陳 穎 葉 松

（銅陵學院，安徽 銅陵 244061）

虛擬仿真模擬教學是順應時代發(fā)展的產(chǎn)物，是對現(xiàn)代教育理念和教學方式的一種新的變革。自從教育部倡導“教育信息化”以來，為了提升實踐教學的水平，達到更好的教學效果，全國各地院校紛紛建立了不同層次、各具特色、不同類別的虛擬仿真實踐教學中心，并且在一些特殊的實踐訓練中發(fā)揮了巨大的作用。當然虛擬仿真中心建設和運行中還存在各種問題和不足，但是隨著人工智能的迅速發(fā)展和大數(shù)據(jù)的廣泛應用，虛擬仿真實踐教學平臺逐漸普及，虛擬仿真實踐教學將成為一種普遍的教學手段，在實踐教學中會發(fā)揮更大的作用。

銅陵學院是一所財經(jīng)特色鮮明、多學科協(xié)調發(fā)展的應用型本科高校，最早提出以建設應用型高校作為辦學目標，堅持校企合作共同培養(yǎng)應用型人才的人才培養(yǎng)模式，2008年發(fā)起并創(chuàng)立了“安徽省應用型本科高校聯(lián)盟”，在全國產(chǎn)生重大影響，為新建院校謀求發(fā)展探索出一條新路。目前學校建有1個國家級校企合作實踐教育基地、5個省級校企合作實踐教育基地、13個省級示范實驗實訓中心和土木工程虛擬仿真實驗室和VBSE虛擬仿真實驗室等省級虛擬仿真實驗教學中心。銅陵學院在校企合作、應用型人才培養(yǎng)以及虛擬仿真實驗室的建設等方面都處在同類院校的領先地位，同時也存在改進的空間。

一、校企合作下應用型地方高校深入開展虛擬仿真實踐教學的重要意義

所謂虛擬仿真實踐教學就是以計算機為核心，通過合理的應用計算機軟件把相關技術有效結合的一種實踐模式，主要包括虛擬現(xiàn)實、多媒體技術以及仿真技術等現(xiàn)代化技術。其程序是：先構建出一種模型，該模型必須科學、合乎邏輯、結構合理并得到論證可行，再利用硬件設備和計算機技術把這種模型轉化為虛擬的模型，利用網(wǎng)絡形式和仿真技術實現(xiàn)虛擬模型的網(wǎng)絡化，最后學生通過計算機端口來進行具體的實踐訓練。應用型地方高校通過校企合作模式下建立的虛擬仿真實踐教學體系，可以改變以往單一的理論教學模式，通過虛擬仿真和計算機技術把理論教學與實踐教學有機結合起來，充分發(fā)揮虛擬仿真實踐教學的優(yōu)勢，對人才培養(yǎng)的質量及效率有極大的作用。

（一）教學效果明顯提高

虛擬仿真實踐教學具有高仿真、高智能化、直觀性等優(yōu)勢，可以提高教學效果。例如銅陵學院土木工程虛擬仿真實驗室有61臺高性能計算機及多媒體等硬件設備，同時還擁有杭州萬霆科技股份有限公司開發(fā)的建筑工程虛擬情景教學實訓軟件、建筑工程施工工藝仿真軟件、建筑工程識圖仿真軟件等系列虛擬仿真軟件，能把抽象的、復雜的、多工序的建筑施工過程形象的展示在學生面前，能有效彌補僅靠理論知識和書本知識帶來的枯燥感，教學效果大大提高。

（二）教學水平全面提升

從虛擬仿真實踐教學的功能和作用來看，一方面可以為教師教學提供便利，幫助教師在教學中更好地開展教學活動，提高教學效率；另一方面也能夠增強學生學習的積極性，利用虛擬技術幫助學生在預習環(huán)節(jié)、實驗進行環(huán)節(jié)和實驗復習階段全方位進行自主性探究，鞏固和運用所學知識。兩方面相互配合，從而全面提升教學水平。銅陵學院教師利用虛擬仿真平臺全面開展教學活動并帶領學生進行項目研究，完成了多項大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目和其他課題研究。

