職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及對(duì)策

彭梓涵 王運(yùn)武

【摘 要】隨著當(dāng)今時(shí)代對(duì)高素質(zhì)、高技能的專業(yè)性人才需求不斷增長(zhǎng)，國(guó)家在職業(yè)教育領(lǐng)域虛擬仿真資源建設(shè)方面也不斷提出新的高要求、高標(biāo)準(zhǔn)?；诼殬I(yè)能力培養(yǎng)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)現(xiàn)狀和職業(yè)教育虛擬仿真資源研究現(xiàn)狀，分析當(dāng)前職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)面臨的四大挑戰(zhàn)，資源建設(shè)存在區(qū)域差異，阻礙專業(yè)人才均衡分布;仿真資源缺乏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，難以遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律;資源的智能化程度較低，實(shí)時(shí)交互反饋有待加強(qiáng);資源共建共享機(jī)制不足，資源利用率需逐步提高。最后提出了加強(qiáng)區(qū)域合作，以強(qiáng)帶弱促發(fā)展;符合科學(xué)設(shè)計(jì)，認(rèn)知規(guī)律需遵循;提升智能水平，個(gè)性發(fā)展求創(chuàng)新;按照逐層設(shè)計(jì)，共建共享求均衡的四大對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】職業(yè)教育;虛擬仿真資源;建設(shè)現(xiàn)狀;挑戰(zhàn)及對(duì)策

【中圖分類號(hào)】G710? ?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A? ?【文章編號(hào)】1001-8794（2019）01-0076-06

如何利用先進(jìn)的信息技術(shù)推動(dòng)職業(yè)教育的進(jìn)一步發(fā)展是職業(yè)教育信息化中的一大難題。早在2008年，教育部頒發(fā)的文件中明確指出職業(yè)教育要“大力推動(dòng)仿真、多媒體課件等數(shù)字化教學(xué)資源開發(fā)”，“重點(diǎn)解決常規(guī)的教學(xué)手段、技術(shù)、設(shè)施設(shè)備難以實(shí)現(xiàn)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)問題，重點(diǎn)滿足教學(xué)需求急迫且覆蓋面較大的模擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)的需要”。[1]2012年，教育部在《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）》中強(qiáng)調(diào)要充分發(fā)揮信息技術(shù)在職業(yè)教育各環(huán)節(jié)中的支撐作用，建設(shè)優(yōu)質(zhì)的職業(yè)教育數(shù)字化資源，并明確提出要達(dá)到完成1 500套虛擬仿真實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)。[2]在最新頒布的《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》中再次強(qiáng)調(diào)，升級(jí)職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)建設(shè)，豐富職業(yè)教育學(xué)習(xí)資源系統(tǒng)。[3]由此可見，國(guó)家對(duì)我國(guó)職業(yè)教育的資源建設(shè)提出了高要求、高標(biāo)準(zhǔn)?？梢哉f(shuō)職業(yè)教育資源的全面、優(yōu)化、創(chuàng)新建設(shè)是職業(yè)教育尋求創(chuàng)新發(fā)展的重要突破口。從建設(shè)職業(yè)教育虛擬仿真資源，到職業(yè)教育的教學(xué)環(huán)節(jié)中的創(chuàng)新性應(yīng)用，再到職業(yè)教育教學(xué)模式的改變。不斷發(fā)展成熟的虛擬仿真技術(shù)正在逐步地改變職業(yè)教育，虛擬仿真資源的創(chuàng)造性應(yīng)用為職業(yè)教育的創(chuàng)新發(fā)展帶來(lái)了前所未有的機(jī)遇。

一、虛擬仿真資源特征與意義

查閱關(guān)于虛擬仿真資源的研究文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于虛擬仿真資源的概念界定較少且較為模糊。但研究者在開發(fā)技術(shù)上達(dá)成了共識(shí)，即認(rèn)為虛擬仿真資源主要依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和仿真技術(shù)進(jìn)行開發(fā)的。其實(shí)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)即VR技術(shù)還未發(fā)展相對(duì)成熟并且得到應(yīng)用之前，仿真技術(shù)早在20世紀(jì)初就得已應(yīng)用，當(dāng)時(shí)的仿真資源就包含了仿真硬件、仿真模型、仿真數(shù)據(jù)和仿真軟件等。80年代初，隨著VR技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，虛擬仿真資源開始更加注重人機(jī)交互的體驗(yàn)，在原有的仿真模型、場(chǎng)景基礎(chǔ)之上，更加注重從多感官全方位調(diào)動(dòng)用戶的感知能力，使用戶在虛擬的三維空間體驗(yàn)真實(shí)空間的感受。因此，我們可以認(rèn)為虛擬仿真區(qū)別于傳統(tǒng)仿真的關(guān)鍵點(diǎn)，就在于這種仿真是基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的仿真。2016年我國(guó)學(xué)者王娟等給出了虛擬仿真資源較為完整的定義，認(rèn)為虛擬仿真資源是指借助仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)的、蘊(yùn)含大量信息、可以被利用的各種顯現(xiàn)的或潛隱的條件和要素，主要涉及基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)備、實(shí)驗(yàn)材料（素材、案例、影視、動(dòng)畫、圖片、課件、教具等）、實(shí)驗(yàn)軟件、支持系統(tǒng)等，通常包括仿真模型、仿真數(shù)據(jù)、仿真軟件和仿真平臺(tái)。[4]

