高水平專業群背景下虛擬仿真技術在煤炭化工實踐育人中的應用研究

趙琛

摘要：職業院校雙高計劃推進實施離不開技術層面支撐，新時期煤炭化工人才培養活動，對學生實踐能力提出更高要求。高水平專業群建設深入推進背景下，將虛擬仿真技術應用于煤炭化工專業實訓教學，優化教學資源建設方式、創新教學模式、推動成果開放共享，能夠推動實踐育人水平有效提升。本文在明確高水平專業群背景下煤炭化工實踐育人體系構建重要性基礎上，深入剖析虛擬仿真技術融合應用下實踐育人體系構建內容及應用保障，以此為推進虛擬仿真技術高效應用，提升高職育人質量起到積極促進作用。

關鍵詞：高水平專業群；虛擬仿真技術；實踐育人

引言

高水平專業群建設是綜合型職業人才培養需求發展的必然要求，是以若干個辦學實力強、就業形勢好的重點建設專業為核心，整合技術領域或就業方向相近的專業，以推動學生綜合素養培養，提升學生職業發展能力的新型辦學模式。高水平專業群建設必須以新型教育技術和教育理念為支撐，創新實踐育人體系，推動育人成效全面提升，為學生職業發展奠定堅實基礎。

一、高水平專業群背景下煤炭化工實踐育人體系構建重要性

（一）全面落實高水平專業群建設要求

21世紀初期，我國高職教育進入新型發展階段，相關學者開始高水平專業建設方面的理論研究，2006年，教育部、財政部聯合發布的《關于實施國家示范性高等職業院校建設計劃加快高等職業教育改革與發展的意見》中，明確提出“特色專業群”建設，在“雙高計劃”出臺后，專業群建設成為高職院校內涵建設的重要內容[1]。對煤炭化工專業為核心的高職院校而言，要全面落實高水平專業群建設要求，就必須適應人才供需形勢變化，適應職業教育高質量發展要求，構建新型實踐育人機制，依托實踐育人全面提升學生職業素養，為學生順利進入職業崗位奠定堅實基礎，為高職院校創新發展提供動力支撐。

（二）推動職業教育實踐育人水平提升

職業教育是以服務周邊區域產業發展為基本導向的，在人才培養活動開展中，必須強化對學生職業素養和職業發展能力培養的重視程度，在提升學生就職就業能力，創新高職院校發展模式基礎上，滿足區域經濟產業鏈中各類職業崗位需要。通過構建新型實踐育人體系，創新優化職業教育方式，能夠有效解決傳統教育模式中存在的過度注重技能而忽視素養的培養，偏重理論而忽視實踐操作的重要性，以及辦學效益不突出，學生就業難度大，企業人力資源成本高等方面問題，實現學校、社會與學生的三方共贏。新型實踐育人體系的構建和運行，還能夠改變職業教育傳統專業建設范式，強化專業實訓基地共享利用，聚集優秀教師資源，在實現高水平專業群建設發展的同時，降低教師儲備量，提升實踐育人成效，降低高職院校辦學成本，提升辦學效益。

（三）整合教育資源落實立德樹人任務

立德樹人根本任務是新時期高職院校育人體系運行的基本導向，在實踐教育活動中推動學生核心素養水平提升，才能夠更好地培養出適應社會發展需要的高素質人才[2]。以高水平專業群建設為載體，推動立德樹人在實踐育人體系中的全過程融入，能夠更好地提升人才培養質量，確保學生具備從事職業活動所需要的道德修養。在實踐育人活動開展中，結合本校“煤炭化工”和“康養護理”雙高專業群組建設現狀，積極融入多種形式課程元素，利用虛擬仿真實驗教學信息平臺推動實踐教學方式優化，充分整合新型教育資源，確保立德樹人根本任務的全面落實，推動學生職業發展和職業素養不斷提升，為學生順利進入職業崗位奠定堅實基礎。

二、基于虛擬仿真技術的煤炭化工實踐育人體系構建

（一）明確煤炭化工實踐育人理念導向

實踐育人是指在職業教育活動中，將課堂教育與社會實踐教育功能高度融合，遵循教育發展規律和學生個體成長規律，以學生為主體，以學生現有知識經驗和自然能力為基礎，構建形式多樣、內容豐富的實踐活動，推動學生知識水平不斷提升、知識體系不斷建構、道德修養逐步提升的新型教育方式，以及在教育過程中形成的教育理念和教學方法。煤炭化工高水平專業群建設，離不開實踐育人理念的根本導向，要能夠確保所培養的人才能夠具備全面發展的高素質，能夠服務于社會主義現代化建設。虛擬現實技術在煤炭化工實踐育人培養活動中，能夠創新優化單項技能訓練和綜合性訓練方式，實現教育活動與產業鏈的密接對接、與崗位技能的密切對接，真正培養出企業所需要的高素質人才。因此以虛擬仿真技術為支撐搭建煤炭化工實踐育人新型平臺，就必須以新型理念為指引，以標準化、規范化實踐育人活動為實現基礎，以信息化促進職業教育現代化，推動實踐育人成效不斷提升。

