职业院校虚拟仿真实训基地建设实践探究
作者: 雷军丽[摘 要] 随着职业教育改革的深入推进,高职院校作为技能型人才培养的重要基地,其实训质量直接影响学生的实际操作能力。围绕高职教育中通信类专业虚拟仿真实训基地的建设进行系统研究与实践探索, 旨在探讨如何通过虚拟仿真技术提升教育质量和学生技能水平。
[关 键 词] 职业教育;虚拟仿真;产教融合;教学质量;实训基地建设
[中图分类号] G717 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603(2025)09-0065-04
随着信息技术的飞速发展,虚拟仿真技术在职业教育实践教学中得到了越来越广泛的应用,在职业技能人才培养中发挥着关键作用。当前,高职院校建设虚拟仿真实训基地已成为职业教育改革传统教学育人方式、推动人才培养模式创新的迫切需求[1]。《国家职业教育改革实施方案》《关于推动现代职业教育高质量发展的意见》等重要文件[2-3]指出,推动职业教育数字化升级,满足数字经济人才发展需求,是促进职业教育“三教”改革、提质培优的重要方向。《关于实施中国特色高水平高职学校和专业建设计划的意见》指出,要建设开放共享的专业群课程教学资源和实践教学基地[4]。为满足“双高计划”对专业实训环境建设的要求,鹤壁职业技术学院初步搭建了虚实结合的5G+行业数智化场景虚拟仿真实训基地。
一、虚拟仿真实训基地的实践价值
虚拟仿真实训基地能够有效缓解技术技能人才培养与实训条件之间存在的结构性矛盾,解决实习实训过程中出现的“高投入、高难度、高风险”以及“难实施、难观摩、难再现”等各类问题,满足产业转型升级对高素质技术技能人才的新需求[5]。
建设虚拟仿真实训基地是培育契合产业转型与升级需求人才的重要平台。院校积极主动与产业界以及职业岗位的具体要求对接,师资团队借助信息技术,将企业真实案例、一线岗位工程项目转化为实践教学资源,使其成为新技术、新工艺、新标准的教育承载平台,融合了职业教育高品质发展的产教结合与信息化两大核心要素[6]。此外,实现课堂教学数字化转型是职业教育革新与改进的重点环节。通过建设虚拟仿真实训基地,进一步推动教师教学能力的提升、教学方法的创新以及教学资源的数字化开发,这不仅是创新人才培养方式的关键,也是推进课堂教学革命的有效手段。
鹤壁职业技术学院针对通信行业的发展特点,立足通信全网,采用校企合作共建的方式,从通信系统集成和移动通信终端两个方面组建高职通信技术专业校内生产性实训基地,构建真实电信工作场景[7]。
二、产教融合驱动的虚实结合框架
为深入贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》《关于开展职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设的通知》等相关文件精神,顺应5G、人工智能、物联网与智能制造加速融合以及虚拟仿真信息化教学的发展趋势,秉持“虚实结合、贴近工程、能力为要、分块整合、分层训练”的建设理念,深化虚拟仿真技术在实训教学中的应用,解决传统实训教学的“三高三难”问题,融入5G智能场景集成与应用等相关课程,打造“云网融合、数智相生”的虚实结合实训基地,构建以项目教学为主线,集基础实践、工程训练、技术创新为一体的优质实践教学平台,着力培养理论知识扎实、专业技术熟练、思维能力创新的高素质技能人才。虚拟仿真实训基地建设应立足本地,服务区域职业教育,扩大优质资源共享,积极开展“人人持证,技能河南”等技术技能培训,扩大影响力,打造服务品牌,积极投身于全民终身学习和技能型社会建设。
三、5G+行业数智化场景的体系构建
