高职教育虚拟仿真实训基地建设与实践研究
作者:田立国 张 健
发布时间:2024-10-29 10:55:01 来源:陕西教育·高教
[摘 要]随着职业教育改革的深入推进,高职教育作为技能型人才培养的重要基地,其实训质量直接影响了学生的实际操作能力。本研究围绕高职教育中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。通过文献分析和实地调研相结合的方式,从实训基地的规划布局、资源配置、教学模式设计等方面入手,对实训基地建设进行了全面分析,并在一所高职院校进行了实证研究。研究结果表明,合理的规划与先进的仿真技术能显著提高学生的学习兴趣和实操技能,有效促进学生综合素质的提升。本文最终提出了高职教育虚拟仿真实训基地建设的优化策略,并对如何更好地实现科技与教育相结合提升人才培养效果进行了展望,为类似教学改革提供了理论与实践的参考。
[关键词]高职教育 虚拟仿真技术 实训基地建设 技能培养 教学改革
课题:汉中职业技术学院《基于共享数据中心的数据挖掘及应用研究》(编号:HZYKYZRZD201904)。
引 言
随着经济社会的发展和技术的进步,职业教育作为培养技术技能型人才的重要阵地,其改革创新也走向了新的历史阶段。特别是高职教育,作为职业教育体系的重要组成部分,其质量和效益直接关系经济社会发展对技术技能型人才的需求。在这样的背景之下,虚拟仿真技术的引入成为高职教育教学改革的一大趋势,其通过高度模拟真实操作环境,为学生提供了风险低且经济高效的实训平台。本研究聚焦高职教育虚拟仿真实训基地的建设与实践,试图解答当前教育改革中的一个关键问题:如何科学规划和高效运用虚拟仿真实训资源,提升学生的专业技能和综合素养。
虽然虚拟仿真技术在教学中的应用已经取得了一定的成效,但在高职教育领域,由于缺乏系统的规划和有效的实践研究,其潜在的教育价值尚未得到充分发挥。本研究旨在通过资深教育工作者与技术人员的合作,结合文献回顾与实地调研,全面系统地分析高职教育虚拟仿真实训基地的建造和运用情况。本研究的创新之处在于对高职教育虚拟仿真实训基地的系统分析和实证研究,助力制定更为合理的规划策略和教学实施方法。通过研究发现,优化的实训环境和辅助系统使学生的学习更具动机,实操技能得到显著提升。此次研究的成果预计将为高职教育领域提供切实可行的指导原则,并为传统职业教育模式的改革提供思路,推动职业教育事业向更高质量发展作出重要贡献。
高职教育虚拟仿真实训基地现状探析
1.高职教育虚拟仿真实训基地的发展概况
在高职教育领域,虚拟仿真实训基地已经成为技能型人才培养模式的一部分,其利用现代信息技术手段,创建了接近真实工作环境的虚拟实训平台。这一新型教育模式突破了传统实训的地域和时间限制,显著提升了教学资源的利用效率和学生的学习体验。
从发展历程来看,虚拟仿真实训基地经历了从无到有、从单一到多样、从封闭到开放的变革过程。在早期,虚拟仿真技术主要应用于航空航天、军事等领域,而后随着技术的成熟和成本的下降,这种技术逐渐被引入教育领域。高职院校结合自身专业特点,开始尝试将虚拟仿真技术用于实训教学中,以解决实训设备投入大、危险性高、资源更新慢等问题。
随着国家对职业教育重视程度的提升,政策层面对虚拟仿真实训基地的建设给予了大力支持。例如《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》明确提出,信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视。政策的实施,为虚拟仿真实训基地的发展提供了政策保障和资金支持。
在实训基地的规划布局上,高职院校普遍遵循产教融合的原则,与行业企业合作,共同规划建设实训基地,确保实训内容与企业需求和行业标准保持同步。这种合作模式不仅使得实训基地的设施和软件能够紧跟行业发展,还提供了学生就业的平台。
资源配置方面,虚拟仿真实训基地通常包含硬件设施和软件资源两大部分。硬件设施方面,包括高性能计算机、大屏幕显示器、各类传感器和操作设备等;软件资源方面,包括各种专业仿真软件、教学管理软件以及相应的课程资源。这些资源的配置,旨在为学生提供接近真实的操作环境,以便进行各种技能训练。
