(重慶電子工程職業(yè)學(xué)院 機(jī)電學(xué)院，重慶 401331)

隨著智能制造和“中國制造2025”戰(zhàn)略的提出與實(shí)施，我國制造業(yè)步入了變革和轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵期。如何從制造大國發(fā)展為制造強(qiáng)國，這是目前擺在制造業(yè)、科研院所和高校面前的一個(gè)重大課題[1]。對(duì)高校來說，最重要的使命就是為解決目前制造業(yè)在向智能制造轉(zhuǎn)型的過程中所面臨的智能制造、智能物流、智能倉儲(chǔ)、智能生產(chǎn)控制等問題提供優(yōu)秀的工業(yè)工程、機(jī)械制造、物流管理等領(lǐng)域的專業(yè)人才，并解決大學(xué)生缺乏創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力的問題，全面提高人才質(zhì)量。

工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)的是以工學(xué)為基礎(chǔ)，并將工學(xué)與管理學(xué)相互滲透的應(yīng)用復(fù)合型人才，對(duì)人才的實(shí)踐能力要求較高。目前，針對(duì)專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的特點(diǎn)，建立虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心能夠有效解決當(dāng)前專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的問題，值得認(rèn)真研究。

1 虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)背景

我國高校中虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)進(jìn)程最早起于2013年，教育部依據(jù)《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011—2020年)》，決定落實(shí)國家級(jí)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)工作，并于2014年首次批準(zhǔn)了100個(gè)國家級(jí)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心，于2015年再次批準(zhǔn)了100個(gè)國家級(jí)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心。由此可見，我國高校虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的歷史較短，且虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)環(huán)境、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面仍然處于改革研究與實(shí)踐探索階段[2]。

目前，高職院校工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)還處于緊張的籌建過程中，專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)模式正在不斷的探討中。個(gè)別院校僅有的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)還沒有建成體系，而傳統(tǒng)的工業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室或者物流實(shí)驗(yàn)室存在著建設(shè)項(xiàng)目投資較大，建設(shè)周期較長，占用場地較大，所用設(shè)備維護(hù)成本較高、更換頻率較低、更新速度較慢等問題，所以無法為工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生提供一個(gè)實(shí)際和完善的生產(chǎn)現(xiàn)場，來作為生產(chǎn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。因而，對(duì)高職院校工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)進(jìn)行探討和研究很有必要。

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心可以為工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生提供交互設(shè)備，讓學(xué)生進(jìn)行全面的實(shí)踐訓(xùn)練，從而激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和鍛煉應(yīng)用能力。在高職院校中建立健全工業(yè)工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和虛擬仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)中心，對(duì)于加快工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)教學(xué)模式的形成，大力培養(yǎng)工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)創(chuàng)新型、應(yīng)用型人才，具有重要的教育實(shí)踐意義[3]。

2 實(shí)訓(xùn)教學(xué)的特殊性

工業(yè)工程技術(shù)是一門綜合學(xué)科，適用于制造業(yè)和服務(wù)業(yè)，在專業(yè)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中需要對(duì)涉及工作現(xiàn)場的選址、布局、物流路徑優(yōu)化、人員配置、工序、倉儲(chǔ)、環(huán)境等多種對(duì)象進(jìn)行分析與優(yōu)化。這些實(shí)驗(yàn)操作由于涉及改善成本高、風(fēng)險(xiǎn)大、短時(shí)間恢復(fù)不可行等問題，在教學(xué)、實(shí)訓(xùn)時(shí)是無法進(jìn)行的，在學(xué)生進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)的過程中也無法全部得到鍛煉[4]。

3 實(shí)訓(xùn)教學(xué)面臨的問題

工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)面臨的主要問題有以下幾點(diǎn)。

1)工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)或?qū)W科方向的實(shí)訓(xùn)教學(xué)具有很強(qiáng)的綜合性，所需設(shè)備數(shù)量大、品種多，實(shí)訓(xùn)資源消耗量大、成本較高，并且需要與實(shí)際生產(chǎn)情況緊密結(jié)合的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，以及比較綜合、復(fù)雜的實(shí)訓(xùn)條件。在已有的其他專業(yè)實(shí)訓(xùn)室中無法讓學(xué)生參與并完成專業(yè)實(shí)踐教學(xué)。

2)工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)或?qū)W科方向的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，涉及大量需要在工廠、車間內(nèi)或企業(yè)信息系統(tǒng)中進(jìn)行的物流、信息、人員等規(guī)劃研究。這些實(shí)踐分析在實(shí)際實(shí)驗(yàn)室中無法大規(guī)模進(jìn)行。

3)工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)或?qū)W科方向的實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程較多，實(shí)訓(xùn)操作復(fù)雜而且實(shí)訓(xùn)室設(shè)備較少、品種較單一，無法較好地滿足全部實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，這些造成學(xué)生對(duì)專業(yè)實(shí)訓(xùn)課程的參與積極性和自主性不足。