（一）虛擬仿真資源的特征

1.逼真性

環(huán)境逼真且環(huán)境對(duì)人所做的反應(yīng)符合客觀世界的規(guī)律。首先是模擬的環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界中的環(huán)境非常相像，給人感覺非常逼真。其次是當(dāng)人以自然的行為作用于虛擬環(huán)境時(shí)，環(huán)境做出的反應(yīng)也符合客觀世界的規(guī)律。如當(dāng)給虛擬物體施加一個(gè)力，該物體的運(yùn)動(dòng)就會(huì)符合力學(xué)定律，會(huì)沿著力的方向產(chǎn)生加速度。又如在虛擬場(chǎng)景中做化學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的現(xiàn)象也符合化學(xué)反應(yīng)的相應(yīng)規(guī)律。

2.沉浸性

沉浸，理解為全神貫注于某種事物。虛擬仿真資源的首要特征就是沉浸性，即用戶全身心貫注于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像處理與模式識(shí)別、多傳感器等多種技術(shù)模擬的多感官的三維虛擬世界中。這種沉浸感是深層次的，不僅僅局限于視覺感受的沉浸，還因其多重感官的刺激作用，如觸覺、力覺、嗅覺甚至運(yùn)動(dòng)感知和身體感知，實(shí)現(xiàn)用戶的心理沉浸。最終實(shí)現(xiàn)用戶突破第三者的觀察視角，而以主觀者的視角全身心地參與到虛擬環(huán)境的活動(dòng)中。如虛擬維修培訓(xùn)從視覺、聽覺、觸覺等各個(gè)渠道激活人的感官，從而“沉浸”于虛擬環(huán)境中，符合客觀的認(rèn)知規(guī)律，它可以非常方便地解決航空器維修培訓(xùn)中的理論與實(shí)踐問題，能瞬時(shí)反饋各種信息，并檢查培訓(xùn)成績(jī)，對(duì)于同一項(xiàng)目可多次反復(fù)訓(xùn)練。[5]

3.交互性

所謂的交互性是指當(dāng)使用虛擬仿真資源時(shí)，不僅是虛擬的環(huán)境作用于人，人也可以對(duì)虛擬的環(huán)境進(jìn)行控制，并且虛擬環(huán)境還能夠?qū)θ说牟僮饔枰詫?shí)時(shí)的反應(yīng)。如在汽車、數(shù)控、電子等制造工業(yè)中，利用虛擬仿真應(yīng)用程序，通過(guò)參數(shù)控制模擬真實(shí)設(shè)備的機(jī)械性能，實(shí)時(shí)反饋實(shí)驗(yàn)結(jié)果，檢驗(yàn)各種指令的正確性，通過(guò)反復(fù)練習(xí)達(dá)到操作練習(xí)的目的。[6]

4.構(gòu)想性

虛擬仿真資源所呈現(xiàn)的環(huán)境是由人利用計(jì)算機(jī)模擬出來(lái)的，在這個(gè)虛擬環(huán)境中可能呈現(xiàn)出現(xiàn)實(shí)世界過(guò)去或現(xiàn)在真實(shí)存在的場(chǎng)景，也可呈現(xiàn)出現(xiàn)實(shí)世界未來(lái)可能存在的場(chǎng)景，甚至是現(xiàn)實(shí)世界并不可能存在的場(chǎng)景。用戶沉浸在虛擬環(huán)境中，可通過(guò)與環(huán)境的感知、交互等行為，發(fā)揮自身的創(chuàng)造性。

（二）職業(yè)教育中虛擬仿真資源建設(shè)的意義

1.增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提升教學(xué)效果

體驗(yàn)學(xué)習(xí)是教育者引導(dǎo)學(xué)生將自己的全部身心投入到與外部世界的交往之中，進(jìn)而生成反思與實(shí)踐的學(xué)習(xí)方式。[7]在職業(yè)教育中，體驗(yàn)式學(xué)習(xí)是最為關(guān)鍵的一種學(xué)習(xí)方式之一。虛擬仿真資源可為學(xué)習(xí)者構(gòu)建一個(gè)較為真實(shí)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)的環(huán)境，學(xué)習(xí)者在這個(gè)環(huán)境中可以不斷地試錯(cuò)，引起學(xué)習(xí)者不斷反思，想象如果在真實(shí)環(huán)境中遇到類似的問題應(yīng)該如何處理，直到掌握該項(xiàng)技能。除了技能教學(xué)之外，職業(yè)領(lǐng)域的理論知識(shí)教學(xué)也尤為重要，結(jié)合虛擬仿真資源講解理論知識(shí)，以可視化的呈現(xiàn)方式對(duì)理論進(jìn)行深層次的剖析，不但可以激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，還對(duì)理論知識(shí)的深刻理解有極大的促進(jìn)作用。