在教学模式设计上,虚拟仿真实训基地强调理论与实践相结合。基地内部采用模块化课程设计,通过情境模拟、任务驱动等教学手段,激发学生的学习兴趣,培养其解决实际问题的能力。此外,虚拟仿真还提供了个性化学习路径,学生可以根据自己的学习进度和兴趣选择不同的学习模块,实现自主学习。
尽管虚拟仿真实训基地在高职教育中取得了一定的成效,但也存在一些问题和挑战。例如,部分基地的资源更新不够及时,与行业发展脱节;个别基地的管理和运维机制还不够完善,影响了实训效果;一些教师对于虚拟仿真技术的应用不够熟悉,限制了教学效果的发挥。
总体而言,虚拟仿真实训基地在高职教育中的作用日益凸显,不仅提高了教育质量和学生技能水平,而且为教育教学改革提供了新的方向和思路。未来,随着技术的进一步发展和应用,虚拟仿真实训基地将更好地服务于高职教育的人才培养目标,成为技能型人才培养的重要支撑。
2.现有高职教育虚拟仿真实训基地存在的问题
在高职教育领域,虚拟仿真实训基地的建设是提高教育质量和学生技能水平的重要环节。尽管当前一些高职院校已经建立了一定规模的虚拟仿真实训基地,通过模拟实际工作环境为学生提供了更为直观、便捷的学习平台,但实践中还存在不少问题,这些问题在一定程度上制约了虚拟仿真实训基地的教育效果和发展潜力。
资源配置不均衡是目前高职教育虚拟仿真实训基地普遍存在的问题。在一些高职院校中,由于资金投入有限,实训基地的硬件设施和软件资源难以满足学生的学习需求,导致实训效果大打折扣。尤其是在一些专业技术要求较高的领域,缺乏高质量的虚拟仿真软件和设备,难以满足专业教学的精确性和实用性要求。
教学模式设计不够科学是另一个重要问题。目前,一些高职院校的虚拟仿真实训教学仍然采取传统的教师主导型教学模式,缺乏针对性和互动性。这种模式很难激发学生的学习兴趣和主动性,也难以对学生的个性化学习需求给予有效支持。学生在实训过程中的主体地位没有得到充分体现,难以通过实践活动有效提升其实际操作能力。
再者,实训基地的规划布局在很多情况下并未与产业发展需求相适应。一些虚拟仿真实训基地在建设时缺乏前瞻性规划,未能充分考虑未来行业发展的趋势和需求,导致实训内容与产业实际脱节,难以满足学生毕业后对接工作需求的能力培养。
师资力量的不足也是制约虚拟仿真实训基地效果的一大瓶颈。由于虚拟仿真技术更新迅速,对教师的专业知识和技能水平要求较高,这就要求教师必须不断学习和更新知识体系。当前一些高职院校在师资培训和引进上投入不足,导致教师队伍在专业技能和教学方法上难以与时俱进,影响了教学质量和学生技能的提升。
虚拟仿真实训基地的管理和运营机制也存在缺陷。一些高职院校没有建立起科学合理的管理体系,无法保证实训基地资源的优化配置和高效利用。同时,缺乏有效的激励和约束机制,导致实训基地的维护和更新不能及时响应,影响了实训基地的长期稳定运行和发展。
高职教育虚拟仿真实训基地建设策略
1.硬件设备建设
高职教育虚拟仿真实训基地的硬件设备建设是提升教学质量和学生技能水平的关键因素。其不仅涉及实训基地的硬件设施,还包括相应的支撑系统和环境构建。硬件设备是实现虚拟仿真教学的物质基础,其先进性、实用性和完备性直接关系到仿真教学的效果和质量。
一方面,高职教育虚拟仿真实训基地的硬件建设应以满足专业教学需求为导向,确保所建设的硬件设施能为学生提供接近真实的工作环境。这包括但不限于高性能的计算机设备、大容量存储系统、高速网络设施、多功能仿真软件、实时数据采集与处理设备等。这些硬件设备能够支撑起复杂的仿真模型运行,保证虚拟仿真教学的连续性和稳定性。
另一方面,针对不同专业的特点,实训基地的硬件设备构建应当有针对性地选择设备和工具。例如,机械制造专业的实训基地应配备数控机床、机器人仿真操作平台等;电子信息工程专业的实训基地则需要配置电路分析与设计软件、通信网络仿真平台等。通过模拟行业内的先进设备和工艺流程,学生能够在校园内就近体验到未来职场的工作环境和技术要求。再者,随着虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等新兴技术的发展,这些技术的引入对于提高仿真实训的真实性和互动性具有重要意义。