（二）整合資源搭建一體化虛擬仿真教學管理平臺

高水平專業群建設需要實現跨專業教育資源的有效整合，充分發揮資源合力，推動教育資源效益最大化[3]。以本校為例，各個專業都已經初步建立虛擬仿真實訓室，做好軟件和場景資源等方面準備，但是在實際運行中，受學校專業多、實訓問題復雜、虛擬仿真實訓室建設標準參差不齊、虛擬仿真實驗項目操作不規范、技術指導不到位等因素影響，導致項目管理混亂且數據無法歸總、資源共享水平低、資源重復購買或建設等問題，對實踐育人成效產生負面影響。因此要確保新型實踐育人體系高效構建和運行，就必須實現對現有課程和實驗資源的有機整合，構建一體化虛擬仿真教學管理平臺，結合專業群內各個專業實踐教育活動開展要求，制定科學合理的資源使用計劃，推動校內虛擬仿真資源的共享應用。

（三）完善虛擬實驗室建設解決實踐育人現實難題

煤炭化工高水平專業群建設中，實踐教育活動開展面臨最為主要的問題，是實踐操作具有較強的危險性、某些實訓場景無法再現，導致學生實踐能力培養與實際工作存在偏差，學生在進入工作崗位后，還需要進行系統性培訓，導致人力資源成本增加。以校企合作為載體，以虛擬現實技術為支撐，搭建與現實生產場景相一致的模擬場景，能夠使學生更加直接、清晰地把握煤炭化工職業崗位生產要點，能夠形成對職業崗位生產活動的系統性認識，有效提升實踐應用能力，鞏固理論知識，為進入職業崗位奠定堅實基礎。本校煤炭化工高水平專業群建設中，以“對接產業、定位高端”為理念導向，以“統籌規劃、以實帶虛、以虛助實、虛實結合、整體提升”為基本選擇，以產教融合指引、信息技術固基、五位一體強能為出發點，系統化設計建設技術先進、體系健全、層級遞進、結構合理、信息化水平高、裝備水平對接產業前沿高端、培養培訓目標對標企業需求規格的虛擬仿真實訓基地。以此不僅滿足煤炭化工高水平專業群建設要求，還為國內高職院校同類專業（群）建設發展起到示范引領作用。

（四）優化新型實踐育人模式提升學生實踐能力

以虛擬仿真技術為支撐構建煤炭化工新型實踐育人體系，還需要優化創新實踐育人模式，全面提升學生實踐能力，為學生職業能力培養起到積極促進作用[4]。新型實踐育人模式優化創新，是以企業實際生產需求為導向的，利用虛擬實驗室在資源和技術方面優勢，聯合企業開發線上虛擬仿真實驗教學項目，確保實訓內容與生產實際精準對接，提升學生崗位適應能力。以本校煤炭化工實踐育人活動為例，在生產性實訓基地運行中，確保虛擬仿真模擬項目與真實生產項目、真實工藝流程、真實操作規范、真實檢測標準、真實生產環境相一致，不僅重視學生實踐操作能力培養，還更加重視學生個人素養與行業職業精神培養，切實提升學生崗位職業能力。以虛擬現實技術為橋梁，構建“線上理論學習+線上虛擬實訓操作+線下實訓室實踐”的創新模式，拓展學生自主學習提升空間，滿足學生多元化場景學習需求，確保學生具備實踐訓練的良好理論基礎。

（五）完善評估體系推動學生綜合素養全面提升

高水平專業群深入推進背景下，要確保學生實踐能力不斷提升，同時又具備良好的職業修養，就必須要實現對學生綜合素養的動態化、全面性評估，為學生實踐訓練活動開展提供精準指導。基于虛擬仿真技術搭建的實訓平臺，能夠將學生的實訓操作過程傳遞給企業導師，由企業導師從生產實際情況出發，對學生實際操作水平進行評價，指出在實訓操作中存在的問題[5]。以虛擬仿真實訓基地為載體，與信息網絡技術相結合，實現對學生實踐能力的全面評估，改變傳統教學模式中單純由學校教師評價的不足，確保學生能夠實時了解自身實踐能力薄弱環節，以此不僅能夠調整優化實踐育人導向，為學生參與技能大賽和職業資格認證提供參考，還能夠推動教師職業能力全面發展，有效提升學校教師團隊整體實力，為學生綜合素養培養奠定堅實基礎。