高职院校与通信技术领域的领先企业携手,推动产教深度融合,探索新的运营模式。在对通信技术企业进行深入调研后,完善基于工作岗位的人才培养方案和课程体系。分析实训教学项目,明确专业实训面临的挑战,为了攻克这些实训教学难题,专业教学团队构建了综合性的专业虚拟仿真实训教学体系,并开发了相应的信息化教学资源。针对学生在虚拟与实际结合的专业体验、教学实践、实习实训、工学结合、创新与创业、综合服务等方面的需求,虚拟仿真实训基地以5G业务平台(云)、5G网络平台(管)、5G终端平台(端)、5G创新中心(三平台一中心)为架构,建立了实训基地示范与管理中心和基地运行管理系统,创建5G+行业数智化场景虚拟仿真实训基地。
(一)联合企业领头羊,巩固5G虚拟仿真实训建设的合作根基
1.与艾优威携手,深化在5G通信虚拟仿真领域的合作基础
深圳艾优威科技有限公司(简称“IUV”)依托中兴通讯学院深厚的专业技术背景、丰富的实战和培训经验,以及专业领域丰富的资源,自主研发虚拟仿真实训系统及教学案例库,为ICT领域的实训教学提供全方位解决方案。公司与多家虚拟实训基地合作,针对我国未来5G移动通信领域的人才培养需求,依据教育教学和实训标准,联合开发5G技术的虚拟仿真实训平台,旨在攻克5G通信网络构建、管理和维护过程中的实训难题,重现5G网络的实际操作流程,解决教学过程中的“三高三难”问题。
2.与海尔携手,深耕物联网应用及开发领域的合作基础
作为国内首批产教融合型企业,海尔集团在智能家居、智能制造、工业互联网等领域深入探索与实践,助力国家培育更多技术精湛、技能高超的人才。校企双方合作建立校企联盟,打造创新的物联网教育和研发体系,并共同建立虚拟实训基地。其目的在于联合开发物联网应用和开发实训平台,通过虚实结合的方式,实现物联网场景的模拟仿真、设备开发和应用创新等功能,同时支持物联网领域的师资培训、认证和就业推广,共同促进我国物联网产业的创新与发展,致力于培养物联网领域的高端、创新和实用型人才。
(二)对接5G产业,构建产教融合的虚实结合课程体系
1.面向5G产业升级,优化人才培养方案
(1)确定基于工作流程的人才培养目标,分析人才需求。校企深度合作,学校从行业企业人才分布情况、毕业生就业状况及企业岗位变化趋势三个维度,有针对性地对5G人才需求进行深入调研、分析,并组织专家讨论,以掌握各岗位人才需求的动态变化,筛选出区域经济需求中前景较好的岗位。依据通信行业岗位分类、人才需求特性、专业学生就业情况及发展需求,按照“通信设备→系统组网→业务运营→5G应用”的产业链,5G+行业数字化转型场景的虚拟仿真实训基地将全面支持移动通信技术专业群的核心对口岗位或职业。进一步深化校企合作,通过举办专家“头脑风暴”研讨会,实施以“工作岗位分析→典型工作任务记录与分析→知识与技能重构→专业培养目标”为主轴的系统化设计方法,基于工作流程系统化方法构建移动通信技术专业群的人才培养目标,对接人才需求与岗位标准,调整专业群培养目标。
(2)探究职业岗位,挑选关键工作阶段。高职院校针对具有行业代表性的公司展开深入调研,为构建合适的专业人才培育方案和课程体系变革提供坚实的数据支持。通过访谈、研讨等方式进行调研,并利用访谈纲要、会议摘要、观察记录表等工具记录调研成果,深入探究在5G、人工智能等技术快速普及和应用的背景下,相关企业岗位群的岗位分布和职业角色,进一步分析并确定具体行动领域及其相关工作阶段与流程,总结挑选出具有代表性的行动领域、工作流程和工作阶段。
(3)构建系统化课程体系,以工作流程为基础。高职院校应依据“职业岗位→角色定位→工作场景→工作流程”,通过校企合作的专家讨论,优化既有的课程架构。依据课程间的联系及专业群内岗位的划分,通过课程与岗位的对接,以及证书对课程质量的保障,形成“岗课证”融通的课程体系。通过重构课程体系,将工作场景转化为岗位核心课程的学习环境,并整合“1+X”证书、职业技能等级证书以及行业权威认证,确保课程体系在“岗课证”方面的无缝对接。
