高职院校虚拟仿真实训基地建设与应用研究

石岱峰 张松 孙玉峰

［摘           要］  随着我国信息技术的高速发展，相对于传统的实践教学模式，基于虚拟仿真技术的融入逐步成为高职院校赋能“三教”改革、深化产教融合、提升人才培养质量更有效的手段。自2021年教育部公布215所国家首批职业教育示范性虚拟仿真实训基地名单以来，立项建设院校在推进基地建设方面取得了一定的成效，但也存在顶层规划不科学、与当地产业对接程度不高、保障机制不完善、资源共享度不够、教学难点痛点解决不聚焦、教师信息化教学能力滞后等问题。结合国家级示范性虚拟仿真实训基地建设情况，在规划设计、教学模式、管理运营、资源建设、技术开发等方面进行分析并提出了对策，为全国职业教育虚拟仿真实训基地建设和教学改革提供有益参考。

［关    键   词］  高职院校；虚拟仿真；实训基地

［中图分类号］  G717                    ［文献标志码］  A                  ［文章编号］  2096-0603（2024）10-0001-04

当前，信息技术发展突飞猛进，正在快速改变人们的生产方式、生活方式和思维方式，尤其是产业的迭代升级，对高素质技术技能人才有了更高的需求，服务高端产业和产业高端，是未来职业教育改革发展的新方向。虚拟仿真技术是实训基地建设，是推进虚拟仿真技术与职业教育深度融合的重要途径，是提升技术技能职业教育质量的有效举措，是集成利用虚拟现实、人工智能、物联网等新一代信息技术与职业教育专业实训课程、设备设施开展教学的融合共生，模拟企业真实工作场景，并将仿真工作过程融入教学中，解决了真实场景实训中的“三高三难”问题，改变了传统的教学模式，对“三教”改革起到了放大、叠加和倍增的作用，赋能职业教育高质量发展。

一、职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设现状

（一）国家关于职业教育虚拟仿真实训基地的指导

我国职业教育进入高质量发展阶段，国家出台了一系列指导性文件，引导和鼓励职业院校推进虚拟仿真实训基地建设。2019年1月，国务院颁布的《国家职业教育改革实施方案》提出，“带动各级政府、企业和职业院校建设一批资源共享，集实践教学、社会培训、企业真实生产和社会技术服务于一体的高水平职业教育实训基地”。2020年6月出台的《职业院校数字校园规范》明确了职业院校数字化资源的具体建设要求。2022年10月，工信部、教育部等五部门联合发布《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（2022—2026年）》，明确要求“在职业学校建设一批虚拟现实课堂、教研室、实验室与虚拟仿真实训基地，推进‘虚拟仿真实验教学2.0，支持建设一批虚拟仿真实验实训重点项目，加快培养紧缺人才”。2022年12月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》指出，“建设职业教育专业教学资源库、精品在线开放课程、虚拟仿真实训基地等重点项目，扩大优质资源共享，推动教育教学与评价方式变革”。以上文件将建设虚拟仿真实训基地等重点项目作为提升职业院校关键办学能力的重要举措之一。

（二）职业教育国家示范性虚拟仿真实训基地立项情况

2020年9月，《职业教育提质培优行动计划（2020—2023年）》明确提出，在全国范围内“遴选100个左右示范性虚拟仿真实训基地”。国内高职院校积极承接任务，开展虚拟仿真实训基地的建设。2021年10月19日，由教育部科技发展中心主办的职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设工作推进会在南昌召开，南昌也建起首个国家职业教育虚拟仿真实训示范基地，标志着职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设正式拉开帷幕。2021年，教育部发布了《關于公布职业教育示范性虚拟仿真实训基地培育项目名单的通知》（教职成司函（2021） 35号），公布了全国215个职业教育示范性虚拟仿真实训基地培育项目单位，这些院校的办学层次包括：高职本科院校5所，占比2.33%，高职专科院校195所，占比90.70%，中职院校15所，占比6.98%；涵盖了17个专业大类，其中排在前三位的是装备制造大类69个，占比32.09%，交通运输大类37个，占比17.21%，土木建筑类13个，占比6.05%；基地分布在除港澳台外的31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团，其中，广东省13个最多，占比6.05%，其次是四川省11个，占比5.12%，第三位是河南省、江苏省、山东省、天津市、浙江省，分别有10个，各占4.65%。总预算投入618538万元，各院校平均预算投入2876.92万元。同年，教育部高等学校科学研究发展中心印发了《职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设指南》，从建设背景、总体要求、虚拟仿真实训环境建设、实训资源建设、项目团队建设、组织管理等几个方面进行了详细的阐述，并搭建了基地建设监测平台，组织典型案例的申报，组织虚拟仿真专项课题申报，组织建设了国家职业教育智慧平台——“虚拟仿真实训中心”，虚拟仿真实训基地建设进入快速发展时期。

