謝清玉，胡家瑛

（山東電力高等?？茖W(xué)校，山東 濟(jì)南 250002）

0 引言

信息系統(tǒng)軟、硬件種類繁多，不同廠家的設(shè)備和操作流程不同，且設(shè)備更新?lián)Q代迅速，在信息技術(shù)專業(yè)職業(yè)教育中，職業(yè)院校很難提供各類離線設(shè)備讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)操訓(xùn)練。建設(shè)實(shí)物實(shí)訓(xùn)室需要購(gòu)置典型設(shè)備并占用場(chǎng)地，人力、物力、財(cái)力耗費(fèi)大，且因設(shè)備數(shù)量有限達(dá)不到應(yīng)有的實(shí)訓(xùn)效果[1]。

隨著信息化、數(shù)字化技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。各職業(yè)院校積極建設(shè)信息技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地，解決該專業(yè)職業(yè)教育中實(shí)訓(xùn)設(shè)備不足、有效實(shí)訓(xùn)時(shí)間過(guò)短等問(wèn)題，提高實(shí)訓(xùn)教學(xué)水平和質(zhì)量。本文介紹信息技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的必要性，分析其設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)架構(gòu)，建設(shè)集教學(xué)、培訓(xùn)、科研、競(jìng)賽、技術(shù)服務(wù)、技能等級(jí)評(píng)價(jià)等于一體的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地。

1 信息專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)必要性

1.1 適應(yīng)國(guó)家戰(zhàn)略和區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求

為落實(shí)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略，職業(yè)院校肩負(fù)著培養(yǎng)高素質(zhì)高技能人才、提供社會(huì)服務(wù)的重任，提高辦學(xué)水平、提升服務(wù)能力，將虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)融入學(xué)校“雙高”專業(yè)群建設(shè)和高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)的全過(guò)程，是國(guó)家戰(zhàn)略要求和區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求。

1.2 建設(shè)高水平高職院校的重要依托

職業(yè)院校主動(dòng)適應(yīng)科技革命和產(chǎn)業(yè)革命要求，滿足學(xué)生的多樣化學(xué)習(xí)需求，利用高科技手段，先進(jìn)的教學(xué)理念，在已有成果基礎(chǔ)上，繼續(xù)整合、建設(shè)集“教訓(xùn)創(chuàng)研產(chǎn)用”六位一體的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地，是建成中國(guó)特色、世界一流水平高職學(xué)校的必要途徑和重要依托[2]。

2 信息技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)思路

2.1 虛實(shí)結(jié)合打造安全高效教育環(huán)境

聚焦信息行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，以支撐國(guó)家信息化、數(shù)字化快速發(fā)展，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展轉(zhuǎn)型為核心，將虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢(shì)融入學(xué)校“雙高”專業(yè)群建設(shè)和高素質(zhì)技術(shù)技能人才培養(yǎng)的全過(guò)程。同時(shí)推進(jìn)企業(yè)參與人才培養(yǎng)，以虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能等新一代信息技術(shù)賦能實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，通過(guò)理論學(xué)習(xí)+虛擬仿真+校內(nèi)實(shí)訓(xùn)的“虛實(shí)結(jié)合”模式來(lái)開(kāi)展教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)探索精神。

2.2 育訓(xùn)結(jié)合打造信息技術(shù)專業(yè)實(shí)訓(xùn)體系

堅(jiān)持育訓(xùn)結(jié)合理念，應(yīng)用信息技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地，分析專業(yè)實(shí)訓(xùn)和社會(huì)培訓(xùn)的不同特點(diǎn)，建設(shè)與信息技術(shù)專業(yè)虛擬仿真基地相適應(yīng)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程體系，促使基地在教育教學(xué)、服務(wù)培訓(xùn)中充分發(fā)揮作用，為信息技術(shù)相關(guān)行業(yè)產(chǎn)業(yè)提供智力支持和人才保障。

2.3 產(chǎn)教融合形成校企共建共享生態(tài)

虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)堅(jiān)持共建共享，加強(qiáng)學(xué)校和行業(yè)優(yōu)質(zhì)資源整合，精準(zhǔn)對(duì)接人才培養(yǎng)的實(shí)際需求與地區(qū)行業(yè)企業(yè)發(fā)展需要，積極開(kāi)展校企聯(lián)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育，形成“校企命運(yùn)共同體”，提升產(chǎn)教融合效果，促進(jìn)教育的跨越式發(fā)展。

2.4 科學(xué)管理構(gòu)建基地建設(shè)長(zhǎng)效機(jī)制

根據(jù)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地需要，突出“高起點(diǎn)規(guī)劃、高平臺(tái)建設(shè)、高效益運(yùn)行”，系統(tǒng)構(gòu)建相關(guān)的保障機(jī)制；利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，建立有利于激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)和提高學(xué)生創(chuàng)新能力的智能教學(xué)效果考核、評(píng)價(jià)和反饋機(jī)制，形成“基地共建、資源共享”實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)長(zhǎng)效機(jī)制。

