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從“紙上談兵”到“沉浸實操”：虛擬仿真實訓基地建設指南
發(fā)布時間：
2025-08-07 17:18
來源：
虛擬仿真實訓基地建設作為職業(yè)教育數(shù)字化轉型的核心抓手，旨在借助數(shù)字化技術賦能，突破傳統(tǒng)實訓模式的瓶頸，推動產(chǎn)教深度融合。傳統(tǒng)實訓模式存在諸多局限、成本高、風險高、覆蓋窄、設備使用頻率與資源共享低，而虛擬仿真實訓憑借XR、AI等數(shù)字技術實現(xiàn)了“低成本、無風險、全場景”實訓，以建筑施工虛擬仿真實訓為例，學生對建筑施工安全規(guī)范的知曉率從之前的60%提高到90%，表明虛擬仿真實訓有助于提升學生的安全意識，進一步降低實際實訓中的安全風險[1]。從與經(jīng)濟社會匹配度來看，根據(jù)人社部、工信部、教育部此前發(fā)布的《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》，至2025年，中國制造業(yè)十大重點領域人才需求缺口將接近3000萬人，缺口率達48%。虛擬仿真實訓可迅速匹配產(chǎn)業(yè)升級需求，例如新能源汽車虛擬實訓能同步覆蓋最新車型技術，有效解決傳統(tǒng)設備更新滯后的問題。
文章目錄
- ?一、建設背景-為什么要建設虛擬仿真實訓基地
- ?二、建設意義-建設虛擬仿真實訓基地能解決哪些實際問題
- ?三、建設目標-為什么必須建設虛擬仿真實訓基地
- ?四、技術方案-哪些技術能支撐虛擬仿真實訓基地的功能實現(xiàn)
- ?五、師資與培訓體系建設
- ?六、保障措施
- ?七、附：常見問題解答
一、建設背景
為什么要建設虛擬仿真實訓基地
《國家職業(yè)教育改革實施方案》（職教 20 條）[2]明確提出 “建設一批資源共享，集實踐教學、社會培訓、企業(yè)真實生產(chǎn)和社會技術服務于一體的高水平職業(yè)教育實訓基地”，《教育強國建設規(guī)劃綱要（2024—2035年）》[3]進一步要求 “堅持數(shù)字賦能，推動教育理念、教學模式和教育治理整體性變革”。虛擬仿真實訓基地建設以政策為導向，重點解決傳統(tǒng)實訓中“看不到、進不去、知識更新滯后、產(chǎn)教脫節(jié)”等痛點，既是響應國家職業(yè)教育數(shù)字化轉型的必然要求，也是提升實訓質量的關鍵舉措。
虛擬仿真教學與傳統(tǒng)教學的對比
對比維度 | 傳統(tǒng)教學模式 | 虛擬仿真教學模式 |
實訓場景 | 受限于物理空間，多為靜態(tài)模型或簡化場景 | 可模擬高危、高成本、高復雜度場景（如化工反應、軌道交通檢修） |
資源利用 | 設備損耗快，重復使用成本高 | 虛擬資源可無限復用，更新成本低 |
參與度 | 被動觀摩為主，互動性弱 | 沉浸式操作，支持多人協(xié)同，互動性強 |
教學效果 | 技能掌握依賴反復實操，容錯率低 | 可模擬錯誤操作后果，容錯率高，技能掌握速度提升30%+ |
覆蓋范圍 | 僅限校內師生 | 可通過云端共享，服務區(qū)域內多所院校及企業(yè) |
二、建設意義
建設虛擬仿真實訓基地能解決哪些實際問題