2.創(chuàng)造虛擬情境，強(qiáng)化技能訓(xùn)練

任何一項(xiàng)技能都不只是在某種單一且特定的情境下通過(guò)強(qiáng)化而習(xí)得的，而是在復(fù)雜的且不斷變化的情境中通過(guò)不間斷地練習(xí)來(lái)掌握的。虛擬仿真資源可為職業(yè)教育中典型的實(shí)訓(xùn)教學(xué)創(chuàng)設(shè)復(fù)雜的、多樣的教學(xué)情境，允許學(xué)習(xí)者在可能預(yù)見不同的情境中創(chuàng)造性應(yīng)用所學(xué)技能，實(shí)現(xiàn)不斷強(qiáng)化技能的效果。例如，航天飛行學(xué)習(xí)者在獲得基本的駕駛技能之后開始實(shí)際的飛行體驗(yàn)，但在這個(gè)過(guò)程中不可能遇見所有的天氣情況，這也局限了學(xué)習(xí)者技能的全面提升和熟練掌握。但虛擬仿真的飛行駕駛場(chǎng)景可營(yíng)造幾乎所有可預(yù)見的不同可能情境，直觀且真實(shí)地呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，允許學(xué)習(xí)者反復(fù)訓(xùn)練。

3.突破時(shí)空限制，降低教學(xué)成本

在職業(yè)教育中，存在部分技能的實(shí)訓(xùn)會(huì)受到時(shí)間與空間的限制，使得實(shí)訓(xùn)難以開展。例如路橋?qū)I(yè)的野外筑路實(shí)訓(xùn)、采礦工程專業(yè)的基礎(chǔ)采礦實(shí)訓(xùn)、建筑施工專業(yè)的工程實(shí)施實(shí)訓(xùn)等，都對(duì)時(shí)間及空間提出了較高的要求，而虛擬仿真資源的有效提供可突破時(shí)間和空間的限制，滿足學(xué)習(xí)者技能訓(xùn)練中對(duì)時(shí)間及場(chǎng)地的高要求。

此外，數(shù)控專業(yè)的零件加工實(shí)訓(xùn)、焊接專業(yè)的焊接實(shí)訓(xùn)等都需要耗費(fèi)大量的實(shí)驗(yàn)材料，虛擬仿真資源具備可重復(fù)利用的特點(diǎn)，大大減少了在實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)材料的耗資。又如，分子生物學(xué)虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)只需要學(xué)生在電腦上按照軟件的操作提示就可獲得正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果， 學(xué)生既能更好地理解實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟， 又能節(jié)約更多的時(shí)間反復(fù)操作加深理解， 能更系統(tǒng)地完成整個(gè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。[8]目前，大多虛擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)都融入了人工智能技術(shù)，可對(duì)學(xué)習(xí)者的操作進(jìn)行跟蹤并給出及時(shí)反饋，一定程度上解決了職業(yè)教育實(shí)訓(xùn)時(shí)師資不夠的問題。因此無(wú)論是在人力還是物力方面虛擬仿真資源的使用都大大降低了教學(xué)成本。

二、職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

（一）職業(yè)虛擬教育仿真資源建設(shè)現(xiàn)狀

1.職業(yè)能力培養(yǎng)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)現(xiàn)狀

2015年教育部發(fā)布《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2015—2018年）》提出要大力開展職業(yè)能力培養(yǎng)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)，從建設(shè)職業(yè)教育的資源建設(shè)方面主動(dòng)適應(yīng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化制造需要。[9]經(jīng)過(guò)兩年的不懈努力，究竟取得了什么樣的階段性成果呢？我們不妨來(lái)分析一下教育部發(fā)布的關(guān)于2016年和2017年《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2015—2018年）》執(zhí)行情況及有關(guān)工作完成情況的通報(bào)，在省級(jí)教育行政部門承接項(xiàng)目執(zhí)行情況里有一項(xiàng)任務(wù)就是建成一批職業(yè)能力培養(yǎng)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心（50個(gè)左右）。[10—11]基于教育部所提供的高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃2016年及2017年份任務(wù)（項(xiàng)目）承接省份啟動(dòng)情況一覽表中的數(shù)據(jù)，做出以下分析。

