基于校企合作的应用型地方高校虚拟仿真实践教学探索——以铜陵学院为例

陈 颖 叶 松

（铜陵学院，安徽 铜陵 244061）

虚拟仿真模拟教学是顺应时代发展的产物，是对现代教育理念和教学方式的一种新的变革。自从教育部倡导“教育信息化”以来，为了提升实践教学的水平，达到更好的教学效果，全国各地院校纷纷建立了不同层次、各具特色、不同类别的虚拟仿真实践教学中心，并且在一些特殊的实践训练中发挥了巨大的作用。当然虚拟仿真中心建设和运行中还存在各种问题和不足，但是随着人工智能的迅速发展和大数据的广泛应用，虚拟仿真实践教学平台逐渐普及，虚拟仿真实践教学将成为一种普遍的教学手段，在实践教学中会发挥更大的作用。

铜陵学院是一所财经特色鲜明、多学科协调发展的应用型本科高校，最早提出以建设应用型高校作为办学目标，坚持校企合作共同培养应用型人才的人才培养模式，2008年发起并创立了“安徽省应用型本科高校联盟”，在全国产生重大影响，为新建院校谋求发展探索出一条新路。目前学校建有1个国家级校企合作实践教育基地、5个省级校企合作实践教育基地、13个省级示范实验实训中心和土木工程虚拟仿真实验室和VBSE虚拟仿真实验室等省级虚拟仿真实验教学中心。铜陵学院在校企合作、应用型人才培养以及虚拟仿真实验室的建设等方面都处在同类院校的领先地位，同时也存在改进的空间。

一、校企合作下应用型地方高校深入开展虚拟仿真实践教学的重要意义

所谓虚拟仿真实践教学就是以计算机为核心，通过合理的应用计算机软件把相关技术有效结合的一种实践模式，主要包括虚拟现实、多媒体技术以及仿真技术等现代化技术。其程序是：先构建出一种模型，该模型必须科学、合乎逻辑、结构合理并得到论证可行，再利用硬件设备和计算机技术把这种模型转化为虚拟的模型，利用网络形式和仿真技术实现虚拟模型的网络化，最后学生通过计算机端口来进行具体的实践训练。应用型地方高校通过校企合作模式下建立的虚拟仿真实践教学体系，可以改变以往单一的理论教学模式，通过虚拟仿真和计算机技术把理论教学与实践教学有机结合起来，充分发挥虚拟仿真实践教学的优势，对人才培养的质量及效率有极大的作用。

（一）教学效果明显提高

虚拟仿真实践教学具有高仿真、高智能化、直观性等优势，可以提高教学效果。例如铜陵学院土木工程虚拟仿真实验室有61台高性能计算机及多媒体等硬件设备，同时还拥有杭州万霆科技股份有限公司开发的建筑工程虚拟情景教学实训软件、建筑工程施工工艺仿真软件、建筑工程识图仿真软件等系列虚拟仿真软件，能把抽象的、复杂的、多工序的建筑施工过程形象的展示在学生面前，能有效弥补仅靠理论知识和书本知识带来的枯燥感，教学效果大大提高。

（二）教学水平全面提升

从虚拟仿真实践教学的功能和作用来看，一方面可以为教师教学提供便利，帮助教师在教学中更好地开展教学活动，提高教学效率；另一方面也能够增强学生学习的积极性，利用虚拟技术帮助学生在预习环节、实验进行环节和实验复习阶段全方位进行自主性探究，巩固和运用所学知识。两方面相互配合，从而全面提升教学水平。铜陵学院教师利用虚拟仿真平台全面开展教学活动并带领学生进行项目研究，完成了多项大学生创新创业项目和其他课题研究。

（三）有效降低实验成本

虚拟仿真实验是虚拟的，基本没有材料的消耗，或消耗很少，可以为学校节约开支，减低成本，也能摆脱传统实验中因为缺少材料而无法进行的限制。很多实验是具有一定危险性的，但又是学生必须了解和掌握的，以往传统教学中只能用理论讲解代替实验操作。而虚拟仿真实验因为是虚拟的，可以进行危险实验，通过模拟帮助学生直观认识危险，切实掌握操作步骤。