傳統(tǒng)實訓模式長期受限于三大核心矛盾：一是高危行業(yè)（如化工反應、礦山開采）實訓中“安全與實操”的矛盾，真實場景下錯誤操作可能導致人員傷亡；二是高端裝備（如航空發(fā)動機、智能生產(chǎn)線）實訓中“成本與普及”的矛盾，單臺設備動輒數(shù)百萬，院校難以批量配置滿足教學需求；三是跨場景、跨區(qū)域實訓中“資源與公平”的矛盾，優(yōu)質實訓資源集中在少數(shù)院校，區(qū)域教育均衡發(fā)展受限。
- 1.推動職業(yè)教育數(shù)字化轉型：響應《職業(yè)院校數(shù)字校園建設標準》[4]，將虛擬仿真技術深度融入 “教、學、考、評、管” 全流程，實現(xiàn)教學資源數(shù)字化、教學過程智能化。
- 2.促進職業(yè)教育虛擬仿真資源共建共享：打破院校間資源壁壘，聯(lián)合區(qū)域內院校、企業(yè)共建共享虛擬實訓資源?；乜蓪崿F(xiàn)優(yōu)質資源跨校流動，大幅降低單個院校的資源建設成本。
- 3.深化 “三教改革”：倒逼教師提升信息化教學能力，推動教材內容與虛擬場景融合，創(chuàng)新“做中學、學中做”的教學模式。
- 4.實現(xiàn)產(chǎn)教融合與崗課賽證一體化：對接企業(yè)真實生產(chǎn)場景，將行業(yè)標準、職業(yè)技能等級證書考核內容嵌入虛擬實訓項目，讓學生在仿真環(huán)境中提前掌握崗位核心技能。
三、建設目標
為什么必須建設虛擬仿真實訓基地
當前，產(chǎn)業(yè)升級對技能人才的需求從“單一操作型”向“復雜創(chuàng)新型”轉變，傳統(tǒng)實訓已無法滿足高端產(chǎn)業(yè)（如智能制造、新一代信息技術）的教學需求。虛擬仿真實訓基地通過“虛擬場景+真實操作”的融合模式，實現(xiàn)“虛擬仿真預習→真實操作驗證→技能優(yōu)化創(chuàng)新”的閉環(huán)教學，是培養(yǎng)符合產(chǎn)業(yè)需求人才的必由之路。具體目標：
- 1.以實帶虛建設虛擬仿真實訓基地
- 2.以虛助實精心打造XR+AI+應用，打造數(shù)字化教材課程體系建設
- 3.校企協(xié)同共建虛擬仿真資源共享平臺
四、技術方案
哪些技術能支撐虛擬仿真實訓基地的功能實現(xiàn)
虛擬仿真實訓基地以“沉浸體驗、虛實融合、多人協(xié)同交互”為核心，集成多項前沿技術，確保實訓場景的真實性、操作的交互性和管理的智能化。
- 1.XR 虛擬仿真技術（VR/AR/MR）：VR 構建完全虛擬場景（如高危作業(yè)模擬），AR 實現(xiàn)虛擬信息與真實設備疊加（如設備檢修指引），MR 支持虛實物體實時交互（如建筑裝配式鋼筋綁扎與真實操作工具的融合應用）。上海城建職業(yè)學院多人協(xié)同裝配式元宇宙，全沉浸式虛擬仿真，智能交互完成實訓。
- 2.AI 人工智能技術：用于智能評測（自動判斷操作步驟規(guī)范性、個性化教學提供支撐）、學情分析。數(shù)字化教學資源管理系統(tǒng)，教學資源全生命周期管理。
- 3.3D 建模技術：超寫實1:1 還原真實設備與場景，實現(xiàn)場景漫游、模型拆解、旋轉、放大縮小、實時交互等功能。
- 4.大空間多人協(xié)同技術：支持多人同一虛擬場景中協(xié)作完成教學實訓任務，三興教育科技元宇宙系列產(chǎn)品已實現(xiàn)多人分組式協(xié)同實訓操。
- 5.虛實融合技術：數(shù)字化立體教學平臺實現(xiàn)將實體教學設備數(shù)字化升級，實現(xiàn) “虛擬操作→真實反饋” 的閉環(huán)。
