高水平专业群背景下虚拟仿真技术在煤炭化工实践育人中的应用研究

赵琛

摘要：职业院校双高计划推进实施离不开技术层面支撑，新时期煤炭化工人才培养活动，对学生实践能力提出更高要求。高水平专业群建设深入推进背景下，将虚拟仿真技术应用于煤炭化工专业实训教学，优化教学资源建设方式、创新教学模式、推动成果开放共享，能够推动实践育人水平有效提升。本文在明确高水平专业群背景下煤炭化工实践育人体系构建重要性基础上，深入剖析虚拟仿真技术融合应用下实践育人体系构建内容及应用保障，以此为推进虚拟仿真技术高效应用，提升高职育人质量起到积极促进作用。

关键词：高水平专业群；虚拟仿真技术；实践育人

引言

高水平专业群建设是综合型职业人才培养需求发展的必然要求，是以若干个办学实力强、就业形势好的重点建设专业为核心，整合技术领域或就业方向相近的专业，以推动学生综合素养培养，提升学生职业发展能力的新型办学模式。高水平专业群建设必须以新型教育技术和教育理念为支撑，创新实践育人体系，推动育人成效全面提升，为学生职业发展奠定坚实基础。

一、高水平专业群背景下煤炭化工实践育人体系构建重要性

（一）全面落实高水平专业群建设要求

21世纪初期，我国高职教育进入新型发展阶段，相关学者开始高水平专业建设方面的理论研究，2006年，教育部、财政部联合发布的《关于实施国家示范性高等职业院校建设计划加快高等职业教育改革与发展的意见》中，明确提出“特色专业群”建设，在“双高计划”出台后，专业群建设成为高职院校内涵建设的重要内容[1]。对煤炭化工专业为核心的高职院校而言，要全面落实高水平专业群建设要求，就必须适应人才供需形势变化，适应职业教育高质量发展要求，构建新型实践育人机制，依托实践育人全面提升学生职业素养，为学生顺利进入职业岗位奠定坚实基础，为高职院校創新发展提供动力支撑。

（二）推动职业教育实践育人水平提升

职业教育是以服务周边区域产业发展为基本导向的，在人才培养活动开展中，必须强化对学生职业素养和职业发展能力培养的重视程度，在提升学生就职就业能力，创新高职院校发展模式基础上，满足区域经济产业链中各类职业岗位需要。通过构建新型实践育人体系，创新优化职业教育方式，能够有效解决传统教育模式中存在的过度注重技能而忽视素养的培养，偏重理论而忽视实践操作的重要性，以及办学效益不突出，学生就业难度大，企业人力资源成本高等方面问题，实现学校、社会与学生的三方共赢。新型实践育人体系的构建和运行，还能够改变职业教育传统专业建设范式，强化专业实训基地共享利用，聚集优秀教师资源，在实现高水平专业群建设发展的同时，降低教师储备量，提升实践育人成效，降低高职院校办学成本，提升办学效益。

（三）整合教育资源落实立德树人任务

立德树人根本任务是新时期高职院校育人体系运行的基本导向，在实践教育活动中推动学生核心素养水平提升，才能够更好地培养出适应社会发展需要的高素质人才[2]。以高水平专业群建设为载体，推动立德树人在实践育人体系中的全过程融入，能够更好地提升人才培养质量，确保学生具备从事职业活动所需要的道德修养。在实践育人活动开展中，结合本校“煤炭化工”和“康养护理”双高专业群组建设现状，积极融入多种形式课程元素，利用虚拟仿真实验教学信息平台推动实践教学方式优化，充分整合新型教育资源，确保立德树人根本任务的全面落实，推动学生职业发展和职业素养不断提升，为学生顺利进入职业岗位奠定坚实基础。

二、基于虚拟仿真技术的煤炭化工实践育人体系构建

（一）明确煤炭化工实践育人理念导向

实践育人是指在职业教育活动中，将课堂教育与社会实践教育功能高度融合，遵循教育发展规律和学生个体成长规律，以学生为主体，以学生现有知识经验和自然能力为基础，构建形式多样、内容丰富的实践活动，推动学生知识水平不断提升、知识体系不断建构、道德修养逐步提升的新型教育方式，以及在教育过程中形成的教育理念和教学方法。煤炭化工高水平专业群建设，离不开实践育人理念的根本导向，要能够确保所培养的人才能够具备全面发展的高素质，能够服务于社会主义现代化建设。虚拟现实技术在煤炭化工实践育人培养活动中，能够创新优化单项技能训练和综合性训练方式，实现教育活动与产业链的密接对接、与岗位技能的密切对接，真正培养出企业所需要的高素质人才。因此以虚拟仿真技术为支撑搭建煤炭化工实践育人新型平台，就必须以新型理念为指引，以标准化、规范化实践育人活动为实现基础，以信息化促进职业教育现代化，推动实践育人成效不断提升。