在2016年，共24省啟動(dòng)了虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心項(xiàng)目，一共啟動(dòng)了595個(gè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心項(xiàng)目的開展工作，2017年在2016年的基礎(chǔ)上有所增加，共啟動(dòng)692個(gè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心項(xiàng)目的開展工作。兩年內(nèi)，在全國(guó)范圍的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心啟動(dòng)項(xiàng)目實(shí)際布點(diǎn)數(shù)量共計(jì)1 287個(gè)。其中各地區(qū)、各省份的參與情況有所不同，反映出在虛擬仿真資源的建設(shè)方面存在著地區(qū)差異。

首先，從地區(qū)上的分布上來(lái)看，華東地區(qū)和華中地區(qū)在全國(guó)范圍內(nèi)的職業(yè)能力培養(yǎng)虛擬仿真資源的建設(shè)中走在前面，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心啟動(dòng)項(xiàng)目所占百分比分別為33.95%和23.31%。西南地區(qū)、華北地區(qū)、華南地區(qū)僅次于華東地區(qū)和華中地區(qū)，而西北地區(qū)和東北地區(qū)的虛擬仿真資源的建設(shè)則相對(duì)落后，尤其是東北地區(qū)，其2016及2017兩年內(nèi)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心啟動(dòng)項(xiàng)目所占百分比僅為0.39%。

其次，從各個(gè)省份和直轄市的分布情況來(lái)看，天津、云南、湖北、江蘇及福建在職業(yè)能力培養(yǎng)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的資源的建設(shè)上最為積極，在職業(yè)教育虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心啟動(dòng)項(xiàng)目實(shí)際布點(diǎn)數(shù)量上存在明顯的優(yōu)勢(shì)。山西、四川、重慶、河南、湖南、山東、上海、浙江、江西也在職業(yè)能力培養(yǎng)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的資源的建設(shè)方面做出了努力，兩年時(shí)間內(nèi)取得了一定的階段性成果。而其余省份和直轄市則相對(duì)而言則需要更多財(cái)力和物力的投入，加快職業(yè)教育虛擬仿真資源的建設(shè)。

2.職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)的研究成果現(xiàn)狀

以中國(guó)知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，在CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇高級(jí)檢索類型，選擇“主題”檢索，以檢索條件為 “虛擬仿真&職業(yè)教育”，搜索時(shí)間不限，搜索相關(guān)文獻(xiàn)，獲得164篇相關(guān)文獻(xiàn)，經(jīng)過(guò)手動(dòng)篩選出了160篇，再以檢索條件為“虛擬仿真實(shí)訓(xùn)&資源”“虛擬仿真實(shí)驗(yàn)&職業(yè)”手動(dòng)篩選出46篇與職業(yè)教育領(lǐng)域的虛擬仿真相關(guān)的文獻(xiàn)，最終總共獲得與職業(yè)教育中虛擬仿真資源建設(shè)相關(guān)的文獻(xiàn)206篇。

為考察職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)的研究成果，基于所選的文獻(xiàn)，形成了職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)相關(guān)的研究文獻(xiàn)的時(shí)間分布圖譜，如圖1所示。

總體來(lái)看，在職業(yè)教育領(lǐng)域關(guān)于虛擬仿真資源的研究文獻(xiàn)的總數(shù)量很少，反映出虛擬仿真資源的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模型構(gòu)建以及實(shí)際教學(xué)或?qū)嵱?xùn)中的應(yīng)用方法、模式、策略等方面的理論成果很少。但整體呈上升趨勢(shì)，表明隨著仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬仿真資源的相關(guān)研究開始受到一定的重視，但是程度仍然還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為開發(fā)更多不同職業(yè)技能培訓(xùn)的虛擬仿真資源，進(jìn)一步加強(qiáng)虛擬仿真資源的有效運(yùn)用，職業(yè)教育領(lǐng)域內(nèi)關(guān)于虛擬仿真資源的理論研究是不可缺少的重要部分。因此，在職業(yè)教育領(lǐng)域內(nèi)，擴(kuò)大對(duì)虛擬仿真資源建設(shè)的相關(guān)研究范圍，加強(qiáng)研究力度，形成更多的理論成果，將對(duì)虛擬仿真資源的建設(shè)起到促進(jìn)作用。

（二）職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)面臨的挑戰(zhàn)