2.基于“岗课证”融通,构建虚实结合的实训课程体系
(1)依据职业教育规律,打造递进式实训课程体系。高职院校为培育学生适应岗位需求的职业素养,应遵循人才发展与职业教育规律,将岗位技能培养细分为“认知能力→基础技能→专业技能→综合技能”四个递进层次,最终通过顶岗实习,形成递进式实训课程体系教学。专业认知实训课程培养基础认知能力;专业基础技能课程实战培养必备的单一技能;专业技能课程强调与岗位需求紧密相关的问题解决与知识应用,通过生产性实战培养综合能力;技能证书考证实战提升学生实际岗位能力,通过综合技能认证的对岗实战课程培养岗位能力。
(2)明确实训教学方法,制定结合虚拟仿真的岗位实训方案。专业师资团队针对实训中遇到的难点和痛点,基于软硬件设备需求和每门实训课程的学习任务进行具体分析,筛选出适合虚拟仿真实训教学的课程,确定实训教学方法。通信技术专业的大部分实践课程,实训环节涉及基站、大型网络,在校内实训环境难以复现真实场景,需借助虚拟仿真,结合现实设备,通过虚拟仿真与实际操作相结合,虚拟资源与现实资源相结合的方式,有效结合两者优势,学生既可利用真实设备体验工作细节、实践工程技能,又可通过虚拟仿真进行全网架构设计、配置和工程实操,同时可利用虚拟仿真平台进行针对性、多场景、可重复性的专项练习。[8]当明确实训方法后,基于工作过程系统化,课程组应分析每个课程对应学习场的工作过程,规划具体虚拟仿真步骤,重新设计实训学时、实训场所、实训设备、配套教学资源和指导教师,构建虚实结合的实训方案。
3.创新虚拟仿真实训教学方法
采用虚实结合的实训课程教学设计,融合实训室软硬件平台与虚拟仿真平台,实现以实带虚和以虚助实的实践教学效果。
(1)以实带虚,点面结合。以实际设备为起点,从实训室工具或设备开始学习;以岗位工作过程为主线,通过勘站到预算或安装到维护技能学习,培养工程背景下所需岗位能力;以虚拟仿真不同种类/站型/场景等情境为学习拓展面,逐步扩展学习深度与广度。
(2)以虚助实,印证结果。通过虚拟仿真过程和结果,印证实际操作的步骤和结果,加深对岗位知识的理解和技能的掌握。
(三)校企共建共享,共创产教融合的虚拟仿真实训基地
1.校企合作,共同打造实训基地,共担培训任务,共享成果
通过学校投资、企业资助和联合管理,实训基地得以共建共管。校企合作共建虚拟仿真实训基地,学校负责基础硬件和部分虚拟仿真实训平台的建设,企业则提供部分虚拟仿真软件,并负责后续的运维和软件升级。双方共同制定管理、运营、维护和保障机制,明确共建共担的责任和共享的权益。
2.构建集实践教学与应用场景于一体的5G+行业数智化场景虚拟仿真实训基地
根据行业技术发展趋势,特别是5G技术发展对移动通信人才技能的影响,在现有实训基地的基础上,与多家企业合作,融合人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术,携手构建全面覆盖“云端+管道+终端”的5G融合行业智能化实训平台。打造5G环境下eMBB(增强移动宽带)、mMTC(大规模物联网)、uRLLC(超高可靠低延迟通信)三大业务应用仿真实训场景,同时为通信行业的大数据应用、云服务、移动网络服务等toB、toC多样化业务提供分析与研发支持,全面满足通信领域各项业务实训的要求。
(四)培养工匠之师,打造结构化虚拟仿真创新教学团队
1.优化基地管理规章,确保结构化虚拟仿真教学团队的高效合作
学校通过改进基地管理规章,确保在团队师德师风建设、日常基地教学管理、基地绩效评估、基地培训管理、实训基地建设与运营管理等方面,建立“合法合规、高效执行、校企融合”的虚拟仿真实训基地管理规章,形成“专业群负责人(校企合作联络人)—专业工程中心主任(校企合作执行人)—虚拟仿真实训中心模块负责人—专兼教师”的管理架构,构建高效合作的运营体系,确保虚拟仿真实训中心能够有效实现共建共享。[9]