（三）有效降低實驗成本

虛擬仿真實驗是虛擬的，基本沒有材料的消耗，或消耗很少，可以為學校節(jié)約開支，減低成本，也能擺脫傳統(tǒng)實驗中因為缺少材料而無法進行的限制。很多實驗是具有一定危險性的，但又是學生必須了解和掌握的，以往傳統(tǒng)教學中只能用理論講解代替實驗操作。而虛擬仿真實驗因為是虛擬的，可以進行危險實驗，通過模擬幫助學生直觀認識危險，切實掌握操作步驟。

（四）校企合作實現(xiàn)共贏

深入開展虛擬仿真實踐教學順應了國家教育政策與職業(yè)教育改革趨勢。應用型地方高校需要培養(yǎng)綜合素質和實踐能力較強的應用型專門人才，雖然學校擁有大批專業(yè)知識工作者，可以發(fā)揮學科綜合優(yōu)勢，但缺乏資金、場地和設備，缺乏承擔市場風險的能力。而企業(yè)不缺資金、場地和設備，且擁有豐富的生產(chǎn)管理和市場管理經(jīng)驗，但技術水平不高，對新技術信息和發(fā)展動向不敏感。虛擬仿真實踐教學提供了仿真的企業(yè)環(huán)境和創(chuàng)新的教學方法，以教育平臺為基礎，利用院校的教學形式，把雙方的優(yōu)勢資源整合在一起，在合作過程中以資源合理利用為標準推動校企進行深度的融合交流，注重培養(yǎng)質量，不斷提升學生綜合素質和就業(yè)競爭能力，滿足雙方需求，共同為培養(yǎng)應用型人才努力。而且虛擬仿真實訓平臺不僅可以為校內學生提供實踐場所，同時也可以對外開放，作為企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才的基地，為社會提供優(yōu)質教學資源，提供專業(yè)的社會服務能力，從而統(tǒng)籌兼顧經(jīng)濟效益和社會效益、實現(xiàn)共贏。

二、目前虛擬仿真實踐教學建設中存在的問題和不足

通過對銅陵學院及周邊學校虛擬仿真實踐教學的調查，發(fā)現(xiàn)仍然存在不少需要改善的地方。

（一）教學中虛實結合不足

一方面虛擬仿真實踐教學并沒有有效普及，大部分實踐教學主要還是采用傳統(tǒng)模式。另一方面一些院校為了推廣信息化教學和虛擬仿真應用，脫離了實際情況，要求所有的實踐項目都通過虛擬平臺操作，即使對于實際操作中很成功的實踐項目也如此。銅陵學院也存在類似問題，財經(jīng)類專業(yè)弱化了會計手工實驗，把相關的內容納入 VBSE虛擬仿真實驗中，一些會計憑證學生看不懂或不會填，拉慢了實驗進度，處理結果混亂，導致實驗效果并不理想；另外，學生到企業(yè)頂崗實習的比較少，理論學習未與實際應用真正結合起來。這違背了教育部對虛擬仿真實踐教學的具體規(guī)定：虛實結合、相互補充，能實不虛。實際教學中，應準確把握虛實結合的程度，強化學生親自動手操作的能力。

（二）虛擬仿真實踐教學資源共享不足

共建共享優(yōu)質的實踐教學資源是高校人才培養(yǎng)的內在需求，也是增強高校競爭力的重要手段。目前，各區(qū)域、城市的經(jīng)濟發(fā)展水平和學校自身辦學實力嚴重制約著虛擬仿真資源的建設，經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域和城市顯著優(yōu)于欠發(fā)達地區(qū)和城市，重點院校明顯優(yōu)于普通高校，從而導致不同院校虛擬仿真資源差距巨大，在發(fā)達地區(qū)資源充足，而不發(fā)達地區(qū)院校幾乎沒有或只有較少的虛擬仿真類型的資源。而在這部分擁有較多資源的院校里，共建共享機制也較為欠缺，存在虛擬仿真資源的利用率不高的現(xiàn)象。銅陵學院開設的虛擬仿真實踐課程也存在專業(yè)覆蓋面不足的情況，如VBSE目前只在會計學院相關專業(yè)開設。平臺課程偏少，與實習結合度偏低，虛擬仿真平臺沒有與企業(yè)和社會廣泛建立共建共享機制，目前是學校自建，主要用于校內部分專業(yè)的教學，資源利用率不高等問題。