2.5 德技并修弘揚(yáng)社會(huì)主義核心價(jià)值觀

堅(jiān)持工學(xué)結(jié)合、知行合一、德技并修，在虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)中，將思政教育融入教學(xué)與實(shí)訓(xùn)中。開(kāi)發(fā)融入思政教育內(nèi)容的課程情境，將社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育融入虛擬仿真實(shí)訓(xùn)中，培育更多的能工巧匠[3]。

3 信息技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)內(nèi)容

以某?？茖W(xué)校信息技術(shù)專業(yè)為例，設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)架構(gòu)，建設(shè)“一平臺(tái)、三中心、七區(qū)域、多功能”的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地。該實(shí)訓(xùn)基地建有虛擬場(chǎng)景教學(xué)中心、虛擬仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)中心和開(kāi)發(fā)服務(wù)中心，充分融合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)、立體顯示和傳感器技術(shù)，構(gòu)建“教?學(xué)?做?創(chuàng)?用”閉環(huán)、集“展示、體驗(yàn)、教學(xué)、實(shí)訓(xùn)、研發(fā)、共享”于一體的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地。其整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 信息技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地整體架構(gòu)

3.1 設(shè)計(jì)一體化云服務(wù)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

針對(duì)職業(yè)院校信息技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)的需求，建設(shè)一體化云服務(wù)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。該平臺(tái)是面向高職院校信息技術(shù)專業(yè)教學(xué)、科研、競(jìng)賽場(chǎng)景的綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)[4]。在平臺(tái)建設(shè)中，依據(jù)“多層次、立體化、開(kāi)放式、虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系”的理念，設(shè)計(jì)一體化云服務(wù)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)總體構(gòu)架，如圖2所示。

圖2 一體化云服務(wù)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)架構(gòu)

3.1.1 底層基礎(chǔ)設(shè)施

底層基礎(chǔ)設(shè)施包括物理設(shè)備和虛擬資源池。物理設(shè)備主要有服務(wù)器集群、存儲(chǔ)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。虛擬資源池主要包括計(jì)算資源、網(wǎng)絡(luò)資源和存儲(chǔ)資源。底層基礎(chǔ)設(shè)施以虛擬化技術(shù)為核心，利用計(jì)算服務(wù)器虛擬化、存儲(chǔ)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、安全虛擬化等組件，將計(jì)算、存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)等虛擬資源融合到服務(wù)器中，形成基準(zhǔn)架構(gòu)單元。多套單元設(shè)備可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)聚合，實(shí)現(xiàn)模塊化的無(wú)縫橫向擴(kuò)展，形成統(tǒng)一的資源池。

3.1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合管理平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)綜合管理平臺(tái)包括云資源基礎(chǔ)服務(wù)管理和業(yè)務(wù)應(yīng)用。云資源基礎(chǔ)服務(wù)管理對(duì)底層物理資源進(jìn)行統(tǒng)一池化管理與調(diào)度，為上層業(yè)務(wù)平臺(tái)按需提供各種資源服務(wù)。業(yè)務(wù)應(yīng)用包括教學(xué)云平臺(tái)、科研云平臺(tái)和競(jìng)賽云平臺(tái)。

3.1.3 教學(xué)資源庫(kù)

教學(xué)資源庫(kù)主要提供信息技術(shù)專業(yè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)課程資源包、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)課程資源包、信息安全課程資源包、大數(shù)據(jù)技術(shù)課程資源包及科研資源包等資源。

3.2 虛擬場(chǎng)景教學(xué)中心建設(shè)

應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可在職業(yè)院校進(jìn)行職業(yè)啟蒙、社會(huì)培訓(xùn)、體驗(yàn)展示、應(yīng)用推廣等，利用虛擬現(xiàn)實(shí)、人機(jī)交互、三維數(shù)字等多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶沉浸式體驗(yàn)，以展覽展示、安全教育、教學(xué)演練為核心，提供虛擬教學(xué)、仿真演練、信息機(jī)房體驗(yàn)等。

3.2.1 虛擬展示體驗(yàn)區(qū)

以科普信息化、電力行業(yè)知識(shí)為主線，由生動(dòng)事例引入我國(guó)信息產(chǎn)業(yè)、電力行業(yè)的發(fā)展歷程，讓參觀者充分認(rèn)識(shí)信息產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，激發(fā)參觀者的民族自豪感。