在硬件设备建设方面需要注意的是,所有设备的购置和配置都应该遵循教学需求导向和成本效益原则。一方面,设备的选择要符合教学目的,避免盲目追求高端设备而忽视了实际的教学应用场景。另一方面,考虑到高职院校的经费预算,设备的配置应兼顾性价比,既要保证教学质量,也要避免资源浪费。
2.软件资源建设
在高职教育虚拟仿真实训基地的建设过程中,软件资源的建设是提升教育质量和学生技能水平的关键环节。软件资源不仅包括各类专业仿真软件,还涉及教学管理系统、课程资源库等辅助性软件,它们共同构成了一个完整的虚拟实训教学体系。
专业仿真软件的选择与配置是软件资源建设的核心。根据调研结果,专业仿真软件应当具备高度的专业性和实用性,能够模拟真实的工作环境,以便学生能够在无风险的虚拟环境中进行各种实训操作。例如,工程类专业可以采用AutoCAD、SolidWorks等设计软件进行图形设计和三维建模的教学,而信息技术类专业则可以选择Cisco Packet Tracer或者VMware等网络技术与虚拟化技术的仿真软件。这些软件必须保持与行业最新技术同步更新,确保学生学到的是当前及未来市场上最为紧缺的技能。
教学管理系统的建设对于提高教学效率和管理效能至关重要。高职院校可以根据自身实训教学的特点,定制开发或采购适合的教学管理系统,实现学生实训过程的在线管理和追踪。通过系统,教师发布实训任务,学生提交实训报告,教师与学生之间可以进行实时沟通和指导。教学管理系统还能提供学习分析功能,通过对学生实训成果的分析,帮助教师及时调整教学策略,提升教学质量。
此外,课程资源库的建设为学生提供了丰富的学习材料。课程资源库应包含大量的教学视频、仿真案例、操作指南等,以支持学生在课堂学习之外的自主学习。课程资源库的资源应当定期更新,确保学生能够接触到最新的知识和技术。同时,资源库的建设应当注重易用性和互动性,便于学生检索所需资料,并能够根据学生的学习进度提供个性化的学习建议。
软件资源建设是高职教育虚拟仿真实训基地建设中不可或缺的一环。通过合理选择专业仿真软件,构建高效的教学管理系统,丰富课程资源库,以及加强教师队伍建设,大幅度提升虚拟仿真实训的教学效果,培养出更多适应社会需求的高技能人才。
高职教育虚拟仿真实训基地的实践研究
1.实训基地运营管理实践
在高职教育虚拟仿真实训基地建设与实践研究中,实训基地的运营管理是确保教学质量和效果的关键环节。实训基地运营管理不仅涉及硬件设施的维护与更新,更包括软件资源的配置、教学人员的培训与管理,以及实训教学过程的监督与评价等多个方面。通过对某高职院校虚拟仿真实训基地的实证研究,本研究探讨了实训基地运营管理的有效实践方法,并提出了优化建议。
一方面,高职院校的实训基地规划必须满足专业教学的需求。在规划布局上,该院校结合自身专业特色和市场需求,设立了多个虚拟仿真实验室,以覆盖不同专业领域的实训需求。每个实验室均配备了与行业相符的仿真软件和硬件设施,确保学生能够在模拟真实工作环境中进行学习和操作练习。
另一方面,在资源配置方面,该实训基地采取了集中管理与分散使用相结合的模式。通过建立统一的资源管理平台,高效进行资源调配和更新,保证了教学资源的充分利用和实时更新。同时,该基地还与行业企业合作,定期引入最新行业技术和案例,丰富实训内容,提高实训的针对性和前瞻性。
在教学模式设计上,该实训基地突出了项目驱动和问题导向的教学理念。通过模拟企业项目,引导学生主动探索问题解决方案,培养其实际操作能力和创新思维。教师角色由传统的知识传授者转变为学生学习的引导者和辅导者,重点关注学生个性化发展和职业技能的提升。
与此同时,为了保证实训教学的质量,实训基地建立了一套完善的教学质量监控体系。这套体系包括定期的教学评估、学生满意度调查以及实训效果的跟踪反馈。这些措施能够及时发现教学中存在的问题,并针对性改进,确保教学活动能够持续提高效果。
2.实训成效评估与反馈
高职教育虚拟仿真实训基地的建设与实践研究,不仅要关注硬件设施和软件资源的配备,还需确保实训成效的可评估性和反馈的及时性。实训成效评估与反馈是提高教育教学质量、促进学生能力提升的重要环节,对于虚拟仿真实训基地而言,更是其成功运行的关键所在。