（三）專業(yè)的教學和管理隊伍建設不足

合理的人才隊伍建設是建設虛擬仿真教學資源、加強學生管理及實現(xiàn)共享開放的必要條件。銅陵學院目前缺乏專業(yè)的虛擬仿真實驗教學平臺的師資和管理人員，比如VBSE實驗的現(xiàn)場指導，都是由部分專業(yè)老師在接受專業(yè)培訓后開展實驗指導，沒有專設的虛擬仿真實驗管理人員。其他虛擬仿真實驗室也存在類似問題，難以有效開展高質量的虛擬仿真實踐教學。為了使實驗室能夠長期有序地建設和高速發(fā)展，銅陵學院應加大力度培訓教師和實驗人員，積極構建合理的實驗人才隊伍。

（四）師生參與實驗的積極性和主動性欠缺

現(xiàn)有大多數(shù)虛擬仿真資源只注重虛擬場景的搭建，而智能化程度不足，實時交互性程度有待提高。另外也存在學校的資金投入不足、網(wǎng)頁建設和宣傳力度不足，平臺管理制度不到位等問題，這些削弱了虛擬仿真實驗教學的效果，也大大降低了師生使用虛擬實驗平臺的積極性。校企合作不夠深入，導致實驗項目偏少，現(xiàn)有資源使用不充分。因此必須加大資金投入、校企深化合作拓展實驗項目、加強日常的管理和維護，提升虛擬仿真實踐項目的適用性和人性化程度，讓學生和老師積極、主動地參與到實踐教學中。

（五）應用型地方高校大學生創(chuàng)新及專業(yè)能力較弱

首先，銅陵學院作為應用型地方高校，很多大學生存在理論功底不扎實，沒有切實弄清楚各知識點的理論意義、相互關系和實際運用方法，理論與實際沒完全銜接，從而造成專業(yè)能力相對薄弱。其次，盡管學校開設很多實踐課程，但是由于學校實踐教學資源和平臺有限，校企合作又流于表面，造成學生實際操作時間有限，而且實踐課程一般為考查課程，學校和學生重視程度不足，只是簡單的驗證所學理論知識，沒有深入研究去發(fā)現(xiàn)問題、利用所學知識分析問題和解決問題，造成學生眼高手低，動手能力差。最后，學校教學機制仍不完善，缺乏對學生創(chuàng)新意識的引導、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和激勵[1]，大學生自身也對國家創(chuàng)新人才培養(yǎng)戰(zhàn)略缺乏認識和了解，沒有重視，導致學生墨守成規(guī)，缺乏創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

三、基于校企合作的應用型地方高校虛擬仿真實踐教學的建設

銅陵學院作為地方應用型本科學院，不斷深化與企業(yè)的各類產(chǎn)學研合作，已同企業(yè)合作開展二十多項教育部產(chǎn)學合作協(xié)同育人實驗項目，其中包括VBSE等課程設計和師資培訓、云建設平臺等；繼續(xù)建設多專業(yè)的虛擬仿真實驗室，整合校企合作的虛擬仿真教學平臺，如財稅仿真教學平臺。銅陵學院在虛擬仿真實踐教學中做了大量努力，取得了一定成績，建議從以下幾個方面加強建設。