（四）校企合作实现共赢

深入开展虚拟仿真实践教学顺应了国家教育政策与职业教育改革趋势。应用型地方高校需要培养综合素质和实践能力较强的应用型专门人才，虽然学校拥有大批专业知识工作者，可以发挥学科综合优势，但缺乏资金、场地和设备，缺乏承担市场风险的能力。而企业不缺资金、场地和设备，且拥有丰富的生产管理和市场管理经验，但技术水平不高，对新技术信息和发展动向不敏感。虚拟仿真实践教学提供了仿真的企业环境和创新的教学方法，以教育平台为基础，利用院校的教学形式，把双方的优势资源整合在一起，在合作过程中以资源合理利用为标准推动校企进行深度的融合交流，注重培养质量，不断提升学生综合素质和就业竞争能力，满足双方需求，共同为培养应用型人才努力。而且虚拟仿真实训平台不仅可以为校内学生提供实践场所，同时也可以对外开放，作为企业培养专业人才的基地，为社会提供优质教学资源，提供专业的社会服务能力，从而统筹兼顾经济效益和社会效益、实现共赢。

二、目前虚拟仿真实践教学建设中存在的问题和不足

通过对铜陵学院及周边学校虚拟仿真实践教学的调查，发现仍然存在不少需要改善的地方。

（一）教学中虚实结合不足

一方面虚拟仿真实践教学并没有有效普及，大部分实践教学主要还是采用传统模式。另一方面一些院校为了推广信息化教学和虚拟仿真应用，脱离了实际情况，要求所有的实践项目都通过虚拟平台操作，即使对于实际操作中很成功的实践项目也如此。铜陵学院也存在类似问题，财经类专业弱化了会计手工实验，把相关的内容纳入 VBSE虚拟仿真实验中，一些会计凭证学生看不懂或不会填，拉慢了实验进度，处理结果混乱，导致实验效果并不理想；另外，学生到企业顶岗实习的比较少，理论学习未与实际应用真正结合起来。这违背了教育部对虚拟仿真实践教学的具体规定：虚实结合、相互补充，能实不虚。实际教学中，应准确把握虚实结合的程度，强化学生亲自动手操作的能力。

（二）虚拟仿真实践教学资源共享不足

共建共享优质的实践教学资源是高校人才培养的内在需求，也是增强高校竞争力的重要手段。目前，各区域、城市的经济发展水平和学校自身办学实力严重制约着虚拟仿真资源的建设，经济发达区域和城市显著优于欠发达地区和城市，重点院校明显优于普通高校，从而导致不同院校虚拟仿真资源差距巨大，在发达地区资源充足，而不发达地区院校几乎没有或只有较少的虚拟仿真类型的资源。而在这部分拥有较多资源的院校里，共建共享机制也较为欠缺，存在虚拟仿真资源的利用率不高的现象。铜陵学院开设的虚拟仿真实践课程也存在专业覆盖面不足的情况，如VBSE目前只在会计学院相关专业开设。平台课程偏少，与实习结合度偏低，虚拟仿真平台没有与企业和社会广泛建立共建共享机制，目前是学校自建，主要用于校内部分专业的教学，资源利用率不高等问题。

（三）专业的教学和管理队伍建设不足

合理的人才队伍建设是建设虚拟仿真教学资源、加强学生管理及实现共享开放的必要条件。铜陵学院目前缺乏专业的虚拟仿真实验教学平台的师资和管理人员，比如VBSE实验的现场指导，都是由部分专业老师在接受专业培训后开展实验指导，没有专设的虚拟仿真实验管理人员。其他虚拟仿真实验室也存在类似问题，难以有效开展高质量的虚拟仿真实践教学。为了使实验室能够长期有序地建设和高速发展，铜陵学院应加大力度培训教师和实验人员，积极构建合理的实验人才队伍。

（四）师生参与实验的积极性和主动性欠缺

现有大多数虚拟仿真资源只注重虚拟场景的搭建，而智能化程度不足，实时交互性程度有待提高。另外也存在学校的资金投入不足、网页建设和宣传力度不足，平台管理制度不到位等问题，这些削弱了虚拟仿真实验教学的效果，也大大降低了师生使用虚拟实验平台的积极性。校企合作不够深入，导致实验项目偏少，现有资源使用不充分。因此必须加大资金投入、校企深化合作拓展实验项目、加强日常的管理和维护，提升虚拟仿真实践项目的适用性和人性化程度，让学生和老师积极、主动地参与到实践教学中。