（二）整合资源搭建一体化虚拟仿真教学管理平台

高水平专业群建设需要实现跨专业教育资源的有效整合，充分发挥资源合力，推动教育资源效益最大化[3]。以本校为例，各个专业都已经初步建立虚拟仿真实训室，做好软件和场景资源等方面准备，但是在实际运行中，受学校专业多、实训问题复杂、虚拟仿真实训室建设标准参差不齐、虚拟仿真实验项目操作不规范、技术指导不到位等因素影响，导致项目管理混乱且数据无法归总、资源共享水平低、资源重复购买或建设等问题，对实践育人成效产生负面影响。因此要确保新型实践育人体系高效构建和运行，就必须实现对现有课程和实验资源的有机整合，构建一体化虚拟仿真教学管理平台，结合专业群内各个专业实践教育活动开展要求，制定科学合理的资源使用计划，推动校内虚拟仿真资源的共享应用。

（三）完善虚拟实验室建设解决实践育人现实难题

煤炭化工高水平专业群建设中，实践教育活动开展面临最为主要的问题，是实践操作具有较强的危险性、某些实训场景无法再现，导致学生实践能力培养与实际工作存在偏差，学生在进入工作岗位后，还需要进行系统性培训，导致人力资源成本增加。以校企合作为载体，以虚拟现实技术为支撑，搭建与现实生产场景相一致的模拟场景，能够使学生更加直接、清晰地把握煤炭化工职业岗位生产要点，能够形成对职业岗位生产活动的系统性认识，有效提升实践应用能力，巩固理论知识，为进入职业岗位奠定坚实基础。本校煤炭化工高水平专业群建设中，以“对接产业、定位高端”为理念导向，以“统筹规划、以实带虚、以虚助实、虚实结合、整体提升”为基本选择，以产教融合指引、信息技术固基、五位一体强能为出发点，系统化设计建设技术先进、体系健全、层级递进、结构合理、信息化水平高、装备水平对接产业前沿高端、培养培训目标对标企业需求规格的虚拟仿真实训基地。以此不仅满足煤炭化工高水平专业群建设要求，还为国内高职院校同类专业（群）建设发展起到示范引领作用。

（四）优化新型实践育人模式提升学生实践能力

以虚拟仿真技术为支撑构建煤炭化工新型实践育人体系，还需要优化创新实践育人模式，全面提升学生实践能力，为学生职业能力培养起到积极促进作用[4]。新型实践育人模式优化创新，是以企业实际生产需求为导向的，利用虚拟实验室在资源和技术方面优势，联合企业开发线上虚拟仿真实验教学项目，确保实训内容与生产实际精准对接，提升学生岗位适应能力。以本校煤炭化工实践育人活动为例，在生产性实训基地运行中，确保虚拟仿真模拟项目与真实生产项目、真实工艺流程、真实操作规范、真实检测标准、真实生产环境相一致，不仅重视学生实践操作能力培养，还更加重视学生个人素养与行业职业精神培养，切实提升学生岗位职业能力。以虚拟现实技术为桥梁，构建“线上理论学习+线上虚拟实训操作+线下实训室实践”的创新模式，拓展学生自主学习提升空间，满足学生多元化场景学习需求，确保学生具备实践训练的良好理论基础。

（五）完善评估体系推动学生综合素养全面提升

高水平专业群深入推进背景下，要确保学生实践能力不断提升，同时又具备良好的职业修养，就必须要实现对学生综合素养的动态化、全面性评估，为学生实践训练活动开展提供精准指导。基于虚拟仿真技术搭建的实训平台，能够将学生的实训操作过程传递给企业导师，由企业导师从生产实际情况出发，对学生实际操作水平进行评价，指出在实训操作中存在的问题[5]。以虚拟仿真实训基地为载体，与信息网络技术相结合，实现对学生实践能力的全面评估，改变传统教学模式中单纯由学校教师评价的不足，确保学生能够实时了解自身实践能力薄弱环节，以此不仅能够调整优化实践育人导向，为学生参与技能大赛和职业资格认证提供参考，还能够推动教师职业能力全面发展，有效提升学校教师团队整体实力，为学生综合素养培养奠定坚实基础。

三、虚拟仿真技术在煤炭化工实践育人体系中的应用保障

（一）创新教学资源建设模式

以虚拟仿真技术为支撑构建煤炭化工实践育人体系，必须要实现教学资源的多渠道采集，利用实训室和仿真操作平台等，以数据库模式将所有教学资源纳入统一管理体系，为实践教学活动开展奠定坚实基础。本校煤炭化工高水平专业群建设中，依照煤炭专业生产运行相关标准要求，将实训室功能分为基础实验、专业实训、综合实践等三个板块。在各个专业现有资源基础上，建设VR实训室、煤矿工种仿真操作平台，利用数字化升级改造校内模拟矿井、煤矿智能开采实训综合体，与煤炭企业深入合作，通过总调度室互联互通提取生产现实实景，搭建煤矿虚拟仿真培训基地。通过校内资源、企业资源和社会资源的融合建设，能够有效弥补学校方面在虚拟仿真技术应用中存在的技术不足、资源受限、资金不足等短板，确保虚拟现实教学平台的教、学、练、考、管、评等各种功能实现，推动理论教学、虚拟仿真、实践训练有机整体，确保实践育人成效充分彰显。

