虛擬仿真實訓基地如何解決“三高三難”
數(shù)字化轉(zhuǎn)型是當今職業(yè)教育應對數(shù)字時代發(fā)展與挑戰(zhàn)的必然選擇。虛擬仿真實訓基地,將虛擬現(xiàn)實和人工智能等新一代信息技術(shù)與職業(yè)教育專業(yè)實訓課程和實訓設施深度融合,設計虛擬仿真實訓項目,搭建虛擬仿真實訓系統(tǒng),開展實訓教學、技術(shù)創(chuàng)新和生產(chǎn)服務,其本質(zhì)是以數(shù)字化轉(zhuǎn)型系統(tǒng)驅(qū)動教學模式和治理方式變革,根本目的是解決實訓教學過程中“高投入、高難度、高風險,難實施、難觀摩、難再現(xiàn)”等痛點和難點問題,有效實現(xiàn)人才培養(yǎng)的信息化、智能化和現(xiàn)代化。
2021年,教育部制定虛擬仿真實訓基地建設指南並立項建設215個國家職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓基地。從建設情況來看,各項目在育人模式創(chuàng)新中取得了顯著成效,但在實際建設中還普遍存在產(chǎn)教融合協(xié)同開發(fā)機制不暢、信息技術(shù)與職業(yè)教育教學融合不深、虛擬技術(shù)應用不足、基地建設標準缺乏、教學單元系統(tǒng)性不夠等問題,需要在內(nèi)涵特征、建構(gòu)邏輯和建設路徑等方面提升認識,系統(tǒng)構(gòu)建虛擬仿真生態(tài)體系,優(yōu)化實踐教學體系。
內(nèi)涵意義:提高職業(yè)教育適應性
虛擬仿真實訓基地建設意義重大,應從推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,深化院校內(nèi)涵建設,提高人才培養(yǎng)精準性的視角深刻認識。
培養(yǎng)適應產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級人才的有力支撐。數(shù)字技術(shù)賦能產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展,企業(yè)對“數(shù)字技術(shù)+專業(yè)技能”人才需求加劇,將虛擬仿真技術(shù)應用於專業(yè)實訓教學,可以培養(yǎng)企業(yè)急需的精操作、懂工藝、會管理、善協(xié)作、能創(chuàng)新的高素質(zhì)技術(shù)技能人才,切實提高職業(yè)教育適應性。
推動職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展的核心載體。虛擬仿真實訓基地建設對接產(chǎn)業(yè)、職業(yè)崗位需求,運用信息技術(shù)將企業(yè)案例、工程項目轉(zhuǎn)化為教學資源,成為新技術(shù)、新工藝、新規(guī)范之載體,承載著職業(yè)教育高質(zhì)量發(fā)展產(chǎn)教融合和信息化兩個核心要素。
深化職業(yè)院?!叭獭备母锏挠辛ψナ帧Un堂教學數(shù)字化是職業(yè)教育改革創(chuàng)新的關(guān)鍵之一,通過虛擬仿真實訓基地建設,開展教師教學能力提升、教學方法創(chuàng)新、教學資源數(shù)字化建設,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,是提高課堂教學實效的關(guān)鍵,也是推動課堂革命的有力抓手。
建構(gòu)邏輯:關(guān)注產(chǎn)業(yè)鏈、教學鏈、技術(shù)鏈
虛擬仿真項目要素的體系架構(gòu)和應用成效是實訓基地教學質(zhì)量的重要保証,應從產(chǎn)業(yè)鏈、教學鏈和技術(shù)鏈三個方面厘清建構(gòu)邏輯。
虛擬仿真項目和任務設計需系統(tǒng)分析產(chǎn)業(yè)鏈中的職業(yè)崗位需求,明確目標定位,將專業(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)過程進行全要素對接。目前,在虛擬仿真項目轉(zhuǎn)化建設中缺乏對接產(chǎn)業(yè)的整體規(guī)劃,造成項目跟不上產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐,實踐育人效果不顯著等問題,需系統(tǒng)排列生產(chǎn)中設計、制作、運維、服務、管理模塊的數(shù)字化關(guān)系,建構(gòu)虛擬仿真項目的框架邏輯。