4)工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)或?qū)W科方向的實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程常受到學(xué)校場地和學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)間的限制，無法為學(xué)生所提出的改進(jìn)方案提供足夠的完整度驗(yàn)證。工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)涉及的部分實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目改進(jìn)周期長，成本高。例如，對(duì)于生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備增減、人員增減、順序調(diào)整、現(xiàn)場布局、工廠選址等改進(jìn)方案，無法在現(xiàn)場改進(jìn)或展示改進(jìn)效果，一些大型和高成本的改進(jìn)實(shí)訓(xùn)更是無法讓學(xué)生動(dòng)手。這造成了部分實(shí)訓(xùn)教學(xué)仍較多地停留在理論教學(xué)層面，缺少實(shí)際操作。

5)在專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和參觀實(shí)習(xí)過程中，出于安全角度考慮，學(xué)生只能對(duì)工廠、車間、倉庫、物流配送中心等進(jìn)行參觀，無法通過實(shí)際的改動(dòng)和操作，來達(dá)到改進(jìn)優(yōu)化的目的。

4 建設(shè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的必要性

目前，隨著信息化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，通過建設(shè)工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心，把專業(yè)需求和高校信息化建設(shè)結(jié)合起來，用以克服傳統(tǒng)工業(yè)工程專業(yè)實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程中所面臨的問題，不失為一條可行之路。建設(shè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的必要性總結(jié)如下。

1)工業(yè)工程技術(shù)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物流規(guī)劃、工廠布局、生產(chǎn)線平衡、人員分配、排隊(duì)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、配送等的仿真研究，能比較真實(shí)地將學(xué)生的改進(jìn)方案呈現(xiàn)出來，并能直觀地觀察改進(jìn)效果和不足，從而進(jìn)一步優(yōu)化研究[5]。

2)工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)，避免了實(shí)地實(shí)驗(yàn)操作的不足，可以不受場地限制，不需要配備對(duì)應(yīng)的各種操作機(jī)床、人員、設(shè)備、物料等?？梢酝ㄟ^虛擬仿真來開展各類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，彌補(bǔ)實(shí)地實(shí)驗(yàn)中所不能進(jìn)行的知識(shí)訓(xùn)練，真正鍛煉和提高高職院校學(xué)生的工程分析和實(shí)踐能力，是培養(yǎng)實(shí)踐型大學(xué)生的必要手段，也是創(chuàng)新人才培養(yǎng)的必然方向。

3)通過建設(shè)工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心，可以用以“實(shí)踐”為中心的教學(xué)方式替代傳統(tǒng)的以“教學(xué)”為中心的教學(xué)方式[6]，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。通過虛擬仿真去探索和驗(yàn)證專業(yè)理論知識(shí)的正確性。

4)可以提高高職院校學(xué)生的動(dòng)手能力，有利于學(xué)生對(duì)虛擬仿真設(shè)備、軟件的兼容和協(xié)調(diào)問題進(jìn)行分析和研究，提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問題的能力。

5)建設(shè)完成的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心，可以支撐工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)每年大部分的實(shí)訓(xùn)課程。

6)為高職院校學(xué)生參加大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)作品競賽、全國智能制造應(yīng)用技術(shù)技能大賽等提供訓(xùn)練場地和平臺(tái)，提升大學(xué)生的技能水平，增強(qiáng)其科研實(shí)踐能力。

7)工業(yè)工程技術(shù)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)，還可以為工業(yè)工程技術(shù)及制造類相關(guān)專業(yè)教師提供科研、教學(xué)場地和平臺(tái)，促進(jìn)學(xué)院、學(xué)校、工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)的科研建設(shè)工作的開展，增強(qiáng)教師團(tuán)隊(duì)的科研能力，更好地提高自身的教育和社會(huì)服務(wù)水平。

8)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建成后，還可以接待外校人員的參觀和實(shí)習(xí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)、交流與合作。

5 結(jié)語

高職院校工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)通過建立虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心，完善專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式，可以彌補(bǔ)學(xué)校實(shí)訓(xùn)中存在的不經(jīng)濟(jì)、不能模擬、安全性低等不足。同時(shí)，也可以共享虛擬仿真教學(xué)資源，輻射周邊地區(qū)甚至全國高職院校工業(yè)工程技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)工作，具有重大的實(shí)踐和教育教學(xué)意義，值得推廣。另一方面，虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其整體投入和維護(hù)成本較高，學(xué)校應(yīng)當(dāng)提供足夠的人、財(cái)、物支持，以保障虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)的順利進(jìn)行。

[1] 國務(wù)院.國務(wù)院關(guān)于印發(fā)《中國制造2025》的通知[EB/OL].(2015-05-19)[2017-11-1].http://www.ndrc.gov.cn/zcfb/zcfbqt/201505/t20150520_692490.html.

[2] 李炎鋒，杜修力，紀(jì)金豹，等.土木類專業(yè)建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的探索與實(shí)踐[J]. 中國大學(xué)教學(xué)，2014(9)：82-85.

[3] 張國榮，車輛工程專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)的必要性探討[J].科技世界，2016(5):76.

[4] 孫術(shù)發(fā)，肖生苓，楊德嶺，等.物流工程專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2016(6):143-147.

[5] 廘曉陽，李明弟，李軼.創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的研究與實(shí)踐——國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心和國家實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)[J].山東高等教育，2015(3):42-46.

[6] 李敏旭.車輛工程實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探討[J].機(jī)電技術(shù)，2007(3):92-95.