（三）职业教育虚拟仿真实训基地建设和应用情况

自2021年国家示范性虚拟仿真实训基地培育项目立项以来，经过两年的建设，各院校在经费支出、虚拟仿真资源建设、平台总数、虚拟仿真教材数、虚拟仿真课题数、虚拟仿真大赛获奖总数、解决“三高三难”问题数等指标数据明显提升（如表1所示），建设成效显著，主要表现在：一是从上到下高度重视，全力推进基地建设。从教育部职成司、高等学校科学研究中心的积极组织，顶层设计，到各院校积极申报，认真落实，都体现了对此项工作的高度重视。二是主持院校进展迅速，成效显著。各院校积极修订和完善建设方案和任务书，组织开展论证会、推进会，引入和开发一批虚拟仿真资源，各项效能数据明显提升。三是建设成果有效转化，反哺教育教学。虚拟仿真资源边开发边利用，促进了教学改革，创新了虚实结合、岗课赛证融通的实训教学体系，提升了人才培养的质量。四是资源开发对接产业发展，提升了服务产业的能力。实训基地建设紧跟国家战略部署，贴近国家重点大项目服务区域和产业升级的需求，将基于现代化、智能化的生产性实训基地、真实企业工作场景和技术领域的内容开发成虚拟仿真资源，帮助企业解决生产难题。五是强化教师培训，提升教师运用虚拟仿真技术的能力。激励教师参加虚拟仿真技术的培训，组建依托虚拟仿真技术进行教学研究的创新团队，提升教师虚拟仿真资源开发、教材开发、课题研究的能力。

二、职业教育虚拟仿真实训基地建设问题分析

通过对基地效能数据、典型案例的分析，结合考察交流、会议研讨等调研，各院校虽然在虚拟仿真实训基地建设和应用中成效显著，但同时也存在很多问题。

（一）实训环境缺乏顶层设计，没有统一管理平台

部分院校虽然建设完成了一批虚拟仿真资源，但是缺乏整体性、系统性设计，许多碎片化的虚拟仿真资源分散建设在不同的物理空间和数据空间，造成建设环境存在场地规划不合理、与设备搭配不科学等问题，忽视了“虚实结合”的原则，或没有按照专业人才培养过程或者实训教学体系等一定的逻辑进行顶层设计和统一平台的管理，或者存在一个基地若干管理平台的问题，造成教师和学生调用教学资源不方便，资源使用率低等问题。

（二）资源建设与产业对接不精准，脱离生产实际

虽然建设了一批数量多、种类多的虚拟仿真资源，但是资源建设与当地产业需求的吻合度比较低，服务区域经济转型升级和行业企业技术创新等方面脱节，且虚拟仿真项目过多引入市面上标准化、通用性的资源，缺少与行业企业联合研发的项目，造成相同专业的资源建设同质化严重，缺乏与本区域产业发展相关的个性化资源，无法精准对接产业发展所需要的新技术和新工艺，建设出来的资源脱离当地生产实际，无法为区域企业提供相适应的高素质技术技能人才。

（三）基地保障机制不完善，资源建设共享程度不高

部分院校基地建设中校企合作体制、机制不完善，与实训基地相关的校企合作的运维管理制度，实训资源和设备管理办法，虚拟仿真实训平台的管理办法，虚拟仿真资源开发管理制度，技术服务与科技研发制度以及激励教师积极参与虚拟仿真实训资源开发、应用的政策不足。虚拟仿真资源共建共享的机制和标准不完善，造成教师使用的虚拟仿真资源共享度不高，很多资源没有进入国家职业教育智慧平台或者院校的统一管理平台，造成资源重复建设。

