“虛擬現實”新基建為職業教育破題

王楠

2021年暑假的一天，江西機電職業技術學院電氣工程分院通用航空器維修專業2020級學生周芳宜打開電視，一則國家職業教育虛擬仿真示范實訓基地即將完工的新聞正在播報，他并未把這個地方和自己聯系在一起。開學后不久，班主任在專業群發了條通知——10月23日開始，在紅谷灘新區VR特色小鎮內虛擬仿真實訓示范基地進行兩周實訓。這著實讓周芳宜驚喜又意外。位于江西南昌的首個國家職業教育虛擬仿真示范實訓基地（以下簡稱“實訓基地”）于2020年2月完成招標，如今已正式投入試運營，周芳宜等學生是第一批“幸運兒”。“進不去、看不見、動不了、難再現”，職業教育實訓教學苦此久矣，“虛擬現實”新基建為職業教育破題。

從無到有，摸著石頭過河

虛擬仿真與江西的淵源頗深。時間回到被稱為“VR元年”的2016年，年初江西即以南昌為VR產業發展的先鋒隊，啟動了全球首個城市級虛擬現實產業規劃，開始布局全球城市級虛擬現實產業。2018年，由江西省政府和工信部共同主辦的世界VR產業大會在南昌舉行，其間157個協議和項目達成意向，總投資額631.5億元。大會剛落下帷幕，江西立即印發了《加快推進虛擬現實產業發展的若干措施》。此后，VR企業競相落地江西。第二屆世界VR產業大會開幕式上，教育部與江西省政府達成框架協議，決定在江西設立國家職業教育虛擬仿真示范實訓基地。實訓基地選址南昌紅谷灘新區則是順理成章，作為南昌全市VR產業發展的主戰場，省部共建框架協議達成前，已有微軟等多家全球龍頭企業入駐集聚。從代表性、有特色的工科類專業，航空、軌道等領域技能型人才培養，江西本土特色專業三個層面綜合考慮，實訓基地擬定開設九大類26個專業課程，包括裝備制造專業、交通運輸專業、電子信息專業、醫藥衛生專業、旅游專業等。

參與實訓基地建設的陣容強大，由全國行業職業教育教學指導委員會選派的專家、腳本建設院校選派的教師、參訓院校選派的教師、資源建設方工程師、設備供應商工程師、行業企業專家、基地自有教師等七方共同組成。2020年10月受全國交通運輸職業教育教學指導委員會委派，南京交通職業技術學院教師崔嘉借調至實訓基地，負責城市軌道交通運營管理專業的虛擬仿真課程資源建設和實訓課程體系規劃。他指導承接院校教學團隊（深圳職業技術學院），完成了行業企業調研，對標國家職業教育專業教學標準完成了學習場及工作環節設置，最終梳理總結了面向不同工作崗位、設計了54個不同學習情境的虛擬仿真實訓腳本。2021年3月，崔嘉開始配合VR技術團隊解讀腳本，設計虛擬仿真資源開發框架，并開始組建教學團隊按照項目目標進行教學設計。

對VR項目來說，腳本如同電影劇本，而開發者則是承擔編劇工作。虛擬仿真課程開發經歷了相當艱難的論證過程，所有參與者都在苦苦思索，如何避免以虛代實，為了VR而VR……江西旅游商貿職業學院是旅游管理、導游專業虛擬仿真實訓的承接院校，負責課程資源開發建設的院長張蕾深有體會，她帶領學校專業老師組成的開發團隊，沒有現成的項目經驗可以借鑒，教師無一具備VR背景。秉承虛實結合、以虛助實的原則，虛擬仿真實訓所需課程量、師資構成、呈現方式再到教學評價……所有細節在團隊的頭腦風暴中一點點梳理清晰，再與開發團隊充分溝通，在后期的教學過程中實現。

現在，實訓基地的西區已投入使用，一期項目完成了數控技術、工業機器人、城市軌道交通運營管理、中藥學、導游、通用航空器維修、航空航務技術等七個專業實訓室和課程資源建設。

當“虛擬”照進“現實”

2021年9月13日，城市軌道交通運營管理專業成為實訓基地集體試運營的首個專業。城市建設跑出“加速度”，交通運輸類企業激增，大量的軌道交通技能人才要通過職業院校培養。但現實情況是，城軌專業的實訓設備價格高昂，占地面積太大，工位相對緊缺。崔嘉算了筆賬：如果按兩周的實訓課，一天6個學時，平攤到每個學生頭上，上手設備不過兩三個小時。另一方面，實訓設備的損耗率極高，維修費用也是一筆不小的支出。因此，對于大量的、反復的而工位又不夠的實訓，虛擬仿真技術便能派上大用場。學生們可以先通過虛擬環境熟悉流程，再根據操作熟練程度，分批到實際設備上鍛煉手感，加快訓練步驟。

