李章偉 譚美坤

摘要：在工業(yè)4.0背景下，技工院校智能制造專業(yè)群的建設與教學工作備受各界關注。尤其是加快專業(yè)群虛擬仿真實訓環(huán)境的創(chuàng)建，對提高實訓教學質量具有顯著影響?；诖耍恼轮靥接懝I(yè)4.0背景下技工院校智能制造專業(yè)群虛擬仿真實訓環(huán)境的創(chuàng)建和應用，提出虛擬仿真實訓環(huán)境建設、應用思路和工作建議。

關鍵詞：技工院校；智能制造；專業(yè)群；虛擬仿真；實訓環(huán)境

2020年9月，教育部等九部門印發(fā)《職業(yè)教育提質培優(yōu)行動計劃（2020—2023年）》，對職業(yè)教育跨越式發(fā)展進行了明確部署，給技工院校推進教學工作指明了方向。在此背景下，結合工業(yè)4.0的現實要求，技工院校要圍繞智能制造發(fā)展趨勢，推動專業(yè)群虛擬仿真實訓環(huán)境的有效創(chuàng)建和應用，為教師開展多層次、立體化教學創(chuàng)造良好條件。

一、相關概念解讀

（一）工業(yè)4.0

工業(yè)4.0是基于工業(yè)發(fā)展的不同階段作出的概念劃分，是相對于過往工業(yè)化時代的概念而形成的全新論述。按照業(yè)界共識，工業(yè)1.0是指蒸汽機時代，工業(yè)2.0是指電氣化時代，工業(yè)3.0是信息化時代，工業(yè)4.0則是利用信息化技術促進產業(yè)變革的時代，也就是智能化時代。

（二）智能制造專業(yè)群

智能制造專業(yè)群是技工院校多個制造業(yè)相關專業(yè)構筑而成的專業(yè)集群，其主要特征是信息化、智能化與專業(yè)化。智能制造專業(yè)群以智能化的生產制造為主要標志，以不同專業(yè)的集群建設和協同發(fā)展為主要路徑，以高水平人才培養(yǎng)為主要目標。

（三）虛擬仿真實訓環(huán)境

虛擬仿真實訓環(huán)境是指技工院校為了提高實訓教學品質和功能，著力打造的具備模擬與展示特性，具有崗位化、職業(yè)化特點的實踐教學場景與環(huán)境，力求讓學生在實訓環(huán)境中掌握實操技能，感受職業(yè)化氛圍，錘煉應用能力。

二、工業(yè)4.0背景下技工院校智能制造專業(yè)群虛擬仿真實訓環(huán)境的創(chuàng)建意義

首先，技工院校通過虛擬仿真實訓環(huán)境的創(chuàng)建和應用，能夯實智能制造專業(yè)群教學基礎，為常態(tài)化實訓教學提供有力支撐。比如，教師可以利用實訓環(huán)境對學生進行現場指導、細節(jié)修訂，幫助學生掌握智能制造專業(yè)的實操技能和經驗。

其次，技工院校創(chuàng)建虛擬仿真實訓環(huán)境，可以與上下游企業(yè)、合作單位形成合力，搭建虛擬仿真實訓環(huán)境，提高“產教融合”“工學結合”水平，為學生提供實操、實習、頂崗作業(yè)的機會，培養(yǎng)學生的職業(yè)素質。

最后，技工院校通過虛擬仿真實訓環(huán)境的創(chuàng)建與應用，很好地匹配了智能制造人才的培養(yǎng)需求，能為社會與相關產業(yè)輸送高質量的應用型人才。在虛擬仿真實訓環(huán)境下，技工院?？梢葬槍W生進行動態(tài)培養(yǎng)，對接產業(yè)、企業(yè)需求，設定周期性考核與審查目標，讓學生全面掌握實訓技能和崗位實操技巧，為學生后續(xù)的就業(yè)、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)夯實基礎。