三、虛擬仿真技術在煤炭化工實踐育人體系中的應用保障

（一）創新教學資源建設模式

以虛擬仿真技術為支撐構建煤炭化工實踐育人體系，必須要實現教學資源的多渠道采集，利用實訓室和仿真操作平臺等，以數據庫模式將所有教學資源納入統一管理體系，為實踐教學活動開展奠定堅實基礎。本校煤炭化工高水平專業群建設中，依照煤炭專業生產運行相關標準要求，將實訓室功能分為基礎實驗、專業實訓、綜合實踐等三個板塊。在各個專業現有資源基礎上，建設VR實訓室、煤礦工種仿真操作平臺，利用數字化升級改造校內模擬礦井、煤礦智能開采實訓綜合體，與煤炭企業深入合作，通過總調度室互聯互通提取生產現實實景，搭建煤礦虛擬仿真培訓基地。通過校內資源、企業資源和社會資源的融合建設，能夠有效彌補學校方面在虛擬仿真技術應用中存在的技術不足、資源受限、資金不足等短板，確保虛擬現實教學平臺的教、學、練、考、管、評等各種功能實現，推動理論教學、虛擬仿真、實踐訓練有機整體，確保實踐育人成效充分彰顯。

（二）虛擬仿真課程內容重構

以現代職業教育理念為指引，從本校學生學情和企業人才需求特征出發，充分利用虛擬仿真技術優勢，實現對虛擬仿真課程內容的系統性重構，是確保煤炭化工實踐育人體系高效運行的重要保障。在構建虛擬仿真課程內容時，加強與煤炭企業的深層對接，采用大數據技術和人工智能技術，實現對復雜課程知識領域的數據挖掘、信息處理、知識計量和圖形繪制，將課程知識點以邏輯關系形成“知識圖譜”，明確虛擬仿真課程內容的關鍵點、關聯點，并以這些節點為基礎，合理安排虛擬仿真課程課節數量、內容，與理論教學環節有機結合，確保學生在完成理論知識學習后，及時完成對應的實踐訓練。通過“知識圖譜”的構建，還能夠利用人工智能技術真正挖掘出企業人才需求“關鍵詞”，實現企業與學校層面的深度合作，改變傳統校企合作模式中企業效益低下，參與積極性不足等方面問題，減少企業在應屆生培養方面的人力資源投入，構建校企合作新型模式，有效提升校企合作效益水平，為職業教育創新發展開拓新型路徑。

（三）構建成果開放共享模式

高職院校高水平專業群建設是以各個專業優勢資源共享利用為實現基礎的，同時又要注重建設成果的開放共享，為專業群建設活動持續推進提供動態支撐。隨著高校在虛擬仿真技術應用方面的投入不斷增加，在實踐教學中的應用效果也不斷提升，同時在應用中也存在虛擬仿真教學軟件功能不足、針對性不強、無法針對具體問題調整運行方式等問題[6]。本校煤礦智能開采技術專業群作為全國唯一的煤礦開采類高水平專業群，為建設過程中與煤炭企業、虛擬現實科技企業深入合作，在做好虛擬仿真平臺建設基礎上，突破傳統技術應用方式，依托“實訓教學資源”建設成果、“知識圖譜”教學模式創新成果，聯合“技術服務龍頭企業”共同探索基于“信息化平臺”的開放共享模式。以此不僅實現技術成果在本校“煤化工技術”“康復治療技術”等專業虛擬仿真實踐教學中的優化應用，實現與合作企業的成果共享，還為相關高校同類型高水平專業群建設提供參照，為推動虛擬仿真技術高水平應用起到積極促進作用。

結語

以虛擬仿真技術推動煤炭化工實踐育人水平提升，是新型技術融合應用和人才培養需求專業的必然要求，是提升高職院校高水平專業群建設的重要路徑。對高職院校相關教師而言，必須切實轉變傳統育人理念，提升對新型技術應用的重視程度，提升技術應用和教學指導能力，加強與合作企業的溝通交流，準確把握實踐育人創新要求，以此才能夠將新型育人模式優勢充分發揮出來，為高水平專業群建設貢獻更大作用，全面提升學生綜合素養，為學生順利進入職業崗位奠定堅實基礎。

本文系教育部高等學校科學研究發展中心2022年度“虛擬仿真技術在職業教育教學中的創新應用”專項課題《基于高水平專業群的虛擬仿真實訓教學資源建設及成果開放共享平臺建設研究》（課題編號：ZJXF2022262）的研究成果。

參考文獻：

[1]程鵬翔.1+X證書賦能虛擬現實技術應用人才培養研究[J].湖北開放職業學院學報，2023，36（24）：159-161.

[2]侯圣勇.虛擬現實技術融入高職智能制造專業群實踐教學體系的應用研究[J].中國機械，2023（34）：99-102.

[3]劉娉.虛擬現實技術在衛生職業教育實訓教學中的應用探討[J].衛生職業教育，2023，41（23）：99-101.

[4]張津寧，能源，馬驍等.虛擬現實技術在構造地質學實踐教學中的應用[J].教育觀察，2022，11（25）：9-11+18.

[5]齊水冰，李春麗，李可等.“標準引領、體系支撐、五維育人”的專業群人才培養模式探索與實踐——以工業節能技術高水平專業群為例[J].廣東職業技術教育與研究，2022（04）：136-140+151.

[6]白夢清，張玉潔.高水平護理專業群實施“崗課賽證”融合育人模式的探索與實踐——以湖北職業技術學院為例[J].湖北職業技術學院學報，2022，25（02）：16-19.

（作者單位：陜西能源職業技術學院）

（責任編輯：豆瑞超）