三教”改革的深化关键。课堂教学的数字化,作为改革创新的核心要素之一,依托虚拟仿真实训基地的构建,推动教师教学水平的增强、教学方法的革新以及教学资源的数字化构建,对创新人才培养模式至关重要,同时也是提升课堂教学效果和推动教学变革的重要手段。

建构逻辑:关注产业链、教学链、技术链

虚拟仿真项目的体系架构及其应用效果对于实训基地的教学质量至关重要,我们必须从产业链、教学链以及技术链这三个维度,明确其构建的内在逻辑。

虚拟仿真项目及任务规划必须对产业链中各类职业岗位的需求进行系统性剖析,从而确立明确的发展方向。同时,需将专业体系与产业链相融合,课程内容与职业规范相衔接,以及教学环节与生产流程实现全方位的要素匹配。目前,虚拟仿真项目的转化与建设过程中,缺少与产业对接的全面规划,这导致项目发展未能同步于产业进步,实践中对人才培养的效果并不明显。因此,有必要系统地梳理生产过程中的设计、制作、运维、服务和管理等模块的数字化联系,并构建起虚拟仿真项目的框架逻辑。

虚拟仿真项目应以学生为核心,依据清晰的教育教学思想,对工作领域的各个环节要素进行展示,构建起教学序列的逻辑结构。然而,目前虚拟仿真项目的设计中普遍缺少教学设计的理念,所包含的教学内容不足以满足教学目标的达成和教学活动的组织。因此,在创新教学方法和手段时,需要综合考虑虚拟仿真项目的应用形式和具体场景,以推动课堂教学的实效性。

虚拟仿真实训基地作为虚拟仿真技术在教育领域的综合应用,其技术链条涵盖了生产工序工艺的生产技术逻辑,以及虚拟现实技术自身的集成逻辑。然而,众多仿真项目在沉浸感、交互性和体验感方面存在不足,这既反映了生产工艺仿真方面的不足,也暴露了虚拟仿真技术单一化的问题。因此,需依据生产技术链来规划实训内容,设计工作场景,以及确定技术参数,进而打造一个领先的信息技术集成系统。该系统需精确模拟实训过程中遇到的无法进入、无法观察、无法操作以及难以重现的难题。同时,它将为学习者营造一个充满真实感的环境,提供真实的工艺流程和工具。

建设路径:打造“新生态”、搭建“高速路”、构建“素材库”

在建设虚拟仿真实训基地的过程中,必须充分考虑企业的具体生产状况,并采用虚拟仿真技术,以此为基础,打造一个以技术链条为支柱、以数据驱动为核心的生态体系。

提升产教融合资源质量,构建虚拟仿真实训基地的全新发展模式。我们集中精力推进区域产教联合体以及行业产教融合共同体的建设,全面整合产业数字化资源,特别强调增强虚拟仿真基地在教学、培训、研发以及服务等方面的综合能力。推动学校采纳现代企业生产方式及虚拟工厂的概念,模仿实际的商业运营环境,打造数字化设计和制造体验平台、实训基地,实现教学与实训的全面数字化,迅速将产业数字化转型中的新元素融入实训课程,提升学生的产业认知、关键职业技能以及技术领导才能。

推进职业教育新基建,搭建数字赋能实训教学的“高速路”。整合基础建设、数字融合与智能应用系统,通过改善实训环境、丰富教学资源、完善数据平台,实现虚拟仿真与实际操作融合的沉浸式、互动式实训;打造信息技术支持的校内校外、线上线下、物理与虚拟空间无缝对接的职业教育学习环境;构建涵盖教学、管理、评估、研究、实训的综合应用服务平台。

推动智慧平台的建设,打造一个虚拟学习环境的“资源库”。职业院校的教师们需要加速虚拟仿真资源的积累,把企业的实际生产项目转变为教学材料,开发出更多高品质的虚拟仿真资源库和数据集,扩充虚拟仿真素材库,推动职业教育智慧平台资源在教育教学中得到更广泛的应用,从而为学生提供数字化、信息化的情景模拟等教学与实训的全新体验。

增强师生信息能力,探索实训教学的新路径。构建职业教育中虚拟仿真实训的课程规范、实训室建设规范,提升师生信息能力,将虚拟教学单元与实体实训场所相融合,全面规划模块化的实训教学体系,旨在为学生打造定制化的学习体验。同步研发新的评价手段,力求在学生学习和教师授课过程中,实现悄无声息、同步进行的数据搜集与监控,并构建一套科学合理的教学评价及反馈体系。

(作者:霍丽娟,系北京教育科学研究院职业教育研究所教授)
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