產教融合背景下職業(yè)教育虛擬仿真資源體系構建研究

李毅 向浩 周妮笛

摘 要：為探索產教融合背景下職業(yè)教育虛擬仿真資源建設的基本思路、框架體系和設計流程，在分析虛擬仿真資源內涵與價值的基礎上，提出了“校企合作、共研共建，理實虛融、遠程開放，產學研合、拓展共享”的建設思路，構建了“一體兩類四層多功能平臺”的框架體系，總結出“確定資源類型、細化設計腳本、編寫設計說明、設計實施開發(fā)、調試完善使用”的五步建設流程，以期為大學生營造更真實的實踐環(huán)境，更好地培養(yǎng)大學生創(chuàng)新創(chuàng)造能力。

關鍵詞：產教融合;虛擬仿真資源;框架體系

作者簡介：李毅，男，湖南農業(yè)大學商學院講師，碩士生導師，博士，主要研究方向為高校教育教學管理;向浩，男，湖南農業(yè)大學信息與智能科學技術學院2020級碩士研究生，主要研究方向為農業(yè)信息化;周妮笛，女，湖南農業(yè)大學商學院副教授，碩士生導師，博士，主要研究方向為涉農企業(yè)融資、農村金融。

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-7747（2021）03-0112-05

伴隨著大數據、云計算等信息技術快速發(fā)展，虛擬仿真正被廣泛應用于改造傳統(tǒng)教學方式，提高了教學質量與效果[1-3]，促進了教育鏈、人才鏈與產業(yè)鏈的有機銜接。為此，國務院頒布了《關于深化產教融合的若干意見》《關于開展國家級虛擬仿真實驗教學中心建設工作的通知》，教育部頒布了《關于開展職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓基地建設的通知》。自此，我國虛擬仿真實驗室建設迎來發(fā)展高峰，各大高校、職業(yè)院校紛紛投入虛擬仿真實驗室的建設中。截至目前，全國多所高等院校已經建成了400個國家級虛擬仿真實驗教學中心。虛擬仿真實驗教學中心不單要建成一個簡單的物質骨架，還要用虛擬仿真資源等血肉加以豐滿，更要擁有領先的設計理念、可靠的運行機制等大腦神經系統(tǒng)支持，從而提升教學實效、推進教學與生產銜接[4-6]。

自2012年起，國內逐漸出現“虛擬仿真資源”的文章和報道，于是學者們紛紛提出自己的見解。張瑩等（2012）首次針對虛擬仿真資源建設的思路及實施平臺的構建提出了具體設想[7]。孫愛娟（2012）對職教領域虛擬仿真教學資源建設與應用進行了深入分析[8]。王娟等（2016）將虛擬仿真資源定義為：借助仿真技術和虛擬現實技術開發(fā)的、蘊含大量信息、可以被利用的各種顯現的或潛隱的條件和要素，主要涉及基礎設施和設備、實驗材料、實驗軟件、支持系統(tǒng)等[9]。與此同時，國內圍繞虛擬仿真資源的高峰論壇也不斷舉辦，專家學者們及時分享了虛擬仿真資源建設、應用的研究成果和實踐經驗，以及行業(yè)前沿和產品方案。目前，各職業(yè)院校虛擬仿真資源均采取自建方式，但尚未統(tǒng)一設計規(guī)范與流程，為此本文將重點針對此類問題展開研究。

一、職業(yè)教育虛擬仿真資源建設價值

虛擬仿真資源具有呈現、解釋、互動和評價等功能，廣泛應用于軍事、航天、建設、教育、醫(yī)學、游戲等各大領域[9-10]。職業(yè)院校加強虛擬仿真實驗資源的建設，對提高教學效率和教學質量，提升教學體驗具有重要意義。

（一）豐富教學形式，增強教學效果

虛擬仿真資源建設革新了傳統(tǒng)的實驗教學，不會出現因受客觀條件限制而只能靠老師用嘴講解的實驗方式，突破了傳統(tǒng)實驗教學的依賴性，滿足了實驗教學的實際需求。職業(yè)院校的虛擬仿真實驗能夠最大限度地發(fā)揮出虛擬仿真資源的優(yōu)勢，以立體、逼真的表現形式將抽象的實驗過程完美地演示出來，成為教師得力的實驗操作工具，從而豐富教學形式，增強教學效果。

（二）提高實驗效率，完成設想實驗

虛擬仿真資源能夠提供更多的實驗環(huán)境，可以將復雜實驗、高危實驗、破壞性實驗、長周期實驗等在傳統(tǒng)實驗室無法完成的實驗通過虛擬仿真平臺直觀、安全地展示出來。同時，虛擬仿真資源還能夠完成設想性實驗，擴充實驗內容，從而開闊學生的視野，提高實驗效率。