（二）虚拟仿真课程内容重构

以现代职业教育理念为指引，从本校学生学情和企业人才需求特征出发，充分利用虚拟仿真技术优势，实现对虚拟仿真课程内容的系统性重构，是确保煤炭化工实践育人体系高效运行的重要保障。在构建虚拟仿真课程内容时，加强与煤炭企业的深层对接，采用大数据技术和人工智能技术，实现对复杂课程知识领域的数据挖掘、信息处理、知识计量和图形绘制，将课程知识点以逻辑关系形成“知识图谱”，明确虚拟仿真课程内容的关键点、关联点，并以这些节点为基础，合理安排虚拟仿真课程课节数量、内容，与理论教学环节有机结合，确保学生在完成理论知识学习后，及时完成对应的实践训练。通过“知识图谱”的构建，还能够利用人工智能技术真正挖掘出企业人才需求“关键词”，实现企业与学校层面的深度合作，改变传统校企合作模式中企业效益低下，参与积极性不足等方面问题，减少企业在应届生培养方面的人力资源投入，构建校企合作新型模式，有效提升校企合作效益水平，为职业教育创新发展开拓新型路径。

（三）构建成果开放共享模式

高职院校高水平专业群建设是以各个专业优势资源共享利用为实现基础的，同时又要注重建设成果的开放共享，为专业群建设活动持续推进提供动态支撑。随着高校在虚拟仿真技术应用方面的投入不断增加，在实践教学中的应用效果也不断提升，同时在应用中也存在虚拟仿真教学软件功能不足、针对性不强、无法针对具体问题调整运行方式等问题[6]。本校煤矿智能开采技术专业群作为全国唯一的煤矿开采类高水平专业群，为建设过程中与煤炭企业、虚拟现实科技企业深入合作，在做好虚拟仿真平臺建设基础上，突破传统技术应用方式，依托“实训教学资源”建设成果、“知识图谱”教学模式创新成果，联合“技术服务龙头企业”共同探索基于“信息化平台”的开放共享模式。以此不仅实现技术成果在本校“煤化工技术”“康复治疗技术”等专业虚拟仿真实践教学中的优化应用，实现与合作企业的成果共享，还为相关高校同类型高水平专业群建设提供参照，为推动虚拟仿真技术高水平应用起到积极促进作用。

结语

以虚拟仿真技术推动煤炭化工实践育人水平提升，是新型技术融合应用和人才培养需求专业的必然要求，是提升高职院校高水平专业群建设的重要路径。对高职院校相关教师而言，必须切实转变传统育人理念，提升对新型技术应用的重视程度，提升技术应用和教学指导能力，加强与合作企业的沟通交流，准确把握实践育人创新要求，以此才能够将新型育人模式优势充分发挥出来，为高水平专业群建设贡献更大作用，全面提升学生综合素养，为学生顺利进入职业岗位奠定坚实基础。

本文系教育部高等学校科学研究发展中心2022年度“虚拟仿真技术在职业教育教学中的创新应用”专项课题《基于高水平专业群的虚拟仿真实训教学资源建设及成果开放共享平台建设研究》（课题编号：ZJXF2022262）的研究成果。

参考文献：

[1]程鹏翔.1+X证书赋能虚拟现实技术应用人才培养研究[J].湖北开放职业学院学报，2023，36（24）：159-161.

[2]侯圣勇.虚拟现实技术融入高职智能制造专业群实践教学体系的应用研究[J].中国机械，2023（34）：99-102.

[3]刘娉.虚拟现实技术在卫生职业教育实训教学中的应用探讨[J].卫生职业教育，2023，41（23）：99-101.

[4]张津宁，能源，马骁等.虚拟现实技术在构造地质学实践教学中的应用[J].教育观察，2022，11（25）：9-11+18.

[5]齐水冰，李春丽，李可等.“标准引领、体系支撑、五维育人”的专业群人才培养模式探索与实践——以工业节能技术高水平专业群为例[J].广东职业技术教育与研究，2022（04）：136-140+151.

[6]白梦清，张玉洁.高水平护理专业群实施“岗课赛证”融合育人模式的探索与实践——以湖北职业技术学院为例[J].湖北职业技术学院学报，2022，25（02）：16-19.

（作者单位：陕西能源职业技术学院）

（责任编辑：豆瑞超）