基于虛擬仿真的高職通信專業教學改革研究

梅容芳 屈珣 李艷紅

摘要：隨著科技的發展和社會的進步，我國的教育水平也得到顯著提升。教育信息化已作為國家信息化的重要組成部分，成為教育現代化的重要標志。教育部在2012年3月13日印發了《教育信息化十年發展規劃（2011—2020）》，發展規劃明確要求推動信息技術與高等教育的深度融合，創新人才培養模式，創新優質數字教育資源共建共享機制，實現教育信息化可持續發展，促進教育鏈、人才鏈與標準鏈、創新鏈的有機結合。

關鍵詞：虛擬仿真;實驗教學;改革

本論文是宜賓職業技術學院院級科研項目《通信技術虛擬仿真實訓室建設方案研究與設計》的課題成果。

一、虛擬仿真實驗教學的現狀

虛擬仿真實驗教學的概念在20世紀末便被提出，但由于網絡環境和技術條件的影響，直到2010年左右才開始進入快速發展階段，2016年教育部共成立了300個國家級虛擬仿真實驗教學中心，2017年教育部發文開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設，2020年建設1000項左右示范性虛擬仿真實驗教學項目。

在當前的時代背景下，虛擬仿真技術主要是結合學科和專業特點，充分發揮多媒體、人工智能、數據庫以及互聯網等信息技術的優勢，利用合理逼真的環境為學生提供實踐教學幫助，讓學生達成有效交互溝通，開展更為安全經濟的學習，助推我國實驗教學的進程，為教育發展提供更為優質的幫助。

通信技術專業開設相關課程專業技術強，課程內容具有涉及知識點繁雜、相關崗位多、建設流程多、動手操作多與工程施工現場結合緊密的特點。在教學實驗室中搭建工程現場的實驗環境較為困難，而大型工程設備價格昂貴，高成本會限制實驗教學的可持續發展，但若實驗教學若不涉及這部分內容，課程勢必脫離實際應用，無法體現實驗內容也無法達到與時俱進的目標。

結合虛擬仿真技術的良好發展態勢，我們需要迅速改善專業學生實驗實訓環境，開展通信技術專業的虛擬仿真實訓室建設方案設計和研究，以此為契機，打開專業實驗室建設的口子，為促進通信技術專業學生實踐能力、團隊協作能力和創新能力的全面提升奠定基礎。

二、虛擬仿真實驗教學的目標

隨著“新工科”專業的不斷探索和發展，眾多傳統專業的人才培養理念和培養模式需要不斷進行改革。以我院的通信類專業為例，她作為學院的特色專業， 近年來在招生及就業方面受到新興“新工科”專業的影響較大，因此，急需在人才培養方案、課程體系構建、人才培養模式設計、教學方法與教學手段等方面進行大膽嘗試和革新，以滿足社會和通信行業對高素質復合型技術技能人才的需求目標。

1、豐富教學內容，提升學生的職業競爭力

通信類專業通過與企業相合作，協同推行產教融合項目，共同開發在線課程資源，聯合培養從工程建設前期的勘察設計到中后期的施工管理全流程中涉及到的設計單位、建設單位、監理單位等多種崗位的技能要求，將勘察設計、業務調試、工程監理等內容整合到專業教學內容中，理實一體，對接具體的工作崗位需求進行人才培養。

2、豐富教學模式，提升教師的教學水平和科研能力

通信技術開展如登高作業、管道施工、端局業務開通、端局業務測試等真實實驗困難，成本高、消耗大、不可逆、存在安全隱患。通過構建虛擬仿真實訓平臺，可以研究如何運用互聯網在線虛擬仿真技術，實現隨時、隨地的自由實訓，打破傳統實驗室的物理空間的限制，提供基于真實工程現場的3D虛擬工作場景，展示更多樣化的教學模式。

3、模擬職業環境，提升學生的職業競爭能力

三、虛擬仿真實驗教學的優點

通過計算機終端進入虛擬實驗平臺，在虛擬平臺上運用虛擬設備進行實驗操作，研究教師如何將理論課程與虛擬軟件結合起來，讓學生模擬真實的職業環境，身臨其境體驗真實的工程建設過程。通過反復實訓，安全、高效的學習知識，培養基本的安全意識和良好的實驗習慣，極大地拓展教學內容，提升職業競爭力。

計算機軟硬件技術的發展和虛擬仿真技術的成熟，使得虛擬仿真在高職教育領域的應用價值逐漸體現，與《智能終端維護》、《現代通信原理》等在線課程結合，開展虛擬仿真實驗教學項目建設，有利于提高課程的信息化水平和教學質量，為創新人才培養奠定基礎。虛擬仿真教學中心作為高校教育信息化建設的重要組成部分，它既可用于進行高效的實驗、實訓教學以外，還可為學生技能競賽提供場地，為教師科研成果轉化提供平臺，具有利用率高、易維護等諸多優點。具體表現為：

1、推動專業課程優化，培養更受歡迎的專業人才

通過2020年新建設的虛擬仿真實訓室，基于通信工程項目建設進行系統開發與仿真，提供給使用者完全自主的實訓環境，參數、配置連線、網絡架構均可靈活自主搭配，滿足各種級別各種層次的教學任務和科研需求，可繁可簡，收放自如。

2、充分利用與挖掘平臺功能，培養學生的創新設計能力

通過模擬真實的通信工程典型應用建設場景，可供學生開展平時的實驗實訓、畢業設計、技能競賽等，提高學生的通信網絡設計、施工創新能力和創業能力。

3、創新校企協同育人合作模式

通過與企業共同開發教學資源，優化現行課程體系，傳遞行業一線知識，提升綜合教學質量;為教師提供配套的多媒體課程服務，逐步建設一支復合型師資隊伍;為學院培養業界認可的金牌講師，校企協同育人，全面提升學生的培養質量。

4、信息化教學提高教學效果

通過共建優秀課程資源，搭建一個師生交流的平臺，有助于實現信息化教學，從本質上提高他們相關課程的學習效果，提高他們的創新能力。

5、助力參加專業技能競賽

通過利用虛擬仿真實訓室的設備平臺開展全網規劃、設計、配置與測試等訓練項目，為開展全國職業技能競賽通信類賽項及工信行指委主辦的通信類競賽提供訓練和模擬競技場所。

據調查，虛擬仿真技術的研究和應用已成為今后高校實驗室建設的一個重要發展趨勢，縱觀現在的虛擬仿真實驗平臺，國外應用較多的是麻省理工學院的WebLab和卡耐基梅隆開放學習計劃中的虛擬實驗室，國內較為成熟的是清華大學工程力學虛擬仿真實驗室和浙江大學虛擬電工電子網絡實驗室等。其中，清華大學率先建立了數字防災與虛擬工程實驗室，實現了基于虛擬現實技術的災害模擬和仿真功能。隨后，浙江大學、天津大學、中南大學、北京郵電大學等一些知名高校也相繼建立了工程類虛擬仿真實驗室。

宜賓職業技術學院，作為一所國家級骨干高職示范院校，當前正處在高職高專優質校建設期間，學院確定了“調遷、擴規、進位、升本”的戰略目標，積極地開展產教融合、校企合作，各個二級學院要充分發揮自己的優勢與特長，全面加強內涵建設和推進專業教學改革，加快實現學院的高質量發展。

參考文獻：

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