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      融合創(chuàng )新虛擬仿真實(shí)訓基地建設

      ——以智能化精密制造專(zhuān)業(yè)為例

      發(fā)布時(shí)間:2023-04-25 作者:胡新華 戴欣平 來(lái)源:中國教育報

      當前,職教實(shí)訓教學(xué)過(guò)程中存在著(zhù)高投入、高損耗、高風(fēng)險和難實(shí)施、難觀(guān)摩、難再現的“三高三難”問(wèn)題,這在智能化精密制造專(zhuān)業(yè)尤為突出。采用VR、AR、MR等虛擬仿真技術(shù),既可以讓學(xué)習者沉浸在虛擬環(huán)境中身臨其境地學(xué)習,也能很好地解決以上實(shí)訓教學(xué)中存在的問(wèn)題。因此,融合創(chuàng )新智能化精密制造虛擬仿真實(shí)訓基地建設,可以促進(jìn)虛擬仿真技術(shù)與職教教學(xué)的深度融合,切實(shí)賦能智能化精密制造領(lǐng)域職業(yè)教育的高質(zhì)量發(fā)展。

      堅持“需求導向”,構建虛擬仿真實(shí)訓項目資源

      問(wèn)題驅動(dòng),系統設計虛擬仿真實(shí)訓教學(xué)鏈。聚焦智能化精密制造相關(guān)領(lǐng)域,通過(guò)行業(yè)企業(yè)調研,分析面向的主要工作崗位的典型行動(dòng)場(chǎng)景、工作環(huán)節及職業(yè)要求,從專(zhuān)業(yè)群層面出發(fā),做好頂層設計,優(yōu)化各專(zhuān)業(yè)的人才培養目標定位。專(zhuān)業(yè)群帶頭人、專(zhuān)業(yè)主任、課程負責人全程介入,從產(chǎn)品設計、工藝裝備、制造與檢測和系統集成等四個(gè)技術(shù)環(huán)節出發(fā),在專(zhuān)業(yè)群層面逐門(mén)分析專(zhuān)業(yè)課程群中每門(mén)課程實(shí)訓教學(xué)過(guò)程中存在的“三高三難”問(wèn)題。根據專(zhuān)業(yè)群實(shí)訓教學(xué)共建共享要求,明確需要基于虛擬仿真技術(shù)實(shí)現的實(shí)訓單元及模塊,系統設計虛擬仿真實(shí)訓教學(xué)鏈。

      職業(yè)導向,開(kāi)發(fā)立體化虛擬仿真教學(xué)資源。融入新標準、新設備、新規范、新工藝,以真實(shí)產(chǎn)品、案例、工藝流程及技術(shù)方案為載體,融入“X”證書(shū)、技術(shù)標準、流程規范、作業(yè)手冊等,注重學(xué)歷教育和技能培訓的結合,由課程負責人牽頭,結構化設計虛擬仿真實(shí)訓教學(xué)資源框架,撰寫(xiě)虛擬仿真顆?;Y源的腳本,與企業(yè)虛擬仿真技術(shù)開(kāi)發(fā)人員商討,確定虛擬仿真資源交互且多元的呈現方式,開(kāi)發(fā)系列虛擬仿真實(shí)訓教學(xué)項目,形成一批虛擬仿真版的精品在線(xiàn)開(kāi)放課程和新形態(tài)教材。借助人工智能、大數據等信息化技術(shù),注重交互性,實(shí)現實(shí)訓操作錯誤提示及指導學(xué)習功能,注重流程管理,打造一個(gè)智能管理評價(jià)系統,實(shí)現對虛擬仿真實(shí)訓的全過(guò)程跟蹤評價(jià)反饋,同時(shí),融入AR、3D等仿真技術(shù),開(kāi)發(fā)“X”證書(shū)配套培訓課程和教材。

      堅持“融合發(fā)展”,做好虛擬仿真實(shí)訓基地架構

      整體設計,打造“一體化”的虛擬仿真實(shí)訓區和管理中心。聯(lián)合虛擬仿真應用技術(shù)開(kāi)發(fā)企業(yè),建設虛擬仿真實(shí)訓基地基礎設施。在空間上架構虛擬展示體驗區、虛擬現實(shí)教學(xué)區、虛擬協(xié)同創(chuàng )新區和虛實(shí)結合訓練區等虛擬仿真實(shí)訓區,采用當前主流虛擬仿真技術(shù)和設備,如VR頭盔、裸眼3D顯示大屏等,分別承擔VR/MR體驗與展示、項目集中教學(xué)、資源開(kāi)發(fā)與應用和虛實(shí)結合實(shí)訓教學(xué)。同時(shí),設立綜合管理中心,負責虛擬仿真實(shí)訓基地各實(shí)訓區的使用、虛擬仿真設備和軟件采購以及各類(lèi)虛擬仿真實(shí)訓項目的上線(xiàn)并保障實(shí)施等。

      系統集成,構建“模塊化車(chē)間式”的云在線(xiàn)“虛擬工廠(chǎng)”。從滿(mǎn)足學(xué)生虛擬仿真相關(guān)的專(zhuān)業(yè)體驗、教學(xué)應用、實(shí)習實(shí)訓、創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)、綜合服務(wù)等全方位需求出發(fā),引入虛擬現實(shí)仿真技術(shù),堅持虛實(shí)結合、育訓結合、軟硬結合和產(chǎn)教結合,集線(xiàn)上在線(xiàn)學(xué)習與線(xiàn)下沉浸體驗于一體,適應VR、PC、平板、手機等多種終端應用,建設數字化機械博物館和虛擬工廠(chǎng)場(chǎng)景等模塊,開(kāi)發(fā)工業(yè)機器人應用、智能生產(chǎn)線(xiàn)設計與裝調、物聯(lián)網(wǎng)應用技術(shù)等虛擬車(chē)間,系統形成云在線(xiàn)“虛擬工廠(chǎng)”。