（五）应用型地方高校大学生创新及专业能力较弱

首先，铜陵学院作为应用型地方高校，很多大学生存在理论功底不扎实，没有切实弄清楚各知识点的理论意义、相互关系和实际运用方法，理论与实际没完全衔接，从而造成专业能力相对薄弱。其次，尽管学校开设很多实践课程，但是由于学校实践教学资源和平台有限，校企合作又流于表面，造成学生实际操作时间有限，而且实践课程一般为考查课程，学校和学生重视程度不足，只是简单的验证所学理论知识，没有深入研究去发现问题、利用所学知识分析问题和解决问题，造成学生眼高手低，动手能力差。最后，学校教学机制仍不完善，缺乏对学生创新意识的引导、创新能力的培养和激励[1]，大学生自身也对国家创新人才培养战略缺乏认识和了解，没有重视，导致学生墨守成规，缺乏创新意识和创新能力。

三、基于校企合作的应用型地方高校虚拟仿真实践教学的建设

铜陵学院作为地方应用型本科学院，不断深化与企业的各类产学研合作，已同企业合作开展二十多项教育部产学合作协同育人实验项目，其中包括VBSE等课程设计和师资培训、云建设平台等；继续建设多专业的虚拟仿真实验室，整合校企合作的虚拟仿真教学平台，如财税仿真教学平台。铜陵学院在虚拟仿真实践教学中做了大量努力，取得了一定成绩，建议从以下几个方面加强建设。

（一）教学模式实现虚实一体化

基于校企合作的应用型地方高校，在教学模式建设上仍然要以理论教学为基础，积极引入虚拟仿真，强化虚实结合。也就是在传统的教学过程中，将虚拟仿真实践项目与真实的手工操作项目有机结合，通过虚拟仿真实验室与专业实验室实施教学，将理论知识与实践融合而建立一种理虚实一体化的新型教学模式[2]。如铜陵学院工程管理、土木工程等专业可在实验中把理论学习、现场实习与虚拟仿真实验有机结合：学生先接受理论教学，让学生掌握与项目相关的基本理论知识，在此基础上开展虚拟仿真教学，学生通过使用虚拟仿真软件来掌握基本操作步骤，最后学生在具体实践实验室实际动手操作设备，把虚拟实验室“制作”的虚拟产品真实化。以项目化理论教学、虚拟仿真掌握基本步骤、实践操作再现虚拟过程并把虚拟产品真实化的时间先后顺序为主线，以理论产品、虚拟产品、真实产品的制造为载体，实现理论教学和实践教学的有机衔接与贯通，这就是理虚实一体化教学模式[3]。虚拟仿真软件通过虚化，将枯燥的技术理论知识和实践技能以人机交互的方式形象、直观地传授给学生，在学生通过虚拟仿真实训，掌握了设备、工艺及具体操作流程后，进入实际操作阶段，从而实现实践操作与技术理论知识的有效衔接。这样的教学模式不仅可以克服学校实训硬件条件的局限性，也可以有效避免由于操作不当等造成的设备及人员的伤害，形象、直观地将理论知识与实践有机结合，不仅能更有效提高学生理论水平和操作能力，也能培养学生创新思维和创新能力，实现校企共同培养合格人才双赢的局面。理虚实一体化教学示意图如图1所示。

图1 理虚实一体化教学示意图

（二）教学平台完善共建共享

作为应用型地方高校的铜陵学院，在学校实践教学处和教务处的推动和引领下，相关学院与企业积极合作，由学校和企业分别派出各自的骨干人员强化合作，形成有效沟通，充分结合合作双方共同的资源，共建管理信息化平台，实现校企合作的公开化、透明化，尽可能实现资源共享。

首先，基于现代信息技术，建立跨学科模拟经济环境的模拟练习教学平台可以有效地解决知识结构零散、课程体系不健全的问题。这种跨专业仿真实验平台从学生的培养内容和训练模式两个方向进行创新[4]。学生的培养内容多样化，将教学与当前的信息化技术紧密结合，实现资源共享，将多项专业课程的理论知识与实践知识相结合，充分运用虚拟化的实验和网络化的教育平台，跨专业仿真实验还可与地方经济发展结合，与专业群建设结合，与大学生创新创业结合，这样可以扩大影响，降低资源的投入。

其次，在学科平台基础上，不断促进和提升区域间高校仿真实验教学资源共享，减少教学平台低层次重复建设。在实际教学活动中，许多高校的虚拟仿真实验教学资源存在重复建设、利用率不高、共享程度较低等问题，难以利用有限的现有资源提升虚拟仿真教学效果。因此，高校虚拟仿真实践教学中心应当进一步探索共享的方式和方法，例如:建立区域性共享平台、大型仪器实行有偿服务机制、教学资源共享实行有偿使用机制，从顶层制度设计、共享标准制定、运营维护三个层面加强管理，努力拓宽共享的渠道与范围，从而实现教学资源的开放共享[5]。

