解决方案 / 职业教育示范性虚拟仿真实训基地 / 示范性虚拟仿真实训基地建设方案

一、方案概述

   虚拟仿真实训基地建设坚持适应国家战略和数字经济发展要求,以《职业院校专业实训教学条件建设标准》、《职业院校数字校园建设规范》及《职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设指南》等为标准,创新性构建“1+3+4+N”为核心的虚拟仿真基地建设范式,有效解决实训教学“三高三难”痛点,推进职业教育数字化应用、专业改革发展与人才培养模式创新,为推动现代职业教育高质量发展增效赋能。

1、方案架构:“1+3+4+N”基地范式

   1个主题:以虚拟仿真技术服务产业人才培养

   3条主线:模拟真实职业情境、虚拟仿真技术融入工程训练、校企合作资源共享

   4项协同:环境建设(虚仿体验中心、公共虚仿中心、专业虚仿中心、虚仿研创中心)、资源建设(以实带虚的纯虚拟资源、以虚助实的模块化资源、虚实结合的数字孪生资源)、平台建设(多维资源库、教学实训管理、考试管理、个性门户、数据中心)、团队建设(资源开发能力、教学应用能力、产学研合作能力)

   N+功能:教学、实训、培训、科研、竞赛、社会服务、科教普教等


2、建设效果图

3、专业方向

   能源动力、电气工程、智能制造、自动控制、环境工程、建筑环境、机械工程、化学化工、材料工程等多方向


二、建设内容

1、环境建设

   1.1专业虚拟仿真实训中心

   结合学科专业现状与实训教学需求特点,系统设计实训教学体系,打造若干类型具有专业特色的高水平专业虚拟仿真实训中心,每个实训中心可按照一定逻辑(产业链逻辑、人才培养逻辑、工序工艺逻辑、生产流程逻辑)设置若干虚拟仿真实验室(实训区),实现对行业企业场景与先进技术应用的有效覆盖。

   1.2公共虚拟仿真中心

   该中心主要开展专业基础课、通识课等的虚拟仿真教学,同时能够实现对学院历史建设的公共课虚拟仿真资源的集中管理与展示,实现资源共享共用。中心一般配备LED大屏展示系统、桌面VR交互系统等,可采用大班式、小组式、单人式教学等多种形式。

   1.3虚拟仿真体验中心

   综合采用LED大屏展示系统、头戴式、桌面式VR/AR等设备,以三维互动实践形式进行相关行业、企业、专业等内容的教学与展示体验,服务行业与技术认知、职业认知体验,思政教育、科普宣传教育等,作为对内对外展示交流与学习体验的窗口。

   1.4虚拟仿真研创中心

   该中心主要为产品孪生、仿真资源开发维护等提供技术支持,中心可划分为需求沟通、脚本开发、软件测试等功能区,采用自由拼接式工位布局,结合高性能计算机、多媒体设备、仿真开发工具等软硬件设备,支持相关产品仿真与资源创作,如产品3D建模,设备孪生,专业仿真软件与资源开发,场景虚拟化数字化等,深化产学研实践创新应用。

2、平台建设

   基于教育大数据的虚拟仿真实训平台是针对当前院校教学应用与管理的痛点及难点,采用B/S网络架构搭建以学校为一级门户、校院两级共建共管,实现教、学、管、考、评一体化的开放共享型综合管理平台,以体系化的虚拟仿真实训项目和课程资源为内容,面向全校师生和社会大众开放线上仿真课程教学服务,实现校内和校际间的资源共享;同时以用户数据库、教学全过程数据库等为底层资源数据支撑管理者开展教务管理、教育评价与成效评估等,作为教学改革的依据。

   平台功能核心围绕着“教”与“学”,以及管理需要展开,包括管理与服务门户、基础数据管理、资源与课程管理、学习与实验管理、教学与教务管理、数据统计与可视化及平台数据接口等功能模块。

   平台数据接口丰富规范,支持与学校相关信息化系统集成、与其他厂商的虚拟仿真软硬件资源等的对接交互,支撑国家级虚拟仿真实验教学项目申报要求;同时平台支持WEB、APP、小程序等多种使用形式,满足学生随时随地全天候、灵活自助式学习需要。

   基于平台与虚拟仿真设施设备、虚拟仿真资源的集成应用,将有效满足院校管理者、专业教师、学生、实验中心人员、校外人员等多用户的多重应用需求,有效支撑专业学习、教学实训、产学研合作、资源共享等,实现建设效益最大化。

3、资源建设

   3.1资源分类

   以实带虚的纯虚拟资源

   以实物为参照,开发出的模拟工作原理、实物拆装等内容资源,主要解决教学过程中难观摩、难实施的教学内容。

   以虚助实的模块化资源

   针对存在痛点和难点的实训教学环节,开发相应的虚拟仿真实训模块,通过单纯虚拟仿真实训或先虚拟仿真实训再实操实训的方式助力实训教学开展。

   虚实结合的数字孪生资源

   开发对应现有实训环境与设备的数字孪生资源,实现以实带虚、以虚助实、虚实结合的教学设计与实训应用。能有效解决实训设备台套数少的问题,又能解决虚拟到现实存在的模糊不清的感觉。

   3.2资源呈现形式

   虚拟仿真资源的呈现包含VR/ AR / MR、PC、手机端、网页端、数字孪生虚实结合等多种形式。

   VR沉浸式资源,可以给学生一个完全虚拟的环境,让学生身临其境地体验和交互,同时能够通过语音、手势等实现在虚拟环境中的实时互动。

VR沉浸式

   AR互动式资源是一种轻量级应用体验形式,学生只需通过使用手机、iPad等便携式电子设备就可以查看虚拟的设备模型,进行简单的交互操作,适用于各种简单、快速的学习场景。

AR互动体验

   MR交互资源实现将全息影像(虚拟场景)呈现在现实环境中,实现所处的真实世界与虚拟场景融合在一起,体验者可操控现实世界物品,也能操作虚拟训练对象。可采用单人操作、多人协同两种模式。

MR互动体验

4、团队建设

   校企共建师资团队,加强人才交流,通过开展XR资源开发、XR技术应用等方向师资培训,教学能力竞赛、产学研合作实践等活动,推动教师资源开发能力、教学应用能力、产学研合作能力培养,促进教师团队建设。

5、服务体系

   基地以人才培养为核心,具有承担学生教学实训、科研创新、科普宣传、技能培训、社会服务等对内、对外多重功能属性。通过搭建产学合作中心,不断探索强化产学研用多领域合作,实现资源共建共享,充分发挥示范、引领、辐射、带动作用,推动基地建设效益最大化。

 

参与行业产教融合共同体建设