客海生

（唐山師范學(xué)院 海洋學(xué)院，河北 唐山 063000）

引言

所謂校企合作，是指高校與企業(yè)之間充分根據(jù)各方的實(shí)際需要，利用各自的優(yōu)勢(shì)資源，在高校的教育形式、教學(xué)平臺(tái)等多種層面開(kāi)展合作。而這些新型的教育方式，能夠極大地推動(dòng)中國(guó)高等教育人才培養(yǎng)整體水平的提升。在雙方的協(xié)作過(guò)程中，通過(guò)協(xié)作條件，尋求通過(guò)合理使用資源達(dá)到共享價(jià)值的結(jié)合點(diǎn)，積極推動(dòng)校企深度融合和互動(dòng)，共同承擔(dān)對(duì)應(yīng)用型人才的培育。虛擬仿真則是充分利用了現(xiàn)代多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一種實(shí)用模型。這項(xiàng)技術(shù)的核心是計(jì)算機(jī)，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件的合理使用，能夠建立一種邏輯結(jié)構(gòu)模式，并充分利用該模式輔助硬件裝置實(shí)現(xiàn)虛擬模式的構(gòu)建，從而運(yùn)用計(jì)算機(jī)形式與信息技術(shù)手段進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)化。在這項(xiàng)技術(shù)中，學(xué)生能夠使用計(jì)算機(jī)完成實(shí)踐練習(xí)。

一、背景分析

教育部在《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見(jiàn)》中提出，人才培養(yǎng)模式改革的重點(diǎn)是教學(xué)過(guò)程的實(shí)踐性、開(kāi)放性和職業(yè)性，實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)是三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)［1］。加強(qiáng)教學(xué)實(shí)習(xí)基地建設(shè)，是高校進(jìn)一步改進(jìn)辦學(xué)條件、凸顯辦學(xué)特點(diǎn)、提高教學(xué)質(zhì)量的重點(diǎn)，而高校在各專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中都設(shè)有相應(yīng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)課題，這是對(duì)教學(xué)需求的主動(dòng)反映。傳統(tǒng)的實(shí)踐性訓(xùn)練教育過(guò)程主要側(cè)重于物理硬件教學(xué)，在實(shí)驗(yàn)室、訓(xùn)練館或企業(yè)車(chē)間中進(jìn)行。因?yàn)槠浣虒W(xué)直接、易感、接近生產(chǎn)實(shí)際，歷來(lái)是我國(guó)高校實(shí)踐性教學(xué)的首選教學(xué)模式。但是，由于這些教學(xué)模式存在固有的弊端，資金投入過(guò)大，教學(xué)適應(yīng)性也較差，因此難以開(kāi)展，這就使傳統(tǒng)實(shí)踐性教育陷入了困境。而充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)和現(xiàn)代技術(shù)開(kāi)展虛擬車(chē)間、虛擬生產(chǎn)車(chē)間、虛擬化實(shí)踐和虛擬技術(shù)教學(xué)，是目前不少高校在探索的教學(xué)方法，以減輕傳統(tǒng)實(shí)踐性教學(xué)模式所造成的壓力。虛擬現(xiàn)實(shí)仿真教育技術(shù)具有多認(rèn)知性、沉浸性、交互式和概念性等優(yōu)點(diǎn)，這些特點(diǎn)便于教師的教育和學(xué)生專(zhuān)業(yè)技術(shù)的訓(xùn)練，這為解決高校面臨的實(shí)訓(xùn)、學(xué)習(xí)、就業(yè)困難等問(wèn)題開(kāi)拓了新途徑。所以，將虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，必將成為高校的良好選擇。

二、虛擬仿真技術(shù)的比較優(yōu)勢(shì)