（一）教學模式實現(xiàn)虛實一體化

基于校企合作的應用型地方高校，在教學模式建設上仍然要以理論教學為基礎，積極引入虛擬仿真，強化虛實結合。也就是在傳統(tǒng)的教學過程中，將虛擬仿真實踐項目與真實的手工操作項目有機結合，通過虛擬仿真實驗室與專業(yè)實驗室實施教學，將理論知識與實踐融合而建立一種理虛實一體化的新型教學模式[2]。如銅陵學院工程管理、土木工程等專業(yè)可在實驗中把理論學習、現(xiàn)場實習與虛擬仿真實驗有機結合：學生先接受理論教學，讓學生掌握與項目相關的基本理論知識，在此基礎上開展虛擬仿真教學，學生通過使用虛擬仿真軟件來掌握基本操作步驟，最后學生在具體實踐實驗室實際動手操作設備，把虛擬實驗室“制作”的虛擬產(chǎn)品真實化。以項目化理論教學、虛擬仿真掌握基本步驟、實踐操作再現(xiàn)虛擬過程并把虛擬產(chǎn)品真實化的時間先后順序為主線，以理論產(chǎn)品、虛擬產(chǎn)品、真實產(chǎn)品的制造為載體，實現(xiàn)理論教學和實踐教學的有機銜接與貫通，這就是理虛實一體化教學模式[3]。虛擬仿真軟件通過虛化，將枯燥的技術理論知識和實踐技能以人機交互的方式形象、直觀地傳授給學生，在學生通過虛擬仿真實訓，掌握了設備、工藝及具體操作流程后，進入實際操作階段，從而實現(xiàn)實踐操作與技術理論知識的有效銜接。這樣的教學模式不僅可以克服學校實訓硬件條件的局限性，也可以有效避免由于操作不當?shù)仍斐傻脑O備及人員的傷害，形象、直觀地將理論知識與實踐有機結合，不僅能更有效提高學生理論水平和操作能力，也能培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)校企共同培養(yǎng)合格人才雙贏的局面。理虛實一體化教學示意圖如圖1所示。

圖1 理虛實一體化教學示意圖

（二）教學平臺完善共建共享

作為應用型地方高校的銅陵學院，在學校實踐教學處和教務處的推動和引領下，相關學院與企業(yè)積極合作，由學校和企業(yè)分別派出各自的骨干人員強化合作，形成有效溝通，充分結合合作雙方共同的資源，共建管理信息化平臺，實現(xiàn)校企合作的公開化、透明化，盡可能實現(xiàn)資源共享。

首先，基于現(xiàn)代信息技術，建立跨學科模擬經(jīng)濟環(huán)境的模擬練習教學平臺可以有效地解決知識結構零散、課程體系不健全的問題。這種跨專業(yè)仿真實驗平臺從學生的培養(yǎng)內容和訓練模式兩個方向進行創(chuàng)新[4]。學生的培養(yǎng)內容多樣化，將教學與當前的信息化技術緊密結合，實現(xiàn)資源共享，將多項專業(yè)課程的理論知識與實踐知識相結合，充分運用虛擬化的實驗和網(wǎng)絡化的教育平臺，跨專業(yè)仿真實驗還可與地方經(jīng)濟發(fā)展結合，與專業(yè)群建設結合，與大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)結合，這樣可以擴大影響，降低資源的投入。

其次，在學科平臺基礎上，不斷促進和提升區(qū)域間高校仿真實驗教學資源共享，減少教學平臺低層次重復建設。在實際教學活動中，許多高校的虛擬仿真實驗教學資源存在重復建設、利用率不高、共享程度較低等問題，難以利用有限的現(xiàn)有資源提升虛擬仿真教學效果。因此，高校虛擬仿真實踐教學中心應當進一步探索共享的方式和方法，例如:建立區(qū)域性共享平臺、大型儀器實行有償服務機制、教學資源共享實行有償使用機制，從頂層制度設計、共享標準制定、運營維護三個層面加強管理，努力拓寬共享的渠道與范圍，從而實現(xiàn)教學資源的開放共享[5]。

最后，校企雙方及地方政府都要加大對虛擬仿真教學實踐平臺的宣傳力度。在企業(yè)的官網(wǎng)、學校的門戶網(wǎng)站及政府的宣傳網(wǎng)站上進行大力宣傳和介紹，讓需要的人群了解并懂得虛擬仿真實踐教學平臺，真正實現(xiàn)資源的共享，通過有償使用和服務等也能讓平臺實現(xiàn)一定的經(jīng)濟和社會效益，也能起到示范和激勵作用。校企合作虛擬仿真實踐平臺運行機制如圖2所示。

圖2 校企合作虛擬仿真實踐平臺運行機制圖

（三）師資管理隊伍打造“雙導師”