三、工業(yè)4.0背景下技工院校智能制造專業(yè)群虛擬仿真實訓環(huán)境的創(chuàng)建和應用策略

（一）開設虛擬仿真課程，豐富實訓教學資源

以工業(yè)4.0為大背景，技工院校推動智能制造專業(yè)群教學和育人工作，應以虛擬仿真實訓環(huán)境的創(chuàng)建為前提，高度重視虛擬仿真課程的開發(fā)與應用，確保學生能在完善的課程資源中，感知智能制造的崗位氛圍，掌握最新的智能制造發(fā)展動向，實現知識能力與實踐能力的同步提高。為此，技工院校要開展專業(yè)化研討與深度協同，推動課程開發(fā)與教學資源的有效集成。

首先，技工院校根據智能制造專業(yè)群的教學需求，開設虛擬仿真實訓課程，增加課程占比，體現常態(tài)化實訓要求，充分發(fā)揮虛擬仿真環(huán)境的優(yōu)勢，從而對現有課程進行補充和完善。例如，技工院校圍繞“人工智能+”需要，開發(fā)智能制造機器人專業(yè)課程，與常規(guī)課程進行融合，豐富課程教學體系。

其次，校企合作推進特色虛擬仿真實訓課程的開發(fā)與資源利用，完善多層次課程體系，對接智能制造產業(yè)需求，實現實訓教學的常態(tài)化。如技工院校智能制造專業(yè)群數控加工專業(yè)零件數控車床加工的課程開發(fā)，校企雙方要統籌合作，細化課程開發(fā)目標，打造實訓課程方案，為學生實訓提供資源保障。

最后，技工院校要立足本地，開發(fā)校本課程與個性化課程，豐富虛擬仿真實訓課程內涵，深化實訓教學。例如，教師根據專業(yè)群中工業(yè)機器人相關課程的特點，開發(fā)特色校本，融入競賽元素，與職業(yè)比賽形成對接，確保實訓課程體現虛擬仿真特色，有效錘煉和打磨學生的職業(yè)技能。

（二）校企共建實訓基地，推進工學融合教學

以工業(yè)4.0為實踐背景，技工院校在智能制造專業(yè)群的實訓教學過程中，必須重視虛擬仿真實訓基地的創(chuàng)建和應用。技工院校要主動加強與相關企業(yè)的聯動，共同制訂實訓教學方案，共建共享優(yōu)質的教學資源和素材，實現高水平實訓基地的創(chuàng)建與應用。通過校企雙方共建實訓基地，技術院校能為智能制造專業(yè)群教學、育人工作提供實體環(huán)境支撐，能為工學結合和“訂單式人才”培養(yǎng)創(chuàng)造有利條件，保證學生實現全面發(fā)展。

例如，校企雙方開展全方位合作，圍繞數控加工、模具制造、工業(yè)機器人應用與維護、電氣自動化設備安裝與維護四個專業(yè)，打造智能制造專業(yè)群。為此，校企雙方制訂實訓基地建設方案，按照“訂單式人才”培養(yǎng)要求，在實訓基地中融入虛擬仿真元素，突出崗位化、車間化要求，為實訓教學創(chuàng)造良好條件。例如，在硬件設施方面，校企雙方協同發(fā)力，配備完善的多媒體教室、虛擬仿真實訓室、崗位實操區(qū)域、虛擬現實設備和其他演示教學的設施等；在軟件技術方面，校企雙方按照協同教學要求，合作開發(fā)軟件資源與數字化課程，重點對接虛擬仿真軟件和現有實訓設備，為虛擬仿真實訓教學提供優(yōu)渥的環(huán)境條件。

此外，校企雙方要不斷調整實訓基地教學方案，補齊實訓基地短板。例如，校企雙方共建智能制造產線、專業(yè)群實訓室、多媒體理論教學區(qū)和智能制造場景仿真軟件資源庫等，提高實訓基地創(chuàng)建與應用效率。

（三）強化教師能力培養(yǎng)，實現軟性環(huán)境構建

隨著工業(yè)4.0的深入發(fā)展，技工院校智能制造專業(yè)群的創(chuàng)建，提高了對實訓環(huán)境的要求。為此，技工院校要加大師資隊伍的投入力度，提高專業(yè)群教師的業(yè)務能力、管理水平和形象化素養(yǎng)，為實訓教學奠定基礎。