（三）提升科研能力，提高教學水平

虛擬仿真資源建設能夠為高校培養(yǎng)創(chuàng)新人才提供可靠的基礎，最大程度地擴展實驗教學的深度與廣度，減少實驗誤差，從而提高教師與學生的認知水平，提升職業(yè)院校的科研能力與教學水平。

二、職業(yè)教育虛擬仿真資源體系設計理念

為創(chuàng)造有價值的虛擬仿真資源，使之在新型高素質人才培養(yǎng)中具有實際效果。本文在總結國家及虛擬仿真實驗教學中心建設成功經驗的基礎上，提出虛擬仿真資源建設應遵循以下三大理念（見圖1）。

（一）校企合作，共研共建

在虛擬仿真資源建設過程中，職業(yè)院校應攜手行業(yè)優(yōu)秀企業(yè)共研共建虛擬仿真資源，突出高校人才培養(yǎng)的需求導向和能力導向[11];同時，應堅持共享開放的原則，突出實驗資源的高精尖、現代化、職業(yè)化及實用化。職業(yè)院校應與知名企業(yè)共同研究開發(fā)虛擬仿真實驗軟件，結合實體實地實驗教學資源，共同打造“一體兩類四層多功能平臺”的虛擬仿真實驗資源體系。其須借助虛擬仿真場景制作、模擬實驗制作過程，按照“三位一體”的原則，讓學校、企業(yè)、學生共同參與到各類虛擬仿真的設計之中。如此，虛擬仿真資源的開發(fā)才具有實用性、職業(yè)性和科學性。

（二）理實虛融，遠程開放

虛擬仿真資源可以大大提高實驗的效率，在建設的同時要貫徹“理論、實體、虛擬”相結合的理念，始終將理論知識融入到實體實驗與虛擬實驗中來，按照“理實結合，虛實結合”的原則，讓學習者能夠學以致用、學以創(chuàng)新、學有所成。同時，虛擬仿真資源還可以通過企業(yè)的開放共享實驗資源實施遠程操作，達到與實驗室操作同樣的實訓效果。同樣，學習者也可以借助智能設備或手機APP與指導實驗的教師進行交流，得到實時指導與交流。如此，虛擬仿真資源的使用才具有高效性、延展性與持續(xù)性。

（三）產學研合，拓展共享

虛擬仿真資源的設計應以產業(yè)結合、創(chuàng)新實驗、自主研究為主，結合社會需求與發(fā)展，強調實踐教學的重要作用。其須以項目轉化、實踐轉化、成果轉化為目標，注重校企合作、領域拓展、資源共享，遵循“實驗資源整合、生產教學科研結合、高校企業(yè)聯合”的三合原則，推動資源的推廣與應用。如此，虛擬仿真資源的普及才具有先進性、創(chuàng)新性及前沿性。

三、職業(yè)教育虛擬仿真資源體系設計框架

虛擬仿真資源體系設計應按照國家建設虛擬仿真實驗教學中心“能實不虛、虛實結合、以虛促實”的指導方針，遵循“校企合作、共研共建，理實虛融、遠程開放，產學研合、拓展共享”的理念，構建“一體兩類四層多功能平臺”的資源框架體系（見圖2）?！耙惑w”指虛實一體化的資源建設體系?！皟深悺敝笇嶓w實驗資源與虛擬實驗資源，實體實驗資源即傳統(tǒng)的實驗平臺資源。“四層”指基礎通識、綜合實驗、專業(yè)設計、創(chuàng)新研究四個層次的實驗資源?！岸喙δ芷脚_”指搭載理論知識、實驗操作、工程項目、開放共享、后臺管理等功能的平臺。如此，虛擬仿真資源建設既能滿足培養(yǎng)高技術人才的教學目的，又能為企業(yè)輸送大批實用人才。

四、職業(yè)教育虛擬仿真資源體系建設流程

虛擬仿真資源是根據用戶需求開發(fā)的仿真資源，包括仿真模型、動畫、視頻、聲音等多種要素。在開發(fā)的過程中，其可以按照以下五個通用流程進行設計：確定資源類型、細化設計腳本、編寫設計說明、設計實施開發(fā)、調試完善使用等[9]（見圖3）。

