虚拟仿真实训:把工厂“搬进”教室
天津渤海职业技术学院的学生正在进行八仙桌拆卸VR实训。受访单位供图
“虚拟仿真实训基地完全还原了石油化工厂的实景，连很多工厂里看不到的操作都可以通过虚拟现实技术展示出来，学生戴上VR眼镜，如同身临其境。”8月28日，天津渤海职业技术学院资产管理部部长张楠，在绿色生态化工虚拟仿真实训基地向科技日报记者演示实训课程。
为有效提升学生的实践能力和职业素质，全国各地职业教育虚拟仿真实训基地应运而生。日前，教育部办公厅发布《关于加快推进现代职业教育体系建设改革重点任务的通知》，“建设职业教育示范性虚拟仿真实训基地”是其中的重点任务之一。
通过虚拟场景了解岗位全貌
“简单来说，职业院校的虚拟仿真实训基地是服务于职业教育教师教学和学生学习需求，利用数字化、信息化、智能化手段还原真实生产加工或过程控制等企业真实场景，通过系统控制实现动态性逼真模拟和还原，让教学各方主体实现参与互动，获得知识技能的实训场所。”天津市教育科学研究院副研究员芮志彬介绍。
在实训教学过程中，虚拟仿真实训的优势愈发明显。
首先，在职业认知、职业素养场景构建方面，虚拟仿真实训比传统教学方式具有更大优势，有效解决了教师在学生刚接触专业时，职业认知场地不好选，职业素养培养不系统的难题，让学生通过虚拟场景充分了解未来职业及岗位全貌，大幅提升学生对职业岗位的认知度。
“石油化工厂有一定的危险性，传统教学只能为学生展现出阀门、管道等单体设备，学生很难了解石油化工生产的全貌。”张楠说，而在虚拟仿真实训基地，学生们戴上VR眼镜就可以“进入”石油化工厂，还可以“操作”各种阀门，看到管道内部的情况，让学生在安全的环境中进行练习和实践，减少未来实际工作中的潜在错误和风险。这也将使得学生具备更好的适应能力和竞争力。
其次，通过虚拟仿真实训，教师可以将思政元素更好地融入课程中，改变课程内容不好设计、学生代入感不强的局面，借助虚拟仿真手段，更多的行业发展历史、先进人物事迹、优秀企业案例、岗位实操标准等内容，都可以更加灵活、形式多样地融合到课程教学中，达到润物无声的效果。
此外，虚拟仿真实训还可以助推产教深度融合。“基于强大的数字化搭建能力，虚拟仿真实训基地相比于传统实训基地，在实训教学方面具有后期投入少，对接产业升级、行业变化、企业发展速度快、能力强的特点。”芮志彬认为，通过虚拟仿真实训，教师和学生可以更快速地接触到产品、工艺、流程的更新迭代，从而更好地解决职业教育教学改革与产业升级脱节等问题，真正有望实现学习内容与就业要求无缝对接和“零距离”。
虚拟仿真实训也为教师和学生带来创新力的提升。“相比传统实训手段，虚拟仿真实训在教学过程中，可以更加便捷地实现柔性化设计与重组，通过‘以虚带实’手段，有效提升学生在学习过程的思考力、创新力，以及分析问题、解决问题的能力。”芮志彬说。
改善“三高三难”问题
实践教学是职业教育人才培养中的重要一环。近年来，随着教育数字化发展，基于真实岗位情境的虚拟仿真实验室、实训室应运而生，大大改善了困扰职业教育教学实训已久的“三高三难”问题，即高投入、高难度、高风险及难实施、难观摩、难再现等。
结合《国家职业教育改革实施方案》《职业教育提质培优行动计划》，以及各地职业教育发展政策指引，依据职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设要求，各级各类职业院校的虚拟仿真实训基地建设方兴未艾。
为更加符合北方国际航运核心区发展定位，天津海运职业学院以培养高素质航海类人才为目标，深度推进产教融合、校企合作，构建航海类专业虚拟仿真实训环境和管理平台，建立形成航海类专业虚拟仿真实训教学体系和面向行业企业和社会的培训体系，融合船舶、港口等相关元素，不断提升学生的相关能力。
面向粤港澳大湾区轨道交通人才需求，广州铁路职业技术学院紧贴轨道交通产业智慧化转型升级新趋势，充分利用虚拟仿真具有沉浸感、交互性、构想性的三大特征，通过建设虚拟仿真实训基地，打造虚拟仿真资源建设和应用新模式，推行“3层级”实训教学模式改革，赋能轨道交通行业高素质技术技能人才培养。
“学校按照1∶1还原广州地铁21号线、武广高铁成隧线和广州至韶关普速线路，在国内率先建成集调度指挥、列车驾驶、接发列车于一体的‘大三角’多工种、具有世界先进水平的轨道交通综合仿真实训基地，并引入MR、VR、AR、环幕动捕、裸眼3D等虚拟仿真技术，将轨道交通真实设备设施与信息技术深度融合，对学生进行地铁、铁路企业主要运营岗位的实操训练。”广州铁路职业技术学院教务处处长许爱军介绍。
相关机制还有待进一步完善
目前，全国已有215个示范性虚拟仿真实训基地培育项目，到2025年，还将建成200个左右全国示范性虚拟仿真实训基地，带动各地1000个左右区域示范性虚拟仿真实训基地建设，推动职业院校技术技能人才实训教学模式创新。虚拟仿真实训基地虽然发展前景广阔，但相关机制还需进一步完善。
芮志彬指出，虚拟仿真实训资源的共建共享需要产教融合、校企合作，各建设院校都应积极与行业企业联系，建立深度合作关系，针对产业升级，校企双方应及时对虚拟仿真教学资源库进行更新补充。
“职业院校要与企业共同开发实习实训教学管理平台，充分发挥实训基地岗位实习、教学科研、技能大赛、培训认证等功能，通过搭建虚拟仿真环境，应用虚拟现实技术手段建成集‘岗课赛训创服’多功能于一体的现代化智慧型仿真实训基地。”杨凌职业技术学院副教授吴灵辉说。
在芮志彬看来，虚拟仿真实训教学体系建设需要贯穿于学生培养全过程，要加强建设初期的顶层设计，将学生在校期间的学习、实训、评价、管理等重要环节串联起来，通过教学与管理信息化双平台时时关注学生动态，从而有效提升学生的学习兴趣与黏性，促进各类专业人才培养质量的全面提升。
“伴随‘科教强国’‘数字强国’建设，数字化转型将深刻影响我国职业教育未来发展，虚拟实训手段的运用，以及相关实训基地建设必将随之得以强化，职业教育‘虚实一体化’实训教学体系也将更加完善。”芮志彬认为。