1.資源建設(shè)存在區(qū)域差異，阻礙專業(yè)人才均衡分布

職業(yè)教育可培養(yǎng)大批專門的專業(yè)技術(shù)人才，為我國(guó)各產(chǎn)業(yè)提供高素質(zhì)、高技術(shù)的優(yōu)秀技能性人才。我國(guó)在十九大報(bào)告中明確提出，提倡我國(guó)的產(chǎn)業(yè)鏈要更加均衡、充分的發(fā)展，也就意味著對(duì)人才的培養(yǎng)也要實(shí)現(xiàn)均衡培養(yǎng)，這種均衡不僅僅體現(xiàn)在專業(yè)人才的類型上，還應(yīng)體現(xiàn)在區(qū)域的分布上。然而，目前在職業(yè)教育虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)上就存在著明顯的地區(qū)差異性，普遍來(lái)看，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域和城市的虛擬仿真資源建設(shè)要明顯優(yōu)于欠發(fā)達(dá)地區(qū)和城市。其中西北地區(qū)和東北地區(qū)在職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)方面存在著明顯的不足，這也將阻礙當(dāng)?shù)馗鞔舐殬I(yè)院校培養(yǎng)更加精通技術(shù)、具有創(chuàng)造性能力的新時(shí)代高端技術(shù)人才。從而導(dǎo)致發(fā)達(dá)地區(qū)更加發(fā)達(dá)，而落后地區(qū)仍然落后的現(xiàn)象，這也違背了中國(guó)特色社會(huì)主義所要求的共同富裕原則。因此，如何努力均衡資源的分布、縮小資源配置的區(qū)域差異性，是職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)所面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。

2.仿真資源缺乏系統(tǒng)設(shè)計(jì)，難以遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律

認(rèn)知心理學(xué)家認(rèn)為：學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者對(duì)事物進(jìn)行認(rèn)識(shí)、辨別、理解，從而獲得新知識(shí)的過(guò)程;學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)情境中，運(yùn)用已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)去認(rèn)識(shí)、辨別，以至理解各個(gè)刺激之間的關(guān)系，增加自己的經(jīng)驗(yàn)，從而改變自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu);常見的認(rèn)知規(guī)律包括循序漸進(jìn)、由淺入深、由表及里等規(guī)律。[12]虛擬仿真資源為學(xué)習(xí)者提供了虛擬的技能操作情境，而學(xué)習(xí)者能否在這個(gè)虛擬的情境中主動(dòng)去探索、運(yùn)用、創(chuàng)造，主要還是取決于資源本身的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。目前，大多虛擬仿真教育資源仍然停留在學(xué)生的視覺認(rèn)知層面，即從視覺上注重場(chǎng)景的還原與呈現(xiàn)，追求逼真的三維視覺效果。而在學(xué)生更為深層次的理解與記憶的認(rèn)知層次則關(guān)注較少。虛擬仿真資源包含了虛擬仿真平臺(tái)、虛擬仿真系統(tǒng)、虛擬仿真軟件等多方面的內(nèi)容，每一類資源都不單單停留在實(shí)現(xiàn)虛擬情境的基礎(chǔ)上，而是要符合職業(yè)教育中技能習(xí)得的相關(guān)規(guī)律，循序漸進(jìn)、由淺入深，從情景性、過(guò)程性和操作性多方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓虛擬仿真資源不僅可以成為學(xué)生提高實(shí)踐技能的幫手，同時(shí)也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力、內(nèi)化理論知識(shí)的有效認(rèn)知工具。

3.資源的智能化程度較低，實(shí)時(shí)交互反饋有待加強(qiáng)

虛擬仿真資源必將趨于更加智能化，符合職業(yè)教育教學(xué)理念的要求，同時(shí)也是人工智能技術(shù)不斷發(fā)展成熟的必然結(jié)果。目前，大多數(shù)虛擬仿真資源更加注重虛擬場(chǎng)景的搭建，而智能化程度卻有待提高。例如在機(jī)械設(shè)備拆裝培訓(xùn)仿真軟件中，提供的功能只包含了機(jī)械演示、自動(dòng)演示、手動(dòng)組裝等演示和操作功能，而缺少對(duì)使用者行為的記錄、自動(dòng)化的測(cè)評(píng)，因此在操作訓(xùn)練完成之后，學(xué)習(xí)者并不能及時(shí)獲得學(xué)習(xí)效果反饋，也不清楚究竟哪部分內(nèi)容需要加強(qiáng)訓(xùn)練。雖然職業(yè)教育領(lǐng)域內(nèi)虛擬仿真資源的建設(shè)是想通過(guò)虛擬手段解決現(xiàn)實(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)之為，提高教學(xué)效率、降低教學(xué)成本，但是卻不能僅僅局限在“虛擬仿真”層面，而是要融入人工智能技術(shù)，達(dá)到虛擬仿真資源高度智能化的高要求層面。所以虛擬仿真資源的建設(shè)如何有效運(yùn)用自然語(yǔ)言處理技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)、語(yǔ)音及圖像識(shí)別等人工智能主要技術(shù)，實(shí)現(xiàn)虛擬仿真系統(tǒng)的智能化考評(píng)、個(gè)性化指導(dǎo)、學(xué)情檢測(cè)等功能是職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)的又一大挑戰(zhàn)。