10月24日，一輛大巴將周芳宜和他的20多位同學送到實訓基地，親眼看到“高大上”的基地，周芳宜內心騰地升起一個感受“在這我能學到好多東西”。看一遍專門演示虛擬設備操作的視頻，老師又現場演示了虛擬設備操作，不到五分鐘學生們就輕松上手了。以拆飛機機輪為例，把螺絲擰開，然后用力矩扳手，整套拆卸中一個螺絲沒有擰下來，就不能繼續下一個步驟，練習結束后軟件自動打分。兩周內，周芳宜和同學們通過虛擬仿真教學，學習并順利通過了飛機機輪安裝與拆卸、胎壓填充等項目考核。周芳宜說：“從前，類似的實訓內容要在校外真正的飛機場進行，存在一定的安全隱患，而VR學習既節省了成本，又保證了安全。”他的同學劉金則提到，其中一位來自北京的授課教師，曾是空軍飛行員，講起自己的軍旅經歷和維修實踐，讓現場的同學們大開眼界。

虛擬仿真實訓系統及配置相應的虛擬仿真實訓設備，解決了專業實訓教學中的“三高三難”痛點和難點。張蕾告訴記者：“導游車上沿途講解是導游專業學生必須掌握的技能，他們需要在車上對客人進行城市、風景名勝、道路等等講解。日常的教學過程中，學生幾乎沒有練習的機會，只能等到實習時鍛煉本領。”虛擬仿真實訓軟件中置入的模擬大巴和周邊實地拍攝VR情景，沒有使用過度的圖像處理，力求呈現實際情況，創建了沉浸式的環境，讓學生“身臨其境”地感受到自己是在大巴車上向客人講解。張蕾說：“學生們主動、認真地帶著問題學習，還很快樂，這樣的反饋令我們非常興奮，設計的初衷實現了，學生的專業能力尤其是實踐水平得到了提升。”

領先半步形成標準

結合先行先試實訓班700多人次的學習體驗，崔嘉等職教老師也在積極思考虛擬仿真課程的優化，在二期項目中完成改善升級。明年東區的五棟樓全面建好后，實訓基地全面投入運營，每年可容納約十萬名學員進行實習實訓、社會培訓、師資培訓及研學活動。

“崗課賽證”融通早已在課程研發初期就納入了規劃。實訓基地不僅適用于職業學校的學生，更能適應職業比賽、技能鑒定，乃至對社會人員的培訓需求。崔嘉認為，處理突發事故實訓是虛擬仿真技術的突出優勢，一些受制于場景因素的職業技能考核方式，比如突發交通事故、應對大客流等考核，可以虛擬仿真環境下再現，這為一些不易考核的技能提供一種可能，拓寬了職業技能大賽的覆蓋面。而將虛擬仿真技術運用到“1+x”一些職業技能考核上，也在一定程度上避免了人工判定的誤差，統一了判定標準。這些，都將在后續的推進中等待著驗證。

在崔嘉看來，國家級虛擬仿真實訓基地真正實現了虛擬現實教學的沉浸感和真實感。早在2014年，崔嘉著手建設本校仿真實驗室。作為較早使用新技術輔助職業教育的實踐者，他感到此前各地職業院校推行的相關實踐“只仿真不虛擬”，而實訓基地利用虛擬仿真技術1：1 搭建真實的環境和真實的崗位流程。對實訓基地建設工作的深度參與，讓崔嘉直言“不可同日而語”。

職教老師也深刻體會到虛擬仿真對教學的作用。江西旅游商貿職業學院的15位老師和60名學生參與了先行先試實訓班，兩三周的實訓結束后，師生們的反饋讓張蕾很有成就感。“大數據與人工智能時代，給我們的社會、生活帶來了改變。對于職業教育，虛擬現實技術最大的特色是提高了教學的實效性，這是毋庸置疑的，它對教師的信息化水平也提出了更高的要求。”張蕾說。在不斷的磨合中，教師從“摸不到頭腦”，在專家的引領下也沉浸式體驗了虛擬仿真技術，逐漸感受到虛擬仿真在教育教學過程中發揮了巨大作用，最終也發自內心地認同虛擬仿真在教育教學中的優勢。

實訓基地以立足江西、輻射全國、面向世界的理念，將基地建設成職業教育創新發展的共建共享平臺。崔嘉相信，依托南昌的國家級虛擬仿真實訓基地，虛擬仿真在職教應用也將迎來蓬勃發展的新階段，必將引領未來的職教理念改革，新一輪的教改浪潮就要開始了，他目光灼灼。