学校根据国家职业教育虚拟仿真实训基地建设指导意见和专业数字化升级改造实际,为解决“看不见、摸不着、难再现、风险高、成本高”等现场实训教学难题,按照“以实带虚、以虚助实、虚实结合”理念,与浙大旭日、科明数码、山东动漫、上海曼恒、也未艾等虚拟仿真领域龙头企业合作,校企共建了虚拟仿真实训基地,充分运用“VR/AR/AI+5G+云服务”等前沿技术手段,实施基于“VR+教学”的教师、教材、教法改革,将“三教”改革落到课堂、落在教学、落于实处,促进教师的主动发展和学生的全面发展,整体提升了学校的教育教学水平。

“集中+分散”建设虚拟仿真实训基地

按照“以实带虚、以虚助实、虚实结合”理念和校企多元协同原则,山东理工职业学院与浙大旭日、科明数码、也未艾等虚拟仿真领域龙头企业合作共建新能源装备虚拟仿真实训基地。公共虚拟仿真实训中心和分散在各院系的专业虚拟仿真实训中心共同组成覆盖全校各专业群“集中+分散”“共享服务+专业教学”的虚拟仿真实训基地。对接行业产业生产流程、职业标准、行业标准和岗位规范,将信息技术和教学实训设施相融合。

▲新能源装备虚拟仿真实训基地建设思路

公共虚拟仿真实训中心建设面积达1400平方米,由VR成果展示与应用中心、VR教学实训中心、VR课程资源开发中心、VR创新教学工作坊四个部分组成。VR成果展示与应用中心配置了桌面式操作一体机、沉浸式LED大屏、多通道CAVE系统、大空间多人协同交互系统、幻影成像系统、360度全息投影系统、模拟蛋仓、虚拟焊接体验设备、VR万向跑步机、VR自行车等设备。场地内可进行VR教学、参观、体验、宣传等活动,使得多功能VR活动教室升级到各种技术有机融合的交互体验。VR教学实训中心配置了LED显示屏、高性能教学电脑、VR黑板以及智能制造、新能源汽车、应用化工、智能财税、航空、智慧建造、医养健康、文化创意设计等VR实训软件180余套。每个教学中心可容纳45人。考虑整个学校的所有专业特色,各实训区域具有通用性,适合各个专业教学实训。但每个区域内的交互硬件又不同,具体专业教学活动可选择不同的区域开展。VR课程资源开发中心配置触摸互动一体机、开发电脑、万维引擎虚拟现实(VR)开发平台、高性能摄像机、绿布、提词器等设备,组成20人创新开发室。团队可以在此区域进行VR软件开发与升级、VR项目实施与拓展、在线开放课程资源拍摄和剪辑制作等。VR创新教学工作坊配置了LED大屏、会议系统等,可满足对VR新技术、新产品、新项目的研讨、会议、测试、项目汇报等需求。

▲新能源装备虚拟仿真实训基地布局

依托学校最具特色和优势的专业群,系统设计实训教学体系,打造了智能制造、新能源光伏、智能网联汽车、智能财税、京东现代物流等若干个专业特色突出的高水平专业虚拟仿真实训中心,每个专业虚拟仿真实训中心下设若干虚拟仿真实训室,覆盖行业企业前沿技术和新业态。构建虚拟实训场景,模拟专业群相关实训内容,以新一代信息技术赋能实习实训,调整实训课程整体架构,更新实训课程内容,深化实训课程改革,进一步提高实训基地对人才培养工作的针对性。

 

▲VR技术在实训教学中的应用

专业平台:赋能专业升级和数字化改造

以虚拟仿真助力“教师、教材、教法”三教改革,探索教学改革的新途径、新做法与新经验。基于工作岗位群能力分析,完善以学生为中心、以能力为导向、以课程为主体、与职业资格标准相融合的“底层共享、中层分立、高层互选、顶层综合”专业群课程体系。融合职业核心能力搭建专业群公共课程平台;依据各专业能力要求搭建中层分立的核心课程平台;按照创新能力、复合能力培养要求构建顶层互选课程平台,满足学生跨专业学习需要,拓宽学生知识面。与浙大旭日合作共同建设VR课程资源开发工作室,配置VR开发软件,校企师生共同优化、开发VR实训软件143套。将新技术、新工艺、新规范等元素融入教材内容,校企共同开发新型活页式、工作手册式等教材30部,应用VR、AR等新技术建设配套的信息化资源,满足不同学习者和学习模式的需求。

实训平台: 构建“VR+实训”教学新模式

充分运用“VR/AR/AI+5G+云服务”等前沿技术手match段,将虚拟仿真技术应用到实体设备和实际操作中,实现“虚实结合”的教学实训模式创新,做到“即时即用、即用即享”,打造“口袋式”VR教学云平台。以VR教学软件资源内容为核心,打造“VR”智慧课堂,充分融合VR资源、VR“黑板”、VR快速开发平台和VR课堂管理平台四大模块,构建起“VR+实训教学模式”,营造出以沉浸体验、自主讨论、交互联动为主的学习生态。VR教学云平台具备教、学、练、考、管、评等完整的教学功能,实现人、资源、数据、场景、功能的五聚合,通过移动载体,可以获得数字化教学资源,实现任何时间、任何地点、任何人的“3A泛在化、碎片化学习”,使得在“理论教学、虚拟仿真、实物实训、巩固考核”等教学环节都可以协同、综合运用各种教学资源。

VR教学云平台

活动平台:创新实施“中文+职业技能”模式

随着“一带一路”倡议的深入实践,各国民众学习中文、了解中国的需求与日俱增,越来越多的各国青年既想学习中文,又想掌握职业技能,由此催生了“中文+职业技能”教育的需求。借助虚拟现实技术,建设了中国文化场馆,让“一带一路”沿线民众体验我国的风土人情和优秀传统文化;用虚拟现实的方式表现和展示我国的科技和产品创新,如轨道交通、航空航天、工程机械等。开发工业汉语教材18部,教材中涉及到的操作技能全部匹配对应的3D视频。2021中外青年学生孔子文化周期间,140余名中外青年学生到新能源装备虚拟仿真实训基地体验。

中外青年学生到学校新能源装备虚拟仿真实训基地研学

 

山东理工职业学院新能源装备实训基地现为教育部职业教育示范性虚拟仿真实训基地培育项目、教育部教育信息化(虚拟仿真教学)应用实践共同体——基于“VR云平台”的装备制造类专业全时空教学模式应用实践共同体成员单位。以新能源光伏技术、新能源汽车技术、智能制造等专业群为引领的各专业取得丰硕建设成果。