在实训成效评估方面,应建立一套科学、合理的评估体系。该体系应涵盖对学生实训前后技能水平的测评、实训过程中态度与行为表现的考察,以及实训成果的综合评价等多个维度。例如,可以通过设置不同难度级别的模拟场景,考核学生在面对复杂问题时的应变能力和技术操作水平。同时,各项评估的标准需与行业实际需求紧密结合,确保评估结果的有效性和权威性。评估过程中的数据收集必须严格规范。在本次研究中采用了问卷调查、面对面访谈、参与观察等多种方法,全面收集了学生、教师及企业合作伙伴的反馈信息。通过对比分析学生实训前后的技能测试成绩,发现虚拟仿真实训能显著提升学生的专业技能水平。其中,学生在虚拟仿真实训后的平均技能测试成绩较实训前提高了18.5%,这一数据显著高于传统实训模式下的成绩提升率。
在反馈环节,实训基地需要建立及时、有效的信息反馈机制。通过实训平台的即时反馈系统,学生可以快速了解自己在实训过程中的表现,掌握不足,并及时调整学习策略。教师也能根据反馈情况调整教学内容和方法,更精准地指导学生。研究中,利用智能分析软件跟踪学生的学习路径和操作习惯,为教师提供了数据支持,教师根据这些数据调整教学策略,使教学更加个性化、精准化。
结 语
本文通过对高职教育虚拟仿真实训基地建设的全面分析与实证探索,展示了优化实训基地建设的重要性与有效性。研究发现,将先进的虚拟仿真技术融入实训教学,不仅能够激发学生的学习兴趣,还能显著提升其实操技能和综合素质。更重要的是,这一教育模式的创新对于提高技能型人才培养效果具有显著意义,有利于学生更好地适应社会和产业发展的需要。本文提出的实训基地建设策略和实践研究,为虚拟仿真技术与高职教育结合提供了可行性方案和理论依据。
参考文献:
[1]王忠,康东,王麒霁.高等职业教育虚拟仿真实训基地建设研究[J].计算机时代,2022.
[2]刘芳.高职《建设法规》微课资源的开发与应用研究[D].湖南师范大学,2018.
[3]HB Wang.Research on Virtual Simulation Technology of Electrical Specialty in Higher Vocational Education[D].Digital Technology & Application,2019.
[4]许小芳.A学院广告专业生产性实训基地项目建设问题与对策研究[D].华侨大学,2019.
[5]李华勇.高职院校虚拟仿真实训基地建设研究与实践[J].电子元器件与信息技术,2021,5(4):212-213+216.
[6]JT Yin,Q Yun,G Ying.Research and Practice on the Construction of Productive Training Base in Higher Vocational Colleges Run by Enterprises[D].Journal of Hebei Energy Institute of Vocation & Technology,2018.
[7]李志长.电子商务专业数智商科虚拟仿真实训体系构建研究[J].内蒙古煤炭经济,2021(19):219-220.
[8]W Liu,F Xia,H Zhang,et al.Research and Practice on Intelligent Informatization Construction of Architectural Training Base in Vocational Colleges[D].Proceedings of the International Conference on Education Economics & Social Science,2019.
[9]关良.“卓越院校”建设背景下高职教师科研动力激励现状与对策研究[D].湖南师范大学,2019.
[10]严小丽.国家危化安全虚拟仿真实训基地建设探究与实践[J].山东化工,2023.
[11]贾国军,王吉鸿,孟祥云,等.高职院校食品药品类专业校内虚拟仿真实训教学基地建设研究与探讨[J].卫生职业教育,2019.
(田立国、张健:汉中职业技术学院)