4.資源共建共享機(jī)制不足，資源利用率需逐步提高

優(yōu)質(zhì)的虛擬仿真資源應(yīng)當(dāng)是開放共享的，而不是封閉已有的。目前，用于提升專業(yè)技能的虛擬工廠、虛擬實(shí)訓(xùn)室與實(shí)操演練平臺(tái)等虛擬仿真資源的使用情況存在著較大的差異性，部分職業(yè)院校資源較為充足，而部分職業(yè)院校卻只擁有較少的虛擬仿真資源或者幾乎沒有虛擬仿真類型的資源。在這些擁有較多資源的職業(yè)院校里，也存在虛擬仿真資源的利用率不高的現(xiàn)象。如何讓這些耗費(fèi)了大量人力、物力和財(cái)力的優(yōu)質(zhì)虛擬仿真資源不閑置并且發(fā)揮其最大的效用，是非常重要的問題。因此，職業(yè)教育領(lǐng)域結(jié)合專業(yè)技能性人才培養(yǎng)的需求，建設(shè)一批優(yōu)質(zhì)的虛擬仿真資源之后，如何建立一種有效的共享機(jī)制，以擴(kuò)大資源的覆蓋范圍和推動(dòng)資源共享的可持續(xù)效應(yīng)也是至關(guān)重要的。

三、職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)的對(duì)策

（一）加強(qiáng)區(qū)域合作，以強(qiáng)帶弱促發(fā)展

首先，國(guó)家做好職業(yè)教育資源建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)是推動(dòng)職業(yè)教育領(lǐng)域虛擬仿真資源建設(shè)的前提，在結(jié)合我國(guó)職業(yè)教育資源建設(shè)的特征與需求的基礎(chǔ)之上，融入國(guó)際視野，與國(guó)際上職業(yè)教育資源建設(shè)接軌，引進(jìn)國(guó)際職業(yè)教育資源建設(shè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等。各地區(qū)、各省、各職業(yè)院校再結(jié)合自身的條件及需求，積極響應(yīng)國(guó)家的政策，建設(shè)一批高質(zhì)量的國(guó)家級(jí)、省級(jí)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源庫(kù)，積極申請(qǐng)與職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)相關(guān)課題，開展實(shí)踐與研究。最終形成國(guó)家、省、職業(yè)院校三級(jí)結(jié)構(gòu)的、組織有序的職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)組織結(jié)構(gòu)。

其次，加強(qiáng)區(qū)域合作是均衡、協(xié)調(diào)各地區(qū)職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)的有效途徑。一方面，要加強(qiáng)跨地區(qū)之間的交流與合作，例如，在職業(yè)教育虛擬仿真資源的建設(shè)的整體規(guī)劃、策略制定、校企合作等經(jīng)驗(yàn)上，各個(gè)不同地區(qū)可定期進(jìn)行交流，借鑒成功經(jīng)驗(yàn)，加快虛擬仿真資源的建設(shè)。另一方面，不同地區(qū)的職業(yè)院?？啥ㄆ陂_展虛擬仿真資源遠(yuǎn)程共享、學(xué)術(shù)交流等活動(dòng)。通過(guò)以強(qiáng)帶弱的方式，支持和指導(dǎo)在虛擬仿真資源建設(shè)方面較為落后的地區(qū)和職業(yè)院校。這種方式不僅可以促進(jìn)職業(yè)教育領(lǐng)域內(nèi)虛擬仿真資源建設(shè)的均衡分布，同時(shí)也對(duì)職業(yè)教育所培養(yǎng)的高技術(shù)性人才的均衡分布起到一定的促進(jìn)作用。

（二）符合科學(xué)設(shè)計(jì)，認(rèn)知規(guī)律需遵循

虛擬仿真教育資源在還原和虛擬三維場(chǎng)景的基礎(chǔ)之上，還應(yīng)遵循學(xué)習(xí)者的認(rèn)知規(guī)律。認(rèn)知科學(xué)主張，要了解人的認(rèn)知過(guò)程、記憶知覺、思維等認(rèn)知形象是怎樣相互交織在一起的，再把人的認(rèn)知過(guò)程整體、綜合地加以分析。[13]虛擬仿真設(shè)計(jì)的認(rèn)知因素更多地表現(xiàn)在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中的認(rèn)知方面，即人們對(duì)所感知的信息進(jìn)行認(rèn)識(shí)、理解、鑒別、判斷、分析、推理等的心理與思維過(guò)程。[14]因此，虛擬仿真資源所蘊(yùn)含的知識(shí)體系一定是經(jīng)過(guò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的，而不是雜亂無(wú)章地呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。