優(yōu)秀的實驗教師和管理人員在虛擬仿真平臺體系中尤為關鍵。銅陵學院在校企合作下，可把學校教師送出去，同時引入企業(yè)人員，挖掘企業(yè)教師的潛力，建立以學術見長的校內教師和作為校外兼職教師的企業(yè)精英組成的“雙導師”教學師資管理隊伍。一是提升校內教師的綜合能力。依托虛擬仿真實踐教學平臺，邀請企業(yè)人員對校內教師進行大規(guī)模的培訓，鼓勵校內教師與企業(yè)的交流，積極參加企業(yè)的生產(chǎn)實習，加強實踐教學，鼓勵學校教師把科研項目通過校企合作下虛擬仿真教學實踐平臺加強與企業(yè)的合作，既有效利用了平臺，又進一步提升科研項目的科學性以及技術性，同時也能大幅度的提升教師的綜合能力和創(chuàng)新能力。二是提升企業(yè)導師的理論知識。企業(yè)導師來源于生產(chǎn)和管理實踐中，其實踐能力和技術水平比較高，現(xiàn)場經(jīng)驗非常豐富，但是，企業(yè)導師也存在一個短板，不了解學生學習方法和思維模式，難以有效地將實際的經(jīng)驗轉化成課堂教學知識?？梢酝ㄟ^定期組織理論知識培訓，并邀請企業(yè)導師進入學校，參與課堂教學，積極與學生形成互動交流，了解學生的學習方式，熟悉學生基本的思維模式，能促進企業(yè)導師有效地把實踐經(jīng)驗轉化為課堂知識。通過此種“雙導師”教學師資管理隊伍的建設能極大提升校企合作下虛擬仿真教學實踐師資隊伍水平，強化虛擬仿真實踐教學，提高實時交互性程度，真正實現(xiàn)智能化，共同培養(yǎng)應用型人才。

（四）教學與考核方法多元化

校企合作下虛擬仿真實踐教學與傳統(tǒng)教學模式相比有很大區(qū)別，銅陵學院有必要重構實驗教學功能和訓練模式。建立教學功能變化的“雙主型”訓練模式和體驗式教學方法，通過各種專業(yè)背景和多重角色的實踐訓練，提高學生綜合能力，對接產(chǎn)業(yè)人才需求，最終實現(xiàn)校企雙贏。同時，其教學考核方法不僅要體現(xiàn)出虛擬實踐的特點，還要體現(xiàn)校企合作的特點，凸顯雙方的作用，因而要建立起多元化的考核評價體系。該考核方式應以虛擬仿真平臺為基礎，合理借助一些教學評分軟件，從學生的實踐體驗、課程考核、虛擬實踐考核、能力評價等方面給予教學真實的評價。在這種多元化的考核方式下，調動師生的積極性、主動性，提升教學效果。

（五）仿真實踐助推創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)已成為國家重要的發(fā)展戰(zhàn)略的前提下，銅陵學院調整人才培養(yǎng)目標，主動將創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)融入其中，校企合作下虛擬仿真更助推了大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)。目前銅陵學院廣大師生利用虛擬仿真實踐教學平臺開展了多項大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目。但可以繼續(xù)深化：利用人機交互、虛擬仿真等技術，模擬出現(xiàn)實世界的事物和環(huán)境，模擬企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理和社會服務的具體流程[7]，各專業(yè)以工作室為單位,以項目組為團隊,推廣項目研究過程、積極組織競賽活動,以項目充實課堂教學,提升教學效果,建立產(chǎn)教融合教學平臺,培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識與創(chuàng)新精神，提升專業(yè)能力，讓學生成為富有創(chuàng)新精神、能夠為地方經(jīng)濟文化建設服務的應用型人才。

四、結論

隨著計算技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，我國進入數(shù)字虛擬時代，虛擬仿真實踐教學越來越普及，成為各高校加強實踐教學、提高實踐教學質量的主要手段之一。本文以銅陵學院為例，對校企合作下的應用型地方高校虛擬仿真實踐教學進行了探索，在教學模式、資源共享、師資培養(yǎng)與教學考核等方面提出了自己的建議。越來越多研究證明校企合作下虛擬仿真實踐教學模式是提升學生綜合能力和職業(yè)素養(yǎng)的重要途徑。