（一）確定資源類型

近年來，職業(yè)院校優(yōu)勢專業(yè)、重點領域的教學實驗條件獲得巨大提升，但仍然沒有辦法實現全部領域、所有流程、關鍵環(huán)節(jié)的傳統(tǒng)實驗覆蓋。因此，虛擬仿真資源設計要從以下三個方面著手：一是遴選虛擬仿真建設重點，做到有所為有所不為;二是理清虛擬仿真的育人價值、教學要求、運行條件等，面向生產、對接需求設計資源;三是提供具體操作流程、視頻指導等。

（二）細化設計腳本

腳本是可執(zhí)行性流程，是具有一定規(guī)范的標準，其中包括教、學、練、考等流程設計，還包括實驗的項目、目的、方法、環(huán)節(jié)、分析、展示等內容標準。具體來說，在“教”中呈現環(huán)境與實物、演示過程和操作說明等視頻、聲音、文字介紹;在“學”中解析各類器材功能與結構，實驗步驟與流程等;在“練”中包括模擬運行、探究試錯、操作結果判斷等;在“考”中考核要求設計、實驗過程分析、實驗評判以及考核結果。

（三）編寫設計說明

虛擬仿真是利用計算機、電子信息等多技術融合模擬現實環(huán)境給人以沉浸其中的靈境技術，本質上是一種情景再現。編寫設計說明須從以下兩個方面著手：一是明確虛擬仿真的設計思路、內部邏輯、底層架構等;二是詳細解構操作軟件、操作過程、操作方法，能夠使實驗高效率的完成，有效解決傳統(tǒng)實驗實訓困難的問題。

（四）設計實施開發(fā)

虛擬仿真的模擬實施與操作是設計開發(fā)的結果，也是實驗設計、環(huán)節(jié)過程、器材器物等多資源的整合過程，是實現由傳統(tǒng)實驗向虛擬操作躍進的關鍵。因此，設計實施開發(fā)重在三維模型搭建、虛擬場景布置、flash動畫制作、路徑動作規(guī)劃和與之相關的音形視錄制等;同時，要確保設計開發(fā)資源與虛擬仿真實驗平臺的格式、制式和標準等相匹配。

（五）調試完善使用

虛擬仿真資源的建設是一個長期優(yōu)化升級的過程，在設計開發(fā)測試使用的過程中不斷的進行預演、修正與完善，從而制作出最佳的虛擬仿真資源，促進高校、職業(yè)院校虛擬仿真資源的普及使用。

總之，職業(yè)教育虛擬仿真資源體系的建設就是要為全體大學生營造一個真實的實驗環(huán)境，提高實驗效果，拓展學生眼界，以此更好地培養(yǎng)學生實踐動手和科技創(chuàng)新能力。因此，虛擬仿真資源體系建設要注重過程設計、重視資源使用的形式，結合制作軟件不斷的修正完善，不斷優(yōu)化，制作出精良優(yōu)品資源，切實有效地為大學生實驗教學提供優(yōu)質服務。

參考文獻：

[1]崔鈺婷，趙志群.虛擬現實技術對學生學習績效的影響——基于59項實驗或準實驗研究的元分析[J].中國遠程教育，2020（11）：59-67，77.

[2]周榕，李世瑾.虛擬現實技術能提高學習成效嗎？——基于46個有效樣本的實驗與準實驗元分析[J].現代教育技術，2019，29（11）：46-52.

[3]李寶敏，王鈺彪，任友群.虛擬現實教學對學生學習成績的影響研究——基于40項實驗和準實驗的元分析[J].開放教育研究，2019，25（4）：82-90.

[4]陳雨.復雜性視域下的虛擬實踐教學[J].中國職業(yè)技術教育，2016（11）：30-33.

[5]柯長青，肖鵬峰，李滿春，等.地球系統(tǒng)科學國家級虛擬仿真實驗教學中心建設[J].中國大學教學，2016（10）：83-87.

[6]左玉生.淺析國家級虛擬仿真實驗教學平臺建設——以東南大學為例[J].中國高?？萍迹?016（4）：54-55.

[7]張瑩，張興.以虛擬仿真資源為抓手，打造湖鐵特色教學資源平臺[J].中國教育信息化，2012（13）：47-49.

[8]孫愛娟.職教領域虛擬仿真教學資源建設與應用探析[J].中國電化教育，2012（11）：109-112.

[9]王娟，陳瑤.資源建設新形態(tài)：虛擬仿真資源的內涵與設計框架[J].中國電化教育，2016（12）：91-96.

[10]劉亞豐，蘇莉，吳元喜，等. 虛擬仿真教學資源建設原則與標準[J].實驗技術與管理，2017（5）：8-10.

[11]顧偉國.新時代智能制造背景下產教融合的內涵解析與實踐路徑[J].職教通訊，2019（23）：59-64.

[責任編輯? ? 秦? ?濤]