第一，虛擬仿真教育資源要符合視覺認(rèn)知規(guī)律。這其中就包含了在資源設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮顏色、亮度感知、線條設(shè)計(jì)、空間布局及注意搜索等因素。第二，虛擬仿真教育資源要遵循記憶認(rèn)知規(guī)律。根據(jù)學(xué)習(xí)者在不同學(xué)習(xí)場(chǎng)景對(duì)信息進(jìn)行編碼、儲(chǔ)存和提取過(guò)程的特點(diǎn)，即記憶認(rèn)知的規(guī)律，對(duì)虛擬仿真資源所蘊(yùn)含的知識(shí)點(diǎn)有組織、系統(tǒng)地設(shè)計(jì)嵌入到虛擬仿真資源的觀摩學(xué)習(xí)和實(shí)踐使用過(guò)程中。第三，虛擬仿真教育資源要遵循理解學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律。虛擬仿真教育資源在職業(yè)教育領(lǐng)域大多用在學(xué)生的技能實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中，要求讓學(xué)生在使用相關(guān)專業(yè)技能訓(xùn)練的虛擬仿真資源后，有效地幫助學(xué)生深入理解所學(xué)的內(nèi)容“是什么”“怎么樣”“為什么”。即在識(shí)別和辨別的基礎(chǔ)之上，不僅要理解所學(xué)知識(shí)的原理和法則等內(nèi)涵，還要系統(tǒng)化和具體化，對(duì)知識(shí)重新建立或者調(diào)整認(rèn)知結(jié)構(gòu)，達(dá)到知識(shí)的融會(huì)貫通，具備遷移運(yùn)用的能力。即使置身于真實(shí)的不同場(chǎng)景，學(xué)習(xí)者仍然能夠靈活地運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)化知識(shí)技能解決實(shí)際問題。

（三）提升智能水平，個(gè)性發(fā)展求創(chuàng)新

人工智能技術(shù)與虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行深度結(jié)合，構(gòu)建智能化的虛擬仿真場(chǎng)景和學(xué)習(xí)輔助工具，是未來(lái)虛擬仿真資源建設(shè)的重點(diǎn)方向。當(dāng)前，職業(yè)教育領(lǐng)域需要更加智能化、個(gè)性化的虛擬仿真資源，以實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育學(xué)生技能訓(xùn)練的個(gè)性化、高效化。

智能化的虛擬仿真系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的操作行為進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與記錄、智能測(cè)評(píng)與即時(shí)反饋的功能，甚至還可實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)者行為的預(yù)測(cè)功能。人工智能與虛擬仿真技術(shù)的結(jié)合，將會(huì)實(shí)現(xiàn)整合學(xué)生心理和行為數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)籌分析，來(lái)刻畫學(xué)習(xí)者數(shù)據(jù)化肖像模型，提供個(gè)性化的操作技能指導(dǎo)。例如，同一學(xué)生在使用同一虛擬仿真系統(tǒng)進(jìn)行技能訓(xùn)練時(shí)，系統(tǒng)對(duì)其行為有記憶功能，當(dāng)在某個(gè)關(guān)鍵步驟總是出錯(cuò)時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)提前給予適當(dāng)?shù)奶崾?，并給出正確操作的指引，當(dāng)下次該同學(xué)再次使用該系統(tǒng)練習(xí)時(shí)，系統(tǒng)則會(huì)智能預(yù)測(cè)學(xué)生的操作行為意向，提供個(gè)性化的指導(dǎo)。不僅要讓學(xué)生在高度逼真的虛擬環(huán)境中進(jìn)行技能學(xué)習(xí)，還要讓學(xué)生在高度智能化的虛擬情境中進(jìn)行真正個(gè)性化的創(chuàng)新學(xué)習(xí)才是虛擬仿真教學(xué)資源的發(fā)展方向。因此，在當(dāng)前虛擬仿真教學(xué)資源的開發(fā)過(guò)程中，要將虛擬仿真技術(shù)和人工智能技術(shù)有效地結(jié)合。

要實(shí)現(xiàn)職業(yè)教育的學(xué)生個(gè)性化的創(chuàng)新發(fā)展，一方面，要靠教學(xué)過(guò)程中通過(guò)教學(xué)模式與方法的運(yùn)用努力培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題和創(chuàng)新創(chuàng)造的能力。另一方面，需要通過(guò)提供智能化的學(xué)習(xí)資源，促進(jìn)個(gè)性化的技能習(xí)得。校企合作開發(fā)是實(shí)現(xiàn)智能化虛擬仿真教學(xué)資源建設(shè)的主要途徑之一，企業(yè)提供虛擬仿真與人工智能關(guān)鍵技術(shù)，校方則依據(jù)教學(xué)需求、教學(xué)規(guī)律等提供設(shè)計(jì)與開發(fā)思路，通過(guò)雙方合力共同開發(fā)智能化的虛擬仿真教學(xué)資源。