目前，不少高校的重點(diǎn)學(xué)科，如數(shù)控技術(shù)、焊接加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、應(yīng)用化工技術(shù)等，均引進(jìn)了虛擬仿真培訓(xùn)的教學(xué)模式，同時(shí)，虛擬電腦仿真技術(shù)也非常適合高校的學(xué)生培養(yǎng)模式。在高校中，使用虛擬電腦仿真技術(shù)是必不可少的、可行的、優(yōu)越的。虛擬仿真軟件已經(jīng)在許多公司中獲得了廣泛的運(yùn)用，他們使用虛擬仿真軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，比如用作芯片產(chǎn)品設(shè)計(jì)的Tanner EDA軟件、用于網(wǎng)站設(shè)計(jì)的OPNET和NS2應(yīng)用軟件等。學(xué)生在學(xué)校內(nèi)通過(guò)虛擬仿真教學(xué)軟件所掌握的知識(shí)，能夠運(yùn)用在未來(lái)的教學(xué)項(xiàng)目中。與常規(guī)的物理形體實(shí)驗(yàn)教育不同，虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的教育是利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行的。與常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式比較，使用虛擬現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)開(kāi)展的教育具有突出的科技特色，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

（一）節(jié)約教學(xué)成本，具有高效性

與傳統(tǒng)教學(xué)方法相比，計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的虛擬仿真技術(shù)實(shí)習(xí)模式的資源投入低、更新維修較簡(jiǎn)單，在虛擬仿真結(jié)果的教學(xué)平臺(tái)上，學(xué)生在物理課程中不需進(jìn)行重復(fù)性的任務(wù)，從而減少了學(xué)生完成任務(wù)的時(shí)間。同時(shí)，教師根據(jù)出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題，能夠在不考慮技術(shù)設(shè)備和材料耗費(fèi)的情況下開(kāi)展重復(fù)作業(yè)訓(xùn)練，極大地節(jié)約了教學(xué)成本，也大大提高了教學(xué)效果。就教學(xué)資源計(jì)劃、構(gòu)建與應(yīng)用全過(guò)程的質(zhì)量管理而言，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的綜合運(yùn)營(yíng)成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)物理操作教學(xué)方法［2］。

（二）廣泛的適應(yīng)性和實(shí)用性

傳統(tǒng)的實(shí)踐課程教學(xué)模式的適應(yīng)性較差，但虛擬仿真技術(shù)卻不受課程、學(xué)科和專(zhuān)業(yè)技術(shù)范疇的約束，是一種應(yīng)用廣泛的技術(shù)手段，并具有普遍的適應(yīng)性。

1.通用性、兼容性強(qiáng)。虛擬仿真技術(shù)具備強(qiáng)大的教學(xué)應(yīng)用兼容性，適合實(shí)際課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置和績(jī)效評(píng)估的全過(guò)程。在項(xiàng)目實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，這些通用應(yīng)用軟件均具備模擬能力。通常，如果一種軟件能夠同時(shí)完成多門(mén)課程的仿真教學(xué)內(nèi)容，那么一個(gè)項(xiàng)目的實(shí)際教學(xué)也同樣能夠使用多種軟件同時(shí)進(jìn)行。從概念上來(lái)說(shuō)，虛擬仿真技術(shù)能夠完成各種用實(shí)物方式完成的實(shí)際教學(xué)。因此，所有電氣專(zhuān)業(yè)的基本實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目都能夠借助通用的EDA軟件（如Multisim或Protel）的模擬軟件來(lái)完成，而化學(xué)學(xué)科的實(shí)訓(xùn)教學(xué)能夠借助化工仿真或DCS操作系統(tǒng)的單位級(jí)和部門(mén)級(jí)仿真軟件來(lái)完成。

2.突破空間局限，具備靈活性，便于更新升級(jí)。虛擬仿真課堂能夠打破傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)教育位置固定、時(shí)間限制、設(shè)施不足、教學(xué)內(nèi)容無(wú)法變化的困局［3］。只要學(xué)生在電腦中設(shè)置了虛擬仿真軟件，就能夠?qū)⑻摂M仿真課堂延伸到教室、宿舍或家里，可以隨時(shí)通過(guò)虛擬仿真教學(xué)軟件進(jìn)行練習(xí)與探究，從而擺脫時(shí)間與空間的束縛，不受地點(diǎn)等外界條件的影響，讓教學(xué)變得更加靈活多樣。虛擬仿真技術(shù)的修改和提升，在很大程度上是由于軟件的改進(jìn)和提升，其速度快、風(fēng)險(xiǎn)低。網(wǎng)絡(luò)知識(shí)技術(shù)的使用能夠隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有效地適應(yīng)信息時(shí)代的要求，保證實(shí)踐教育的良好效果，更好地證明了對(duì)實(shí)踐課程教學(xué)的催化作用。