首先，技工院校智能制造專業(yè)群的教師隊伍建設與培養(yǎng)工作，要突出常態(tài)化特性，著力打造一支結構合理、技術過硬、執(zhí)教得法的“工學一體化”師資隊伍，確保虛擬仿真實訓教學穩(wěn)步發(fā)展。如在技工院校工業(yè)機器人、電氣自動化、數控加工等專業(yè)課程構成的專業(yè)群中，針對教師的培養(yǎng)工作要更為具體。技工院?？梢圆扇《ㄆ谳啀彙⒍ㄆ谂嘤?、專業(yè)群交流、課堂互鑒等方式，提高教師的專業(yè)技能。

其次，技工院校要在校企合作基礎上推動“雙師制”建設，為專業(yè)群的虛擬仿真實訓環(huán)境構建提供動態(tài)化補充，實現實訓環(huán)境下的高水平教學?！半p師制”建設是指專業(yè)教師與企業(yè)師傅的有效協同，“雙師制”實訓教學模式設計如表1所示。

為構建更好的虛擬仿真實訓環(huán)境，校企雙方要協同發(fā)力，構建“雙師制”環(huán)境和實踐制度，發(fā)揮專業(yè)教師與企業(yè)師傅的優(yōu)勢，讓學生在不同的虛擬仿真實訓環(huán)境中掌握理論知識、專業(yè)技巧與崗位經驗，逐步提高綜合技能和職業(yè)素養(yǎng)。同時，校企雙方要對專業(yè)教師、企業(yè)師傅進行定期輪換和培養(yǎng)，提高他們的綜合能力。

（四）開展常態(tài)主題活動，優(yōu)化學生實訓體驗

技工院校的智能制造專業(yè)群創(chuàng)建，在很大程度上依賴虛擬仿真實訓環(huán)境的支持，這也符合工業(yè)4.0的現實要求。為此，技工院校智能制造專業(yè)群要充分認識到“工學一體化”教學的價值和意義，借助實訓環(huán)境的建設和運用，優(yōu)化專業(yè)群學生的實訓體驗，使其在虛擬仿真氛圍和環(huán)境中革新思維、磨煉技能。此外，技工院校要加強內部協調，依托虛擬仿真實訓環(huán)境，開展周期性的主題實踐活動，如職業(yè)技能比賽、專業(yè)群年度競賽、智能制造專業(yè)“大比武”等，通過主題性實踐活動的開展，為學生提供驗證專業(yè)知識和技能的“舞臺”，補齊虛擬仿真實訓環(huán)境的短板，確保學生在競賽環(huán)境中有效磨礪職業(yè)技能 。

例如，教師可以根據智能制造專業(yè)群虛擬仿真實訓要求，定期開展“電氣自動化設備安裝與維護”主題競賽活動，在實訓基地內設立比賽場地和區(qū)域，對學生進行競賽性考核與評價。教師通過限定比賽主題、規(guī)則與時間，考查學生在虛擬仿真環(huán)境下對電氣設備的熟練程度和安裝維護的能力。在比賽過程中，涉及電氣自動化設備的相關細節(jié)問題，教師可以一一記錄，以此作為調整實訓教學的依據。

又如，校企雙方可以圍繞模具制造專業(yè)要求，定期開展虛擬仿真實訓實踐活動，由專業(yè)教師與企業(yè)師傅進行監(jiān)督，著重考查學生模具的加工和制造能力，對學生進行現場點撥和指導，使學生扎實掌握實操技能?？傊?，推動主題實踐活動常態(tài)化，是虛擬仿真實訓環(huán)境軟文化的體現，既能豐富實訓教學內涵，又能增強虛擬仿真實訓效果。

綜上所述，隨著工業(yè)4.0背景下技工院校智能制造專業(yè)群建設水平的提高，技工院校虛擬仿真實訓環(huán)境的創(chuàng)建和應用成為基本趨勢。為此，技工院校要細化實訓環(huán)境創(chuàng)建方案，加強與相關企業(yè)協同，在課程開發(fā)、實訓基地建設、師資力量配備、教學活動組織等方面發(fā)力，深化智能制造專業(yè)群虛擬仿真實訓教學。

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基金項目：2022年度廣西技工教育立項科研課題“工業(yè)4.0背景下，技工院校智能制造專業(yè)群虛擬仿真實訓教學環(huán)境研究”，項目編號：2022JGY135。

（作者單位：廣西玉林技師學院）