3.2.2 信息機(jī)房安全教育

對(duì)信息技術(shù)專業(yè)學(xué)生開(kāi)展各類安全教育，主要包括人身安全、機(jī)房設(shè)備安全、環(huán)境安全等。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬機(jī)房場(chǎng)景，沉浸式的體驗(yàn)大幅提升安全教育的效率和效果。體驗(yàn)者戴上VR（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）眼鏡后，仿佛身臨其境，相關(guān)信息機(jī)房全景及設(shè)備設(shè)施逼真地展示在眼前。

3.2.3 信息設(shè)備巡檢實(shí)訓(xùn)

通過(guò)模擬現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境，建立機(jī)房虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，提供實(shí)戰(zhàn)化、系統(tǒng)化、場(chǎng)景化的實(shí)訓(xùn)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中達(dá)到身臨其境的效果。根據(jù)巡檢內(nèi)容和相關(guān)作業(yè)指導(dǎo)書(shū)的要求進(jìn)行信息設(shè)備巡檢實(shí)訓(xùn)功能設(shè)計(jì)。無(wú)人值守機(jī)房巡檢內(nèi)容包括機(jī)房環(huán)境巡檢、通信設(shè)備巡檢、信息設(shè)備巡檢、通信電源巡檢等，巡檢點(diǎn)包括機(jī)房門(mén)禁、照明系統(tǒng)、機(jī)房環(huán)境、消防設(shè)施、空調(diào)設(shè)備、信息通信設(shè)備、UPS電源設(shè)備、線纜、工具柜等。

3.2.4 課程思政教育

以“課程思政教育”為主題，建設(shè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的課程思政教育中心和黨建學(xué)習(xí)中心。利用虛擬仿真技術(shù)打破思政元素融入課程的局限，將專業(yè)課程與行業(yè)思政元素有機(jī)融為一體，創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式。

3.3 開(kāi)發(fā)服務(wù)中心建設(shè)

開(kāi)發(fā)服務(wù)中心建設(shè)科技創(chuàng)新開(kāi)發(fā)工坊和產(chǎn)教融合成果展廳兩個(gè)區(qū)域，通過(guò)VR資源開(kāi)發(fā)和VR教學(xué)應(yīng)用進(jìn)行推進(jìn)，逐步提升虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在專業(yè)中的應(yīng)用，具體包括教學(xué)資源開(kāi)發(fā)、教學(xué)科研虛擬仿真、科研成果孵化、社會(huì)服務(wù)、師資能力提升、課堂模式改革、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁母?、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的“雙創(chuàng)”活動(dòng)等。

3.4 構(gòu)建信息技術(shù)專業(yè)虛擬仿真教學(xué)管理體系

健全的管理體系是虛擬仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)中心運(yùn)行的重要保證。虛擬仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)中心的建設(shè)應(yīng)遵循“立足現(xiàn)實(shí)、著眼未來(lái)、分步實(shí)施”的原則，把握專業(yè)發(fā)展動(dòng)向，根據(jù)主觀和客觀條件，制定近期、中期和遠(yuǎn)期的發(fā)展規(guī)劃，不斷完善管理體制。為充分發(fā)揮虛擬仿真教學(xué)實(shí)訓(xùn)中心的功能，制定教師工作績(jī)效考核、經(jīng)費(fèi)使用管理、實(shí)訓(xùn)中心維護(hù)等措施；建立有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高學(xué)生創(chuàng)新能力的考核、評(píng)價(jià)和反饋的管理體系[5]。

3.5 師資隊(duì)伍建設(shè)

探討與1+X證書(shū)制度要求相適應(yīng)的師資隊(duì)伍建設(shè)機(jī)制。利用校企雙主體合作育人，組建高水平的專兼職師資隊(duì)伍。加強(qiáng)名師的帶頭和引領(lǐng)作用，提升團(tuán)隊(duì)的教學(xué)水平和應(yīng)用推廣能力。構(gòu)建教師個(gè)體發(fā)展培養(yǎng)體系，加大對(duì)教師信息技術(shù)應(yīng)用能力的培養(yǎng)力度。

3.6 構(gòu)建共建共享機(jī)制

針對(duì)信息行業(yè)對(duì)人才需求，積極構(gòu)建校企共建實(shí)訓(xùn)基地聯(lián)合體和共建共享機(jī)制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)資源的開(kāi)放共享和持續(xù)應(yīng)用，助力行業(yè)信息化的快速發(fā)展[6]。

4 結(jié)語(yǔ)

本文建設(shè)的信息技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地集教學(xué)、培訓(xùn)、科研、競(jìng)賽、技術(shù)服務(wù)、技能等級(jí)評(píng)價(jià)等于一體，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理，形成科學(xué)、規(guī)范的信息技術(shù)專業(yè)虛擬仿真實(shí)訓(xùn)與課程建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)在該實(shí)訓(xùn)基地開(kāi)展相關(guān)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，可豐富實(shí)踐教學(xué)體系，提升專業(yè)教學(xué)水平，進(jìn)一步提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。