      產(chǎn)教融合,探索虛擬仿真實(shí)訓基地管理機制。學(xué)校牽頭聯(lián)合國內虛擬仿真技術(shù)開(kāi)發(fā)與應用領(lǐng)軍企業(yè)及智能化精密制造領(lǐng)域骨干企業(yè),跨學(xué)院、跨專(zhuān)業(yè)設立虛擬仿真實(shí)訓基地建設管理領(lǐng)導小組、綜合管理中心,并制定虛擬仿真資源接口標準規范和動(dòng)態(tài)更新機制,邀請虛擬仿真實(shí)訓資源開(kāi)發(fā)企業(yè)的項目經(jīng)理和技術(shù)人員、校企合作企業(yè)的技術(shù)骨干、跨專(zhuān)業(yè)的“雙師型”專(zhuān)業(yè)教師和實(shí)訓指導教師以及虛擬仿真相關(guān)專(zhuān)業(yè)和課程的教師,組建虛擬仿真實(shí)訓課程建設團隊,并建立虛擬仿真實(shí)訓資源校企合作開(kāi)發(fā)以及推廣應用等相關(guān)制度。

      堅持“應用驅動(dòng)”,提升教師數字化服務(wù)能力

      “互聯(lián)網(wǎng)+”,打造“線(xiàn)上線(xiàn)下、虛實(shí)結合”新型課堂。依托虛擬工廠(chǎng),借助VR設備,開(kāi)展沉浸式、合作式交互體驗教學(xué),培養學(xué)生合作能力;利用PC、手機、平板等多種終端,實(shí)施“云在線(xiàn)”虛擬仿真實(shí)訓教學(xué),使學(xué)習者能隨時(shí)隨地開(kāi)展實(shí)訓,培養自主學(xué)習能力;在虛擬結合實(shí)訓區,先虛擬仿真、后真實(shí)實(shí)訓,推進(jìn)“虛實(shí)結合”教學(xué);利用智能管理評價(jià)系統,改革實(shí)訓教學(xué)評價(jià)考核方式,對利用不同終端的教學(xué)過(guò)程,實(shí)現全過(guò)程的跟蹤與反饋。充分利用虛擬仿真版的精品在線(xiàn)開(kāi)放課程,實(shí)施“線(xiàn)上線(xiàn)下、虛實(shí)結合”教學(xué),推進(jìn)虛實(shí)結合深度融合應用的“課堂革命”;同時(shí),利用虛擬協(xié)同創(chuàng )新區,開(kāi)展創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)教育,豐富第二課堂教學(xué)內容。

      校企協(xié)同,打造高水平的虛擬仿真實(shí)訓教學(xué)團隊。聘請一批虛擬仿真實(shí)訓資源開(kāi)發(fā)企業(yè)的技術(shù)人員以及有虛擬仿真實(shí)訓教學(xué)經(jīng)驗的“雙師型”專(zhuān)業(yè)教師,擔任虛擬仿真實(shí)訓教學(xué)兼職指導老師;選拔一批具有豐富實(shí)訓教學(xué)經(jīng)驗及創(chuàng )新潛力明顯的中青年教師,通過(guò)參加各類(lèi)虛擬仿真實(shí)訓資源開(kāi)發(fā)以及教學(xué)應用等培訓,培養一批虛擬現實(shí)技術(shù)應用專(zhuān)業(yè)帶頭人和骨干教師。實(shí)施“專(zhuān)兼結對”,不定期開(kāi)展虛擬仿真實(shí)訓教學(xué)專(zhuān)題研討會(huì ),進(jìn)一步提升虛擬仿真實(shí)訓教學(xué)水平;將虛擬仿真實(shí)訓資源開(kāi)發(fā)以及實(shí)訓教學(xué)等納入年度考核與教學(xué)業(yè)績(jì),確保專(zhuān)業(yè)教師參與的積極性和主動(dòng)性。

      開(kāi)放共享,打造“虛擬仿真”版服務(wù)品牌。依托虛擬仿真實(shí)訓基地,面向社會(huì )開(kāi)放參觀(guān)及培訓,如開(kāi)展黨史學(xué)習教育、機械發(fā)展史學(xué)習等;將VR技術(shù)引入機械產(chǎn)品設計、驗證、展示等環(huán)節,促進(jìn)科研成果孵化;開(kāi)發(fā)一批雙語(yǔ)或多語(yǔ)言的虛擬仿真實(shí)訓項目和管理評價(jià)平臺,面向“一帶一路”國家開(kāi)放網(wǎng)絡(luò )平臺,為其提供優(yōu)質(zhì)的虛擬仿真教學(xué)資源,彌補對方實(shí)訓設備短缺的問(wèn)題,并用于東南亞與非洲國家的相關(guān)職業(yè)技能培訓,輸出我國的職業(yè)教學(xué)資源和教育標準、教育理念。同時(shí),建設虛擬現實(shí)版的機械博物館,面向區域特色產(chǎn)業(yè)中的“走出去”企業(yè),開(kāi)展產(chǎn)品的虛擬認知與拆裝培訓,深化與“一帶一路”沿線(xiàn)國家在產(chǎn)品研發(fā)方面的互聯(lián)互通。

      (作者單位系金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

      《中國教育報》2023年04月25日第7版 

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