（四）资源建设必要性论证不足，没有聚焦教学难点痛点问题

部分院校缺乏虚拟仿真资源建设的必要性论证，没有坚持“能实不虚、以实带虚、虚实结合、以虚助实”的原则，为了虚拟仿真而虚拟仿真，引入或者开发的虚拟仿真资源没有聚焦在高投入、高损耗、高风险的教学管理问题上，没有聚焦在教学过程中难实施、难观摩、难再现的难点痛点问题，违背了虚拟仿真实训基地建设的要求和初衷，增加了教学和管理的额外负担，造成了经费和资源的浪费。

（五）教师利用虚拟仿真资源授课能力不足，教学成效不显著

部分院校虚拟仿真资源没有起到优化人才培养方案的作用，没有真正融入课程体系中，在课程标准、教学设计方面也没有体现，在推进“三教”改革和赋能专业化升级方面不够有力，尤其是教师缺乏系统的虚拟仿真技术培训和对虚拟仿真实训教学的研究，教师开发和应用虚拟仿真资源并应用到课堂教学的能力不足，开发的虚拟仿真资源教材和在线公开课程数量和质量不足。

三、职业教育虚拟仿真实训基地建设对策分析

根据虚拟仿真实训基地建设过程中的问题分析，以国家示范性虚拟仿真实训基地为分析依据，从基地整体设计、实训教学体系搭建、运营机制保障、解决痛点难点问题、推进“三教”改革五个维度梳理几点意见和典型做法，具体如下：

（一）强化整体设计，打造“共享云+一站式”的实训教学管理平台

各立项建设单位应加强基地顶层设计，运用新一代信息技术，对基地建设的硬件环境和软件资源进行整体规划，并按照专业课程体系和人才培养进程统筹设计，避免重复建设资源，提升资源的共享度。职业院校应建立全方位职业智慧教育云平台和教育大数据平台，融入智慧教学、高效管理、资源共享、“1+X”体系和产教融合的核心理念，打造“平台+资产+资源+应用+实训+企业”的一站式综合教育体系，打通学校与企业、学校与学校之间的壁垒，开通院校、教师、学生、企业空间服务，实现多维度、强连接的互融互通，建立教师、学生、企业职工的终身学习、进修机制，建成一体化、智能化、数字化的教理与服务的综合管理平台。为教育管理者、教师、学生多角色提供个性化分析数据，满足不同层面的数据服务需求，通过对数据的分析，促进教学不断完善，实现全面科学的教学质量监控与评估。

（二）对接产业发展，打造“虚实结合+岗位场景”的实践教学体系

各立项建设单位应以虚拟仿真实训基地建设为契机，加快推进专业升级和数字化改造，精准对接当地产业布局，与行业企业共同开发高质量的虚拟仿真资源，打造紧密对接岗位场景的实训教学体系。职业院校应联合区域内头部企业，以及具备虚拟仿真教学资源开发能力的教育技术公司，引入和开发VR、MR、偏振、数字孪生技术及配套的教学资源，融合智能制造、新一代信息技术、人工智能等产业场景，开发服务岗位群的理论知识VR教学资源、实验实训VR教学资源、实习VR教学资源，通过VR教学云平台，搭建高度逼真的全新实训教学环境，打造全新的沉浸式、交互式教学体验，构建“虚实结合+岗位场景”的递进式实践教学模式，改变传统教学“满堂灌”的教学模式。形成了基于真实岗位场景，对接专业领域，面向职业院校学生提供实习实训，面向企业工人提供技能提升培訓，面向社会人员开展就业创业培训，同时打造成为技能大赛基地、技能鉴定基地和科研成果转化基地，成为区域产业转型升级的技术高地，面向中小微企业的技术服务中心和为企业培训培养紧缺技能人才的实践中心。