3.容錯(cuò)功能強(qiáng)。由于學(xué)生的素質(zhì)有高有低，因此在教學(xué)實(shí)踐與練習(xí)的過(guò)程中難免會(huì)發(fā)生操作失誤。在一些情形下，操作失誤有可能造成重大的教學(xué)事故，從而威脅教育儀器設(shè)備乃至學(xué)生的生命安全。而基于虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真技術(shù)的實(shí)際教育使用對(duì)象主要是計(jì)算機(jī)軟件，教師可以把所有的操作狀態(tài)設(shè)定為“虛擬”體驗(yàn)。仿真系統(tǒng)可以利用參數(shù)控制仿真中實(shí)際設(shè)備的機(jī)械性能，以即時(shí)反映實(shí)驗(yàn)成果，同時(shí)檢查各種指令的準(zhǔn)確性，并利用反復(fù)實(shí)驗(yàn)達(dá)到操作實(shí)踐的目的［4］。

三、基于校企合作的虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐模式建設(shè)

建立校企合作下的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真課程實(shí)施模式，必須從理論課程的實(shí)踐入手，由專(zhuān)業(yè)教師參與，這就能夠建立一個(gè)高度開(kāi)放性的教學(xué)方法。采用這種教學(xué)方法，實(shí)際虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程中的內(nèi)容將貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程，讓學(xué)生經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)與滲透，切實(shí)了解虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的知識(shí)點(diǎn)。構(gòu)建校企合作的基于虛擬現(xiàn)實(shí)仿真課程實(shí)施模式，必須以有效提升實(shí)際教學(xué)為基本出發(fā)點(diǎn)?？梢栽O(shè)置明確的培養(yǎng)計(jì)劃，在工作實(shí)施過(guò)程中以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際能力和創(chuàng)新性為重要切入點(diǎn)，以校企合作為平臺(tái)開(kāi)展實(shí)踐性課程。所以，構(gòu)建完備的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程系統(tǒng)，最大限度地發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造力，這不僅可以有效地推動(dòng)學(xué)生自身創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，還可以極大地推動(dòng)學(xué)生建立創(chuàng)新思維模型，達(dá)到高校教學(xué)和培養(yǎng)計(jì)劃的有效整合。充分利用現(xiàn)有虛擬仿真課程平臺(tái)，并融入學(xué)校的理論課程，以達(dá)到理論教學(xué)與實(shí)際學(xué)習(xí)的有機(jī)融合。在高校的日常教育活動(dòng)中，很多基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)是單獨(dú)開(kāi)展的，相互之間缺乏關(guān)聯(lián)，使得學(xué)生在具體學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)存在盲目復(fù)習(xí)的情況，無(wú)法將不同的基礎(chǔ)知識(shí)關(guān)聯(lián)起來(lái)。虛擬仿真實(shí)踐課程系統(tǒng)采用虛擬仿真的教學(xué)模式把不同的課程連接起來(lái)，同時(shí)要求專(zhuān)業(yè)教師利用虛擬仿真課程系統(tǒng)介紹并揭示各種課程在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中的重要性，進(jìn)而達(dá)到以基礎(chǔ)教學(xué)理論為依據(jù)、以現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)為工具的有效教學(xué)方法。通過(guò)建立教學(xué)虛擬仿真體系，最大限度地發(fā)掘?qū)W生的學(xué)習(xí)潛力，為促進(jìn)教學(xué)思想的產(chǎn)生和知識(shí)水準(zhǔn)的提升發(fā)揮重要的作用。在校企聯(lián)合的虛擬現(xiàn)實(shí)仿真課程實(shí)施方式下，學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性獲得了很大提升，他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?chuàng)造能力及實(shí)際應(yīng)用能力在現(xiàn)實(shí)教育過(guò)程中得以提高。