- 6.數(shù)字孿生技術：構建物理實體的虛擬鏡像，實時同步狀態(tài)數(shù)據(jù)（如設備溫度、壓力），支持 “預報、預警、預演、預案” 四預功能。黑龍江建筑職業(yè)技術學院建設“模擬真實管廊，還原真實數(shù)據(jù)”的市政綜合管廊實訓基地。
五、師資與培訓體系建設
1.師資隊伍建設
什么樣的教師隊伍能支撐虛擬仿真實訓教學
教師隊伍組建應以“雙師型+信息化”為核心導向。在資質方面，80%以上的教師需具備“雙師型”資格，即同時持有相關行業(yè)職業(yè)資格證書與教師資格證，且教師要有企業(yè)一線工作經(jīng)驗。在技能要求上，教師應熟知智能化、數(shù)字化技術知識，既能夠獨立設計虛擬實訓教學方案，又能對基地的硬件設備與軟件平臺操作熟練。在團隊結構方面，需組建“專業(yè)教師+技術專員+企業(yè)導師”的團隊，專業(yè)教師著重負責教學設計，技術專員專注于系統(tǒng)維護，企業(yè)導師則為教學提供行業(yè)最新案例，以此打造一支全方位、高素質的教師隊伍，滿足虛擬仿真實訓基地的教學與發(fā)展需求。
2.教師培訓計劃與內容
如何提升教師的虛擬仿真教學能力
通過“政策解讀+技術培訓+教學實踐”的三維培訓體系，分階段提升教師能力，確?；赜行н\行。
階段 | 培訓內容 | 培訓方式 | 時長 |
第一階段 | 國家職教政策解讀（如《職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓基地建設指南》[5]）、基地建設目標與規(guī)劃 | 專家講座、政策文件研討 | 2天 |
第二階段 | XR/AI/數(shù)字孿生技術原理、虛擬仿真資源開發(fā)、設備使用與維護 | 實操培訓、圓桌會議、技術沙龍 | 2天 |
第三階段 | 虛擬實訓教學設計方法、“崗課賽證”融合教學案例、智能評測系統(tǒng)應用 | 案例教學、說課評課 | 3天 |
第四階段 | 企業(yè)真實項目實訓（如參與企業(yè)虛擬場景開發(fā)） | 企業(yè)跟崗實踐 | 待定 |
六、保障措施
1.組織保障
如何確?；亟ㄔO與運營的組織協(xié)調
成立由領導小組、執(zhí)行小組、監(jiān)督小組構成的多層級專項工作組，明確職責分工，以此形成“決策-執(zhí)行-監(jiān)督”閉環(huán)管理機制；同時確立工作機制，如每月召開領導小組會議審議建設進展，每周召開執(zhí)行小組例會解決實施問題等。
2.資金保障
基地建設資金從何而來 如何確?？沙掷m(xù)投入
采用“政府專項”“政府專項+校企共建”的多渠道籌措模式來保障建設與運營資金。資金來源方面，政府專項資金可申報財政部職業(yè)教育專項資金，以及地方教育附加專項資金；校企共建資金則由企業(yè)以設備捐贈、技術入股等形式投入。
在資金使用上，建設階段著重于基礎搭建，包括硬件采購、場地改造以及數(shù)字資源開發(fā)等重要事項；而運營維護階段則聚焦于后續(xù)的可持續(xù)發(fā)展，設備維護、教師培訓、資源更新等方面。
3.技術保障
如何確?；丶夹g系統(tǒng)穩(wěn)定運行
