職業院校虛拟仿真實訓基地丨湖南鐵道職業技術學院：虛拟仿真實訓助力軌道交通專業人才培養
文/《在線學習》撰稿人 何曼
虛拟現實是新一代信息技術的重要前沿方向，是數字經濟的重大前瞻領域，将深刻改變人類的生産生活方式。近日，工信部聯合教育部等五部門發布《虛拟現實與行業應用融合發展行動計劃（2022—2026 年）》，提出加速虛拟現實多行業、多場景應用落地的重點任務，必将給教育帶來新的變革。
虛拟現實技術不僅能逐步實現過去教育教學理論提出的設想，更可能創造全新的教育實踐生态，從新的教育現實中生發出新的理念和理論，拓展我們對教育的理解和想象。
當下，虛拟現實技術在教育中已經有了諸多探索。本刊選取高校、職業院校代表，呈現這些教育應用探索，期待在《行動計劃》的推動下誕生更多、更具代表性的實踐成果。當然，虛拟現實教育應用也面臨着許多挑戰，圍繞教育哲學、教學倫理、技術改進等多個層面，還有許多問題等待進一步理清。釋放虛拟現實在教育領域的應用潛能，激發教育教學的創新活力，還需要我們更了解“虛拟”，更認清“現實”。
職業院校虛拟仿真實訓基地丨湖南鐵道職業技術學院：虛拟仿真實訓助力軌道交通專業人才培養
國家職業教育虛拟仿真示範實訓基地的建設，能有效緩解技術技能人才培養與實訓條件間的結構性矛盾，推動職業教育創新變革。
《中國教育現代化2035》《職業教育提質培優行動計劃（2020—2023年）》《關于開展職業教育示範性虛拟仿真實訓基地建設的通知》等文件，對虛拟仿真實訓基地以及智能化教學、管理與服務平台建設提出了明确要求，期望通過虛拟仿真實訓基地建設，有效解決職業教育實訓中看不到、進不去、成本高、危險性大等特殊困難。
在理順示範性虛拟仿真實訓基地的建設背景與建設可行性基礎上，湖南鐵道職業技術學院遵循“裝備先進、技術一流，育訓一體、虛實結合，校企合作、資源共享，智慧管理、個性提升”的總體原則，以滿足專業人才培養的實際需求為主要目标，提出“軌道交通裝備制造與運用虛拟仿真實訓基地建設方案”，并于2021年成功立項為國家示範性虛拟仿真實訓基地。目前已基本完成了基地建設任務。
“虛拟仿真實訓正在成為中國職業教育創新發展的新引擎。”學院軌道交通機車車輛學院院長莫堅表示，VR技術的沉浸式體驗、模拟現實、交互性和許多其他教育功能，為教育信息化建設提供了新的思路和方法，并加速了教育改革的進程。而國家職業教育示範性虛拟仿真示範實訓基地的建設，能有效緩解技術技能人才培養與實訓條件間的結構性矛盾，推動職業教育創新變革。
形成可示範推廣的基地模式和标準
莫堅表示，基地的建設目标是，形成可示範推廣的虛拟仿真實訓基地建設與運行的模式和标準。以虛實結合的線上線下實訓平台為載體，建成一批可推廣示範的、以虛拟仿真形式為主體的系列教學資源，形成可推廣示範的、線上線下混合式教學的智慧課堂建設範例及教學标準，探索出可推廣示範的信息化教學能力師資培養培訓标準和途徑。具體建設内容包括以下幾個方面。