四、基于校企合作的虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)管理機(jī)制的建立

（一）搭建虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)

通過(guò)虛擬仿真實(shí)踐教育平臺(tái)，學(xué)校完成了對(duì)公司實(shí)踐生產(chǎn)項(xiàng)目教學(xué)和高校理論課程教育的集成。所以，高校與企業(yè)都要主動(dòng)投入教育資源，在校企協(xié)同下共同建設(shè)虛擬仿真的教育網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。具體內(nèi)容如下。

1.虛擬仿真技術(shù)的迅速發(fā)展為高等院校進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程提供了技術(shù)基礎(chǔ)。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)水平的提升，虛擬仿真技術(shù)也逐步發(fā)展與完善。此外，隨著智能終端設(shè)備的基本普及，以及高速網(wǎng)絡(luò)、寬帶與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，為利用虛擬仿真結(jié)果實(shí)現(xiàn)教學(xué)提供了有利條件。

2.以熟悉應(yīng)用移動(dòng)設(shè)備的大專(zhuān)院校教師為使用對(duì)象。目前，我們學(xué)校所采用的移動(dòng)終端設(shè)備的能力正在不斷地更新?lián)Q代中，并顯得越來(lái)越強(qiáng)勁，青少年學(xué)生已經(jīng)成為這類(lèi)應(yīng)用平臺(tái)的重點(diǎn)用戶(hù)，學(xué)生也習(xí)慣了使用網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)教育數(shù)據(jù)的獲取，而這些形式也為新型教育方式的探索提供了借鑒。因此，高校虛擬仿真結(jié)果應(yīng)用教育模式的建立應(yīng)該符合用戶(hù)的行為特點(diǎn)，以適應(yīng)高校教學(xué)本身的特性，如針對(duì)教師之間溝通交流的需求構(gòu)建完善的信息交流體系，為便于與教師在線(xiàn)交流，構(gòu)建完善的用戶(hù)社群。

3.虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的教學(xué)資源實(shí)現(xiàn)。教育活動(dòng)的實(shí)施需要大量的教學(xué)資源作為基礎(chǔ)，所以在虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)過(guò)程中，必須重視對(duì)教育資源的集成與運(yùn)用。一是開(kāi)發(fā)虛擬仿真技術(shù)軟件，應(yīng)聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的企業(yè)針對(duì)教育課程的實(shí)踐要求進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)。二是課程設(shè)計(jì)，在虛擬仿真實(shí)踐項(xiàng)目的開(kāi)展過(guò)程中，將組織企業(yè)導(dǎo)師與院校專(zhuān)業(yè)教師聯(lián)合參與，以發(fā)揮各方資源的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高效融合。

（二）校企合作下虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)的運(yùn)行機(jī)制建設(shè)

一切事物的運(yùn)行都需要遵循一定的規(guī)律。唯有通過(guò)嚴(yán)格的管理制度與優(yōu)秀的質(zhì)量管理，方可充分保證校企合作的虛擬現(xiàn)實(shí)與仿真教育實(shí)踐體系的順利運(yùn)作，同時(shí)實(shí)現(xiàn)校企合作共贏。構(gòu)建校企合作虛擬仿真課程實(shí)施的具體機(jī)制如下：（1）高校與企業(yè)分別選派部分管理人員共同形成校企合作的統(tǒng)一組織機(jī)構(gòu)，以便在各方內(nèi)部形成合理的信息溝通機(jī)制。（2）充分利用各方的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，形成共享的教育信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，做到校企合作的公平透明，從而提高校企合作教育的科學(xué)性和規(guī)范化。（3）加強(qiáng)對(duì)虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)的推廣工作，在高校門(mén)戶(hù)網(wǎng)站和公司官網(wǎng)同步推廣，進(jìn)行虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)的信息共享，對(duì)公司產(chǎn)生一定的效益。

（三）基于校企合作的虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐師資隊(duì)伍培養(yǎng)機(jī)制建設(shè)

