一、引言 职业教育作为一种教育类型,肩负着为社会经济发展输送高技能人才的重要使命。专业实训教学作为职业教育的核心环节,是学生将理论知识与实践技能相结合的重要途径。学生通过在校高质量的专业实训,能够在模拟真实工作场景的环境中,反复练习和掌握专业技能,增强对专业知识的理解水平和职业技能的应用能力,为未来的职业发展奠定坚实的基础。然而,长期以来职业教育专业实训教学面临着诸多挑战,其中,“高投入高难度高风险、难实施难观摩难再现”(以下简称“三高三难”)的问题尤为突出[1]。随着虚拟现实、数字孪生等技术的发展,虚拟仿真实训以其安全灵活、可重复和高临场感的优势,为突破职业教育实训的“三高三难”问题带来了契机。 2023年,教育部办公厅《关于加快推进现代职业教育体系建设改革重点任务的通知》中明确指出,职业院校要瞄准专业实训教学中“三高三难”等问题,建设职业教育虚拟仿真实训基地。该通知强调要有效运用虚拟现实、数字孪生等新一代信息技术,开发资源、升级设备、构建课程、组建团队,革新传统实训模式、服务专业实训,以推动职业院校技术技能人才实训教学模式创新[2]。2021年已有215个项目入选职业教育示范性虚拟仿真实训基地培育项目[3]。截至2025年5月,依据国家职业教育智慧教育平台统计数据,其虚拟仿真实训中心已汇聚7.9万余项实训资源,浏览量超过82万次[4]。虚拟仿真实训基地的建设与实训资源的开发为职业教育虚拟仿真实训教学提供了资源保障,也为后续基地建设和发展积累了宝贵经验。 然而,随着虚拟仿真实训资源在教学中的广泛应用,诸多现实问题逐渐浮现,包括虚拟仿真技术与实训课程整合深度不够、学习过程反馈与效果评价缺失、高成本投入与资源利用不足的矛盾等[1,5]。这些问题的存在,使得虚拟仿真实训在充分发挥其优势、有效提升学生技能水平和自主学习能力方面受到了限制,影响了职业教育实训教学质量和人才培养效果的进一步提高。 深入研究虚拟仿真实训在职业教育中的现实困境与应对策略,对于进一步提升职业学校关键办学能力、推动职业教育高质量发展具有重要的理论和现实意义。本文基于研究团队在全国多所职业院校的实地调研与访谈,试图阐明虚拟仿真实训的概念范畴与分析框架,剖析虚拟仿真实训的困境及其成因,探索可能的应对策略,为虚拟仿真实训的持续优化提供参考。 二、虚拟仿真实训的概念范畴与分析框架 虚拟仿真实训旨在通过数字化、智能化技术,对真实工作环境、角色、程序、工具等进行虚拟化呈现,从而促进职业教育实践环节的教与学[6],为学生未来的职业适应与发展作准备。按照虚拟化呈现的内容层次划分,虚拟仿真实训可以包括如下层级:元件/工具级、仪器/技能级、实验室/车间级、工种/工厂级、专业群/产业链级,各个层级的具体内涵见表1[7]。 随着技术的不断进步以及实训需求的日益增长,实验室/车间级虚拟仿真资源在专业实训教学中的作用逐渐突显。因此,本文所探讨的虚拟仿真实训的概念范畴主要包含实验室/车间级、工种/工厂级、专业群/产业链级的虚拟仿真实训,旨在追求更高层次的认知与技能获得目标。 本研究将虚拟仿真实训视为一个系统,构建了分析框架,包括实训教学内部要素和外部条件两个部分(如图1所示)。实训教学内部要素又组成了实训教学与实训管理两个子系统,它们之间的良好互动是保障实训系统顺畅运转的关键。实训教学子系统包含实训目标、实训内容、实训方法、实训评价、实训环境、教师与学生等核心要素[8];实训管理子系统涉及规划建设、运营维护、质量评估、开放共享等核心环节;生成式人工智能(以下简称AIGC)作为全新的要素[9],对实训教学与管理系统的各个要素与环节进行赋能[10]。 在实训教学子系统中,针对不同职业岗位的能力要求,其实训目标由专业人才培养目标和课程标准中的能力目标分解而来,用以明确实训过程中学生需要掌握的知识、技能和需要培养的职业素养。在实训内容的选择方面,以典型工作任务为依据,充分考量虚拟仿真实训的特征与任务要求,设置真正适宜通过虚拟仿真方式开展技能训练的项目与学习任务。实训方法通常包括情景模拟、项目式学习、案例分析、角色扮演等。实训评价则是通过构建过程性评价和结果性评价相结合的考核体系,为学生在虚拟环境中的实践技能训练提供及时反馈,同时优化实训教学的设计方案。实训环境是指依托VR/AR/MR、数字孪生等技术构建的模拟真实工作场景的学习环境,旨在增强学生的临场感和实践学习体验。教师作为实训教学的主导,学生作为实训的主体,与教学系统的其他要素进行充分互动。在此基础上,AIGC作为新兴要素,通过智能内容生成、个性化学习推荐、实时反馈分析等功能,赋能虚拟仿真实训的教与学。 实训管理子系统包括四个核心环节。在规划建设环节,职业院校需根据行业发展趋势与岗位要求完善顶层设计,明确短期和长期目标,并整合校企资源,合理布局实训基地,确保实训内容符合企业需求,提高学生的就业竞争力。在运营维护环节,优化实训系统的监测系统,加强设备运行状态的实时监控和软件平台的自动化管理。在质量评估环节,需要构建数据驱动的动态评估体系,通过实时数据分析提供针对性的优化建议,实现从教学实施到管理改进的闭环反馈,确保实训效果持续优化。在开放共享环节,推动跨院校、跨行业的资源共建共享,通过制定标准化接口,使实训数据得以顺畅流通,提高资源利用率,避免重复建设带来的资金和人力浪费。在AIGC的赋能下,虚拟仿真实训管理系统可逐步增强智能化运维能力,优化资源配置,精准评估实训质量,并促进跨校、跨企业的资源共享,从而提升职业教育虚拟仿真实训系统的智能化水平和运营效率。