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国家级虚拟仿真实验教学

虚拟仿真实训资源建设

要根据先进行业企业岗位职责和技能对职业院校人才培养提出的新要求,结合教育部印发的《职业教育专业目录》《高等职业学校专业教学标准》《中等职业学校专业教学标准》和人社部颁布的《国家职业技能标准》,厘清实训教学过程中的“三高三难”问题,有针对性地开发虚拟仿真实训资源,并随着产业转型升级持续更新升级,切实遵循“以实带虚、以虚助实、虚实结合”原则,避免“为虚而虚”。应发挥不同类型及交互方式虚拟仿真实训资源的优势,按照“三教改革”要求,对传统实训教学模式进行创新再造,实现实训教学的生动性、趣味性、互动性和自主性;还应将“立德树人”和“三全育人”要求、“课程思政”和“思政课程”元素有机地融入其中。


(一)资源分类

1. 以实带虚的纯虚拟资源

遴选自成体系、相对独立、公共性强的实训课程,在实际实训或生产的带动下,将实训课程内容全部转化为线上纯虚拟的仿真实训资源,并与时俱进地更新完善。


2. 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,一一加以取代或补充,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全面性、安全性及质量的提升。

3. 虚实结合的数字孪生资源

开发虚拟仿真实训资源时,将虚拟仿真模型与实际设施设备彼此映射,形成一一对应的“数字双胞胎”,实现“虚拟的也是真实的”“所见即所得”“仿真与实际相统一”,鼓励加强此类资源的建设。

(二)开发目标

1. 与岗位技能对接

以操作训练为主的虚拟仿真实训资源应根据实际工作岗位的核心技能要求,设置若干典型任务,每个典型任务又按照技能要点或操作步骤展开为若干模块或单元。模块或单元的设计应契合虚拟仿真实训教学模式,使学生能在真实教师或虚拟教师指导下掌握技能要点或完成操作步骤且通过考核评价,并最终完成典型任务,取得相应成绩。

2. 与人才培养方案和职业培训方案对接

虚拟仿真实训资源应符合专业人才培养方案和职业培训方案的要求,与虚拟仿真实训教学体系和职业培训体系所需的课程时长、教学要求和考核标准等相适应。还应针对通识教育课程、专业基础课程、专业核心课程等必修、选修或拓展课程的特点,选择合适的虚拟仿真实训资源类型及交互方式。

3. 与实习实训对接

虚拟仿真实训资源应能有机融入实习实训的多种形态,比如

认识实习、跟岗实习、顶岗实习、创业实践等,用作实习实训的补充或拓展资源,学生通过自主选择、自行操作,提高或补充实习实训中所需的特定技能。

(三)开发步骤

1. 总体步骤

根据行业企业岗位需求确定专业人才培养目标和职业培训目标结合虚拟仿真实训的特点优化完善专业人才培养方案和职业培训方案优化实训教学课程体系厘清实训教学过程中的“三高三难”问题明确典型工作任务按照技能要点或操作步骤确定模块或单元撰写模块或单元的脚本(时间、地点、人物和操作等)选择虚拟仿真实训资源类型及交互方式VRARMR等)选择配套的硬件设备 (桌面式、动捕式、裸眼3D式、PC

式等)具体开发虚拟仿真实训资源。

2. 具体步骤

通过拍照、摄像等方式采集场景和实物素材采用Photo- shop3ds Max等构建2D/3D模型等基础元素采用Unity 3d等通用软件构建3D场景采用Visual StudioPythonUnity 3d等制作交互式图形用户界面美化、配音和配乐存入数据库上线发布。鉴于不同的虚拟仿真实训资源类别,具体步骤会因技术条件、设计思路等不同而有差异因此以上步骤为一般开发步骤,仅供参考借鉴。

(四)开发方式

1. 自主开发

对于有成熟虚拟现实技术应用专业、软件技术专业、动漫制作技术专业、数字媒体技术专业等相关专业且师资力量雄厚的院校,提倡由院校自主开发具有完全自主知识产权的虚拟仿真实训资源。

2. 合作开发

对于开设有虚拟现实课程、软件开发课程、动漫设计课程、数字媒体课程等相关课程且有一定师资力量的院校,宜由院校在现有的实训资源基础上,与资源开发企业合作开展定制开发。

3. 委托开发

对于缺少虚拟现实软件开发力量的院校,应由院校撰写虚拟仿真实训资源的开发脚本,然后委托资源开发企业进行开发,但院校要深度参与整个开发过程,把握好开发需求方向。

(五)其它要求

1. 可移植性和兼容性

提倡使用Photoshop3ds MaxVisual StudioUnity 3d等通用软件开发虚拟仿真实训资源,保证所开发的虚拟仿真实训资源具有良好的可移植性,能可靠运行于各种跨平台软硬件系统,并能兼容由通用软件开发的第三方资源。

2. 保密和知识产权

应注意清理虚拟仿真实训资源中的涉密数据,须经责任方同意并通过脱敏规则进行数据变形后,方可将虚拟仿真实训资源对外发布。在引入或借鉴第三方虚拟仿真实训资源时,应加强沟通并按法律法规规定处理好知识产权转让,避免纠纷。

3. 国际版和语言包

为使优质虚拟仿真实训资源能更好地服务于“一带一路”沿线国家和地区,优化国际化开放共享环境,应在资金许可的条件下,开发虚拟仿真实训资源的专属国际版,或者发布配套的多国语言包,保证交互界面的文字、语音等能在多语种间便捷转换。