在校企聯(lián)合下，虛擬仿真課程實(shí)踐師資隊(duì)伍的建立不僅要以高校師資為重點(diǎn)培養(yǎng)對(duì)象，還要進(jìn)一步發(fā)掘企業(yè)師資的潛能。高校教師必須要以青年教師為主體，積極引導(dǎo)青年教師走出去，以推動(dòng)青年教師有效培養(yǎng)。首先，組織年輕教師進(jìn)行培訓(xùn)，在培訓(xùn)過(guò)程中，邀請(qǐng)企業(yè)員工參與其中。其次，在年度學(xué)習(xí)階段，引導(dǎo)青年教師參與公司產(chǎn)品的實(shí)踐，做好與客戶(hù)的交流，強(qiáng)化青年教師的實(shí)踐性教育，通過(guò)與公司人員的交流，提高青年教師的技術(shù)水平。另外，高校教師在進(jìn)行科研項(xiàng)目的過(guò)程中，可以利用校企合作的虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)，加強(qiáng)與中小企業(yè)的互動(dòng)，這樣不但能夠達(dá)到校企合作的虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)的高效使用，而且能夠提高其主要科研項(xiàng)目的科學(xué)性與技術(shù)含量。在活動(dòng)中，教師的整體素質(zhì)和能力能夠獲得較大的提升。專(zhuān)業(yè)輔導(dǎo)員具備豐富的現(xiàn)場(chǎng)管理經(jīng)驗(yàn)，業(yè)務(wù)素質(zhì)較強(qiáng)，因此學(xué)校應(yīng)該經(jīng)常安排專(zhuān)業(yè)輔導(dǎo)員對(duì)學(xué)生開(kāi)展理論知識(shí)的訓(xùn)練，并引導(dǎo)學(xué)生積極參與校內(nèi)的活動(dòng)，以增進(jìn)教師與學(xué)生之間的交流，從而全面了解學(xué)生在這一階段中的認(rèn)知方式與基本思考方法。這樣，高校教師與企業(yè)導(dǎo)師能夠更加完善校企合作下的虛擬仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，從而大幅度地提高校企合作下虛擬仿真教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教師的技術(shù)水平。

（四）基于校企合作的虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐的學(xué)生考核機(jī)制建設(shè)

在學(xué)生的學(xué)習(xí)與實(shí)踐過(guò)程中，正確、科學(xué)的評(píng)估是一個(gè)十分關(guān)鍵的組成部分。經(jīng)過(guò)正確的科學(xué)評(píng)價(jià)后，不僅能夠更加合理地了解學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握水平，還能夠進(jìn)一步加強(qiáng)教學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)質(zhì)量的穩(wěn)定提升。由此可見(jiàn)，合理、科學(xué)的人才評(píng)價(jià)制度是確保校企合作下虛擬仿真教育實(shí)踐體系順利運(yùn)轉(zhuǎn)的重要基石。人才評(píng)估方式不僅要反映虛擬實(shí)踐的特色，還要進(jìn)一步體現(xiàn)企業(yè)在教學(xué)中的作用，建立以學(xué)校和企業(yè)為基本單位的多元化測(cè)評(píng)體系。在基于校企合作的虛擬仿真教學(xué)實(shí)踐評(píng)估過(guò)程中，應(yīng)以學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為評(píng)估主體，充分結(jié)合課程評(píng)估、虛擬實(shí)踐評(píng)估、能力評(píng)估等內(nèi)容，構(gòu)建“四位一體”的綜合評(píng)估機(jī)制。在這種評(píng)估機(jī)制下，學(xué)生的實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和實(shí)踐創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力可以進(jìn)一步得到提高。

結(jié)語(yǔ)

在學(xué)校的教學(xué)過(guò)程中，人才培養(yǎng)模式相對(duì)單一，傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式往往無(wú)法使學(xué)生整合理論知識(shí)，這對(duì)學(xué)校的人才培養(yǎng)極為不利。鑒于此，我們可以通過(guò)與企業(yè)合作建立校企合作模式下的虛擬仿真教學(xué)實(shí)習(xí)系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐的有效結(jié)合，充分發(fā)揮虛擬仿真的教學(xué)優(yōu)勢(shì)，為進(jìn)一步提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和效率奠定基礎(chǔ)。