通過建立“技術支持+應急響應+持續(xù)升級”的保障體系以防范技術風險、提升系統(tǒng)性能，具體措施為：技術支持團隊配備1名以上專業(yè)技術人員負責日常設備檢修與軟件調試；應急響應機制與設備廠商簽訂維保協(xié)議，承諾2小時內響應故障、24小時內解決重大問題；系統(tǒng)升級規(guī)劃每年投入不低于建設資金5%用于技術升級，如定期更新數(shù)字孿生模型算法以確保與行業(yè)技術發(fā)展同步；數(shù)據(jù)安全保障采用國密算法加密存儲數(shù)據(jù)，部署防火墻、入侵檢測系統(tǒng)并定期開展安全演練以符合《網(wǎng)絡安全等級保護基本要求》（GB/T 22239 - 2019）。
附：常見問題解答
虛擬仿真實訓基地建設的意義？
答：設虛擬仿真實訓基地能破解傳統(tǒng)實訓“三高三難”的痛點。比如高危行業(yè)（如化工、礦山）可通過虛擬場景規(guī)避安全隱患，高端裝備（如軌道交通設備）實訓成本降低90%以上。同時，實現(xiàn)資源跨校共享，服務區(qū)域產(chǎn)業(yè)人才培養(yǎng)，是職業(yè)教育數(shù)字化轉型的核心抓手。
虛擬仿真實訓基地的維護方法？
答：日常維護需分硬件與軟件雙軌進行。硬件方面，VR頭顯、LED屏等設備每周清潔校準，每月全面檢測性能；軟件方面，虛擬資源庫每季度更新，系統(tǒng)每月打補丁，數(shù)據(jù)實時備份。可組建專職技術團隊（1-2人），并與設備廠商簽訂維保協(xié)議，確保24小時響應，年維護成本約為建設資金的5%。
虛擬仿真實訓基地的應用場景？
答：覆蓋多學科領域，如化工專業(yè)可模擬高危反應流程，醫(yī)療專業(yè)通過MR進行虛擬手術演練，軌道交通專業(yè)還原列車檢修全流程。還支持“崗課賽證”一體化教學，將職業(yè)技能等級考核內容融入虛擬場景，同時面向企業(yè)開展員工培訓等。
設備操作難度與技術培訓需求？
答：基礎設備（如 VR 頭顯）操作簡單，教師經(jīng)1-2天培訓即可掌握；復雜系統(tǒng)（如數(shù)字孿生平臺）需3-5天專項培訓，內容包括平臺管理、課程設計、場景使用等?？陕?lián)合企業(yè)開展認證培訓，考核通過后頒發(fā)技術證書，確保教師能獨立設計實訓項目。
系統(tǒng)故障處理與維護技巧？
答：常見故障（如設備連接失?。┛赏ㄟ^重啟系統(tǒng)、檢查網(wǎng)絡解決；復雜故障（如模型加載錯誤）需聯(lián)系技術團隊，通過遠程協(xié)助排查。維護技巧包括：建立故障臺賬記錄解決方案，定期開展模擬故障演練，重要資源做多重備份等。
職業(yè)院校虛擬仿真實訓基地資金申請？
答：可通過三大渠道：一是申報財政部職業(yè)教育專項資金；二是聯(lián)合企業(yè)共建；三是地方政府產(chǎn)教融合專項資金等，需要提交建設方案、預算明細、政策對標說明等材料（參考教育部專項資金申報指南）。
參考資料：
[1].付冰. "高職旅游管理專業(yè)虛擬仿真實訓系統(tǒng)開發(fā)與研究." 《產(chǎn)業(yè)與科技論壇》 8(2019).
[2].國務院關于印發(fā)國家職業(yè)教育改革實施方案的通知.國發(fā)〔2019〕4號
[3].國務院印發(fā)《教育強國建設規(guī)劃綱要（2024—2035年）》
[4].教育部關于發(fā)布《職業(yè)院校數(shù)字校園建設標準》的通知.教職成函〔2015〕1號
[5].教育部發(fā)布《職業(yè)教育示范性虛擬仿真實訓基地建設指南》.教職成司函〔2020〕26號
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