一是搭建“1+1+4+N”的虛拟仿真實訓基地構架。對接軌道交通裝備制造、運用、控制、管理服務企業和專業群，以1個“智慧實訓雲平台”作為虛拟仿真實訓基地總統籌中心，以1個現有“5G+AR/VR雲平台”鍊接企業生産現場，通過N個虛拟仿真教學硬件設備和軟件資源的搭建，建成虛拟展示體驗、智慧教學實訓、虛拟工廠（場、段）、虛拟協同創新等四大功能空間，構建軌道交通裝備制造與運用虛拟仿真實訓基地構架。二是科學規劃虛拟仿真實訓基地功能布局。遵循學生認知規律和職業成長規律，基地按照桌面仿真實訓區、沉浸式仿真區、虛實結合實操或真機實操實訓區功能布局。三是建成集資源彙集與管理等功能的智慧實訓雲平台。彙集校企海量優質資源，統籌教、學、考、評、管，實現智能化教學與管理，智慧化實訓統籌與決策。四是建設虛拟仿真實訓資源。在整合已有虛拟仿真實訓資源基礎上，新建鐵路安全育訓館、職業啟蒙體驗館、軌道交通數字博覽館等所需的各種虛拟仿真實訓資源。五是優化專業實踐教學體系。系統設計“專業群基礎實訓+專業群技能等級專項實訓+專業綜合（崗位）實訓+專業實習（系統仿真、體系聯調）”的四層次、模塊化實踐教學體系，創新智慧化、個性化、定制式的實訓教學組織模式。六是依托基地推進三教改革。七是實現實訓基地區域共享。與區域合作企業、同類院校及社區建立共享機制。
虛拟仿真實訓破解軌道車輛教學難題
“基地已投入學校教學應用。”莫堅介紹，根據項目建設總體進度，目前已基本完成了基地建設任務。建成了LabVIEW虛拟仿真實訓室、工業控制虛拟仿真實訓室、機車車輛總體與機械虛拟仿真交互實訓室、機車車輛整車調試仿真虛拟交互實訓室、機車車輛虛拟仿真實訓室、5G技術的軌道交通專業虛拟實訓平台、軌道交通在線虛拟實訓平台等仿真實訓室（平台）。“這些實訓平台在實習和課堂教學中都有應用，教師和學生會結合自己的需要使用平台。例如，在線虛拟實訓平台的虛拟檢修實訓軟件，學生實習時用來進行鞏固練習，教師課堂上利用它給學生進行檢修作業的演示。”
莫堅以城市軌道車輛應用技術專業為例，分享了虛拟仿真技術在教學中的具體應用。目前，該專業建設了模拟駕駛實訓室、基于PC端的虛拟駕駛實訓室、虛拟檢修實訓室、基于5G技術的虛拟實訓平台等多種虛拟仿真實訓資源。
他說，對于專業的駕駛類課程，學生可以先在虛拟駕駛實訓室利用計算機進行虛拟駕駛，對駕駛流程熟練操作以後，再根據熟練程度，分批次利用模拟駕駛實訓室開展模拟駕駛；對于檢修類課程，學生可以在虛拟檢修實訓室利用計算機開展虛拟檢修實訓，熟練設備檢修流程和工藝要求後，再到真實的實訓設備上開展檢修實訓操作。課餘時間，學生可以随時随地利用在線虛拟實訓平台，進行實訓課程内容的鞏固。
“由于軌道交通行業實訓設備昂貴、企業現場保密性強、危險性高等行業特點，實訓教學的實施難度較大，而虛拟仿真實訓基地的建設，為專業解決了實訓教學難題。”莫堅稱，就目前應用情況來看，虛拟仿真實訓基地實現了三個方面的應用成效：一是讓遠程互動教學成為現實；二是實訓環境更加安全和健康；三是實訓效果與效益大幅提升。
談及虛拟仿真實訓基地對職業教育未來發展的影響，莫堅認為，首先，它會影響未來職業教育實訓教學的實施模式，從現行主流的實訓室真實操作，轉變為虛實結合的實訓模式；其次，能夠遠程為一些缺少實訓設備的職業院校提供支教服務，促進教育資源再分配、教育資源共享。“從國家層面，虛拟仿真實訓基地的建設，将為教育公平提供有利保障，同時，對資源建設和使用單位而言，虛拟仿真實訓基地建設将為多單位教育資源共建共享提供一個新的合作點。”
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