最后，校企双方及地方政府都要加大对虚拟仿真教学实践平台的宣传力度。在企业的官网、学校的门户网站及政府的宣传网站上进行大力宣传和介绍，让需要的人群了解并懂得虚拟仿真实践教学平台，真正实现资源的共享，通过有偿使用和服务等也能让平台实现一定的经济和社会效益，也能起到示范和激励作用。校企合作虚拟仿真实践平台运行机制如图2所示。

图2 校企合作虚拟仿真实践平台运行机制图

（三）师资管理队伍打造“双导师”

优秀的实验教师和管理人员在虚拟仿真平台体系中尤为关键。铜陵学院在校企合作下，可把学校教师送出去，同时引入企业人员，挖掘企业教师的潜力，建立以学术见长的校内教师和作为校外兼职教师的企业精英组成的“双导师”教学师资管理队伍。一是提升校内教师的综合能力。依托虚拟仿真实践教学平台，邀请企业人员对校内教师进行大规模的培训，鼓励校内教师与企业的交流，积极参加企业的生产实习，加强实践教学，鼓励学校教师把科研项目通过校企合作下虚拟仿真教学实践平台加强与企业的合作，既有效利用了平台，又进一步提升科研项目的科学性以及技术性，同时也能大幅度的提升教师的综合能力和创新能力。二是提升企业导师的理论知识。企业导师来源于生产和管理实践中，其实践能力和技术水平比较高，现场经验非常丰富，但是，企业导师也存在一个短板，不了解学生学习方法和思维模式，难以有效地将实际的经验转化成课堂教学知识。可以通过定期组织理论知识培训，并邀请企业导师进入学校，参与课堂教学，积极与学生形成互动交流，了解学生的学习方式，熟悉学生基本的思维模式，能促进企业导师有效地把实践经验转化为课堂知识。通过此种“双导师”教学师资管理队伍的建设能极大提升校企合作下虚拟仿真教学实践师资队伍水平，强化虚拟仿真实践教学，提高实时交互性程度，真正实现智能化，共同培养应用型人才。

（四）教学与考核方法多元化

校企合作下虚拟仿真实践教学与传统教学模式相比有很大区别，铜陵学院有必要重构实验教学功能和训练模式。建立教学功能变化的“双主型”训练模式和体验式教学方法，通过各种专业背景和多重角色的实践训练，提高学生综合能力，对接产业人才需求，最终实现校企双赢。同时，其教学考核方法不仅要体现出虚拟实践的特点，还要体现校企合作的特点，凸显双方的作用，因而要建立起多元化的考核评价体系。该考核方式应以虚拟仿真平台为基础，合理借助一些教学评分软件，从学生的实践体验、课程考核、虚拟实践考核、能力评价等方面给予教学真实的评价。在这种多元化的考核方式下，调动师生的积极性、主动性，提升教学效果。

（五）仿真实践助推创新创业

在创新创业已成为国家重要的发展战略的前提下，铜陵学院调整人才培养目标，主动将创新与创业融入其中，校企合作下虚拟仿真更助推了大学生创新创业。目前铜陵学院广大师生利用虚拟仿真实践教学平台开展了多项大学生创新创业项目。但可以继续深化：利用人机交互、虚拟仿真等技术，模拟出现实世界的事物和环境，模拟企业生产经营管理和社会服务的具体流程[7]，各专业以工作室为单位,以项目组为团队,推广项目研究过程、积极组织竞赛活动,以项目充实课堂教学,提升教学效果,建立产教融合教学平台,培养学生创新意识与创新精神，提升专业能力，让学生成为富有创新精神、能够为地方经济文化建设服务的应用型人才。

四、结论

随着计算技术和互联网技术的不断发展，我国进入数字虚拟时代，虚拟仿真实践教学越来越普及，成为各高校加强实践教学、提高实践教学质量的主要手段之一。本文以铜陵学院为例，对校企合作下的应用型地方高校虚拟仿真实践教学进行了探索，在教学模式、资源共享、师资培养与教学考核等方面提出了自己的建议。越来越多研究证明校企合作下虚拟仿真实践教学模式是提升学生综合能力和职业素养的重要途径。