（三）深化产教融合，建立“开放共享+校企协同”的运营保障机制

各院校应借助市域产教联合体、行业产教共同体、开放型的产教融合实践中心、国家产教融合试点企业、职业教育集团、产教联盟等校企合作平台，加强与企业、专业服务（研究）机构、中小企业群的合作，完善基地的建设和投资机制，打造面向区域的虚拟仿真实训共享平台和校企专兼职教学团队，实现优质虚拟仿真实训资源的多主体联合开发和多领域共享。职业院校还应建立以学校为主体，多元化投入、校企共建共管的可持续发展的虚拟仿真实训基地运营模式，联合相关领域的龙头企业，开展混合所有制管理，建立具有高效治理和应用推广能力的管理团队，健全投资建设、教学管理、技术服务和运营管理等制度，形成科学规范、高效有序、充满活力的企业化管理运营机制。搭建具有本校特点的资源管理平台，融入信息化建设治理体系和机制，将平台与教育部虚拟仿真实训中心平台、国家职业教育虚拟仿真实训基地云平台以及区域内的实训管理平台有效对接，提升平台资源的共享性和开放性。

（四）聚焦痛点难点，构建“以虚助实+双线递进”的虚拟仿真资源

各院校应坚持“应用为王”，充分论证虚拟仿真建设的必要性和可行性，按照真实环境真学真做掌握真本领的要求，开发设计各类实训实习项目的VR孪生虚拟仿真实训教学资源。依托桌面仿真、VR、MR、偏振、数字孪生虚拟仿真开发技术，开发一批先进的专业虚拟仿真实训系统，提供沉浸式虚拟仿真实训。通过半实物仿真、全虚拟仿真形式，替代在高危或极端的环境、不可及或不可逆以及高成本、高消耗的操作，解决“三高三难”的实训教学难题。同时，将劳动安全教育、企业文化教育、思想政治教育融入虚拟仿真教学全过程，切实提升学生职业素养。职业院校应以企业真实岗位场景和设备为背景，发掘在实训过程中进不去、看不到、危险大、成本高的实训环节，借助VR、MR/AR等技术，开发与之对应的虚拟仿真资源，通过与实体实训设备相结合，重点打造基于“岗位场景”的基础能力模块、工程训练模块、素养提升模块等虚拟仿真教学资源，依此构建学生技术技能和职业素养双线递进的云在线虚拟仿真教学资源体系，探索“虚实结合、双线递进”的教学模式。

（五）推进“三教”改革，培养“信息化+实践化”的专兼职教师团队

各立项单位要坚持“内容为要”，打造集课程实训、技术开发、教师发展、教学研究的教师团队和管理团队。建立虚拟仿真技术研究院，聘请国内知名虚拟仿真领域技术专家、一线优秀教师和业内突出技术技能人才，打造专兼结合、动态管理的高水平虚拟仿真技术教学研究团队。加强实训基地项目负责人、专业带头人和专业教师的培训，通过基础培训、专项研讨、个性化指导等形式，探索虚拟仿真技术教学及应用新模式。优化专业人才培养方案和实践教学体系，提升教师虚拟仿真资源设计和转化能力，依托国家职业教育智慧平台和专业教学资源库，加强虚拟仿真实训资源和课程设计，建设一批精品在线开放课程、新形态教材和项目化实训课程，边开发边应用，助力课程思政、职业技能大赛、教师教学能力比赛，深化学习范式、教学模式改革，全面推进数字化转型升级。

参考文献：

［1］關于公布职业教育示范性虚拟仿真实训基地培育项目名单的通知［EB/OL］.（2021-08-04）［2024-01-15］.http：//www.moe.gov.cn/s78/A07/A07_sjhj/202108/t202108 04_548809.

［2］关于印发《职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设指南》的通知［EB/OL］.（2022-10-26）［2024-01-18］.http：

//www.cutech.edu.cn/cn/zxgz/2022/10/1663419246243800. htm.

［3］李秀丽，李申，方维，等.一体化资源共享型职业院校虚拟仿真实训基地建设路径［J］.中国职业技术教育，2023（14）：92-96.

［4］张甲瑞，苏航，耿飞，等.职业教育虚拟仿真实训基地建设情况分析与思考［J］.工业技术与职业教育，2023， 21（3）：69-72.

［5］李梅.校企共建高职院校公共虚拟仿真实训基地模式探索与实践［J］.广东农工商职业技术学院学报，2023（39）：57-61.

◎编辑 尹 军