虛擬仿真項目要以學生為中心,將工作領域環(huán)節(jié)要素按照明確的教育教學理念予以呈現(xiàn),形成教學序列邏輯。目前,在虛擬仿真項目設計中普遍缺乏教學設計理念,資源所承載的教學內(nèi)容不足以支撐教學目標實現(xiàn)、教學活動組織,應在創(chuàng)新教學方式方法中統(tǒng)籌考慮虛擬仿真項目的應用形式和場景,促進課堂教學出成效。
虛擬仿真實訓基地是虛擬仿真技術(shù)在教育領域的應用集成,技術(shù)鏈邏輯既包括生產(chǎn)工序工藝的生產(chǎn)技術(shù)邏輯,也包括虛擬現(xiàn)實技術(shù)本身的集成邏輯。許多仿真項目的沉浸性、交互性、體驗感不足,這既有對生產(chǎn)工藝仿真不足的問題,也存在虛擬仿真技術(shù)單一的問題。因此,應按照生產(chǎn)技術(shù)鏈設計實訓內(nèi)容、工作場景和技術(shù)參數(shù),構(gòu)建先進的信息技術(shù)集成系統(tǒng),精準模擬實訓中進不去、看不見、動不了、難再現(xiàn)的難題,為學習者提供真實環(huán)境、真實工藝、真實工具。
建設路徑:打造“新生態(tài)”、搭建“高速路”、構(gòu)建“素材庫”
虛擬仿真實訓基地建設,應結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn),運用虛擬仿真技術(shù),構(gòu)建以技術(shù)鏈為支撐,數(shù)據(jù)驅(qū)動的生態(tài)系統(tǒng)。
優(yōu)化產(chǎn)教融合資源,打造虛擬仿真實訓基地的“新生態(tài)”。聚焦區(qū)域產(chǎn)教聯(lián)合體和行業(yè)產(chǎn)教融合共同體建設,統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)數(shù)字化資源,注重拓展虛擬仿真基地教學、培訓、研發(fā)和服務功能。引導學校引入現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)模式和虛擬工廠理念,模擬真實生產(chǎn)經(jīng)營場景,建立數(shù)字化設計制造體驗中心、實訓工廠,實現(xiàn)教學、實訓的全數(shù)字化,及時將產(chǎn)業(yè)的數(shù)字轉(zhuǎn)型新場景要素轉(zhuǎn)化到實訓項目,培養(yǎng)學生的產(chǎn)業(yè)理解力、核心職業(yè)能力和技術(shù)領導力。
推進職業(yè)教育新基建,搭建數(shù)字賦能實訓教學的“高速路”。統(tǒng)籌集成基礎建設、數(shù)字融合和智能應用系統(tǒng),通過優(yōu)化實訓環(huán)境、教學資源、數(shù)據(jù)平臺,實現(xiàn)虛擬仿真操作與實境操作相結(jié)合的沉浸式、交互式實訓,構(gòu)建信息技術(shù)支撐的校內(nèi)校外、線上線下、物理空間與虛擬空間無縫銜接的職業(yè)教育學習空間,建設集教學、管理、評價、研究、實訓為一體的應用服務綜合體。
促進智慧平臺建設,構(gòu)建虛擬學習空間的“素材庫”。職業(yè)院校教師應加快虛擬仿真資源建設,將企業(yè)真實生產(chǎn)項目轉(zhuǎn)化為教學資源,開發(fā)更多優(yōu)質(zhì)虛擬仿真資源庫和數(shù)據(jù)包,豐富虛擬仿真素材,促進職業(yè)教育智慧平臺資源在教育教學中的應用,為學生提供數(shù)字化、信息化情景模擬等教學和訓練體驗。
提升師生信息素養(yǎng),創(chuàng)新實訓實踐教學“新模式”。建立職業(yè)教育虛擬仿真實訓課程標準、實訓室建設標準,提高師生信息素養(yǎng),將虛擬基層教學組織與實體實訓室建設相結(jié)合,系統(tǒng)設計模塊化實訓教學體系,為學生提供個性化學習。同時,創(chuàng)新評價工具,探索對學生學習、教師教學的無感式、伴隨式數(shù)據(jù)採集和監(jiān)測,建立科學的教學評價反饋機制。
(作者:霍麗娟,系北京教育科學研究院職業(yè)教育研究所教授)
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