（四）按照逐層設(shè)計(jì)，共建共享求均衡

在職業(yè)教育虛擬仿真資源的建設(shè)與應(yīng)用方面，要形成國(guó)家層面統(tǒng)籌引領(lǐng)、區(qū)域?qū)用尕瀼赝七M(jìn)、院校層面落地實(shí)踐的局面。在職業(yè)教育虛擬仿真資源建設(shè)的技術(shù)、指標(biāo)、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等各個(gè)方面，通過(guò)逐層設(shè)計(jì)、有針對(duì)性地切入當(dāng)前職業(yè)教育教學(xué)需求最大的領(lǐng)域，解決職業(yè)教育專業(yè)技能訓(xùn)練中教學(xué)與學(xué)習(xí)資源短缺的實(shí)際問題，節(jié)約教學(xué)成本、提升學(xué)生專業(yè)技能訓(xùn)練的效果。例如，在學(xué)校層面，虛擬資源建設(shè)可采用三種模式，分別為外購(gòu)、合作開發(fā)和自主開發(fā)三結(jié)合的立體建設(shè)模式，[15]而不是采用其中某種單一的建設(shè)模式，或是完全依靠外購(gòu)來(lái)滿足教學(xué)需求，應(yīng)形成一支在虛擬仿真資源開發(fā)技術(shù)等方面有深入研究的專業(yè)團(tuán)隊(duì)。

其次，還應(yīng)建立合理、完善的虛擬仿真資源共建共享機(jī)制，其中包含了調(diào)控機(jī)制、管理機(jī)制、規(guī)范機(jī)制、評(píng)價(jià)機(jī)制等一系列系統(tǒng)的機(jī)制。其目的一方面是形成資源共享，一方面是優(yōu)化區(qū)域的配置。例如，在調(diào)控機(jī)制方面，各區(qū)域從區(qū)域的職業(yè)教育虛擬仿真資源發(fā)展的戰(zhàn)略出發(fā)，制定、頒布有關(guān)虛擬仿真資源共建共享的政策，全方位提升各級(jí)組織和學(xué)校在資源共建共享方面的意識(shí)。在管理機(jī)制方面，打破教育行政部門主導(dǎo)的管理機(jī)制，形成教育行政和職業(yè)院校合作管理的機(jī)制，使學(xué)校成為虛擬仿真資源建設(shè)與應(yīng)用的主體，成為資源共建共享機(jī)制探索的中堅(jiān)力量。此外，創(chuàng)新機(jī)制是促進(jìn)資源流動(dòng)、共享的根本動(dòng)力。所謂的創(chuàng)新機(jī)制是指不同區(qū)域必須結(jié)合本身的發(fā)展特點(diǎn)和當(dāng)?shù)芈殬I(yè)教育的發(fā)展趨勢(shì)，創(chuàng)造出具有特色的、有利于自身不斷發(fā)展的資源共建共享的觀念和模式。

【參考文獻(xiàn)】

[1]教育部.關(guān)于進(jìn)一步深化中等職業(yè)教育教學(xué)改革的若干意見（教職成[2008]8號(hào)）[Z].

[2]教育部.教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020年）[EB/OL].[2012-3-13].http：//www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3342/201203/xxgk_133322.html.

[3]教育部.教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃[EB/OL].[2018-4-13].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A16/s3342/2018 04/t20180425_334188.html.

[4]王娟，陳瑤.資源建設(shè)新形態(tài)：虛擬仿真資源的內(nèi)涵與設(shè)計(jì)框架[J].中國(guó)電化教育，2016（12）：91—96.

[5]張中波，豐世林.虛擬維修仿真技術(shù)在航空器維修中的應(yīng)用[J].西安航空技術(shù)高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2010，28（5）：3—6.

[6]王海，李波.虛擬仿真技術(shù)在職業(yè)教育實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中的應(yīng)用[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2011（14）：48—51.

[7]王燦明.體驗(yàn)學(xué)習(xí)解讀[J].全球教育展望，2005，34（12）：14—17.

[8]陳沙，劉平安，劉慧萍，李玲，劉俐，王宏寶，譚峰，張國(guó)民.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)高等醫(yī)學(xué)教育，2017（1）：13—14.

[9]教育部.高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2015—2018）[EB/OL].[2015-10-19].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A07/moe_737/s3876_cxfz/201511/t20151102_216 985.html.

[10]教育部.關(guān)于2016年《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2015—2018年）》執(zhí)行情況及有關(guān)工作完成情況的通報(bào)[EB/OL].[2017-4-14].http：//www.moe.gov.cn/s78/A07/A07_gggs/A07_sjhj/201704/t20170424_303 162.html.

[11]教育部.關(guān)于2017年《高等職業(yè)教育創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2015—2018年）》執(zhí)行情況及有關(guān)工作完成情況的通報(bào)[EB/OL].[2018-4-12].http：//www.moe.gov.cn/s78/A07/A07_gggs/A07_sjhj/201804/t20180413_333 067.html.

[12]王司，楊冬云，葉樹江，劉柏森.基于認(rèn)知規(guī)律的實(shí)踐任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的研究與實(shí)踐[J].科技與管理，2011，13（1）：130—132.

[13][14]曾琎.基于虛擬仿真系統(tǒng)的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究[D].武漢：武漢理工大學(xué)，2009.

[15]孫愛娟.職教領(lǐng)域虛擬仿真教學(xué)資源建設(shè)與應(yīng)用探析[J].中國(guó)電化教育，2012（11）：109—112.