導(dǎo)語：網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)培養(yǎng)一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：人才培養(yǎng)一直以來都是國家發(fā)展的重要支撐，隨著中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐的加速，如何培養(yǎng)具有國際視野的卓越工程技術(shù)人員，滿足我國社會(huì)發(fā)展需求，是工科院校不斷探索的教學(xué)論題。本文將人才培養(yǎng)與制造業(yè)的需求相結(jié)合，就實(shí)踐環(huán)節(jié)對(duì)工程訓(xùn)練的重要性、工科學(xué)生實(shí)踐能力提升的教育模式和方法、網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)意義和實(shí)例等方面進(jìn)行探討，淺談網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)對(duì)工科學(xué)生培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)；工科；實(shí)踐教學(xué)；人才培養(yǎng)

制造業(yè)是立國之本，這是不爭的事實(shí)，工程技術(shù)人才培養(yǎng)是強(qiáng)國發(fā)展的基礎(chǔ)。我國約有1650所高等院校設(shè)有工科專業(yè)，近年來每年工科本科畢業(yè)生達(dá)110萬左右，然而高素質(zhì)工程技術(shù)人員尚存在較大缺口，特別是制造業(yè)畢業(yè)生工程實(shí)踐能力明顯不足，高校的人才培養(yǎng)與制造業(yè)的人才需求存在一定差距。

一、人才培養(yǎng)與制造業(yè)的人才需求差距

從工程訓(xùn)練的角度分析，高校人才培養(yǎng)與制造業(yè)的人才需求差距主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1.現(xiàn)有工程訓(xùn)練人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)相對(duì)快速發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)滯后，也即現(xiàn)有工程訓(xùn)練的教學(xué)條件和模式亟待提升。縱觀國內(nèi)工科高等院校的硬件實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件不能全方位跟隨日益更新的高水平制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，為此，近年來我國教育部也大力倡導(dǎo)和推進(jìn)提高實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)訓(xùn)練的積極舉措，廣泛開展虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其一。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的初期建設(shè)主要是涉及到高危或極端的環(huán)境、不可及或不可逆的操作、高成本、高能耗、大型或綜合訓(xùn)練等，隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬教學(xué)平臺(tái)及虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的不斷完善和功能的不斷增加，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可多方位、多目標(biāo)地增進(jìn)和彌補(bǔ)學(xué)生實(shí)踐培養(yǎng)能力不足的問題。

2.學(xué)生培養(yǎng)的教育資源水平有一定差距。近年來國內(nèi)一批重點(diǎn)院校的工科教育質(zhì)量已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平，在這些學(xué)校，師資、人才、資源集中，教學(xué)方法先進(jìn)，匹配相關(guān)行業(yè)的前沿技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)硬件設(shè)施完善。而大量地方工科院校的教學(xué)資源相對(duì)缺乏，特別是在教學(xué)方式上受到客觀條件的制約，使得優(yōu)質(zhì)教育資源受眾面受到限制。

3.以人為本的安全意識(shí)提升因素。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們國家全民素質(zhì)和安全意識(shí)都在提升，特別是處在學(xué)習(xí)階段的高校學(xué)生，從學(xué)校和學(xué)生雙方面均已進(jìn)一步加強(qiáng)了安全的基本理念。

二、工科學(xué)生實(shí)踐能力提升的教育模式

近年來，各個(gè)高校都在探索工科學(xué)生實(shí)踐能力提升的教育模式和方法，以下談?wù)剮c(diǎn)改進(jìn)思路。

1.全面提高高校學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。持續(xù)開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，完善現(xiàn)有的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以物理實(shí)物實(shí)驗(yàn)加以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的方式，利用網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)資源，開展“校內(nèi)外共享”、“虛實(shí)結(jié)合”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，提高實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)開展“校企協(xié)同”的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑢⒖蒲谐晒D(zhuǎn)化為本科生實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，與企業(yè)合作開發(fā)實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，建設(shè)校企協(xié)同的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)教學(xué)基地，校企聯(lián)合指導(dǎo)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)等教學(xué)環(huán)節(jié)。

2.發(fā)展網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)。2012年3月13日，教育部印發(fā)了《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011—2020）》，進(jìn)一步提出了建立數(shù)字教育資源共建共享機(jī)制的重要途徑，推動(dòng)信息技術(shù)與高等教育深度融合。工科院校增大教育資源開放力度、共享范圍、大力開展網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)是人才戰(zhàn)略發(fā)展的主要途徑之一。同時(shí)堅(jiān)持“能實(shí)不虛、虛實(shí)接合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的原則。網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)可有效克服真實(shí)環(huán)境中的諸多限制、有效激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性。

3.提高工科學(xué)生工程觀。完善實(shí)踐教學(xué)制度，加快建立學(xué)生到行業(yè)企業(yè)實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)的長效機(jī)制。推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與制造業(yè)融合，發(fā)展基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)同制造新模式。高校工科的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)置應(yīng)緊密對(duì)接我國制造業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略，同時(shí)從企業(yè)引進(jìn)教師，并開設(shè)企業(yè)教師參與開放課。

三、網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)及引例

近年來，國內(nèi)高等院校都在積極地探索將傳統(tǒng)實(shí)踐授課模式與虛擬實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的有效方法。隨著人才培養(yǎng)要求的不斷提升，傳統(tǒng)實(shí)踐環(huán)節(jié)相對(duì)于目前的虛擬網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐模式的培養(yǎng)，其存在明顯的不足支之處，如，基于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的實(shí)驗(yàn)授課內(nèi)容受設(shè)備空間、成本等的限制，可訓(xùn)練的實(shí)踐環(huán)節(jié)、內(nèi)容有限；對(duì)于危險(xiǎn)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)難以展開；以人為本的教育理念越來越重要，師生實(shí)踐環(huán)節(jié)的操作安全保證性措施有限；設(shè)備更新受成本制約不能與時(shí)俱進(jìn)；學(xué)生創(chuàng)新性設(shè)計(jì)的展示度不及虛擬實(shí)驗(yàn)易于實(shí)現(xiàn)，等等。如何更好地結(jié)合計(jì)算機(jī)及其工程應(yīng)用軟件，如何利用好網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以提高工程類學(xué)生的實(shí)踐授課質(zhì)量，筆者探討一下個(gè)人想法。

1.對(duì)于機(jī)械工程類通識(shí)課程的基礎(chǔ)實(shí)踐環(huán)節(jié)，采用虛實(shí)結(jié)合的實(shí)踐授課模式。通過虛擬結(jié)構(gòu)或模型的展示，可以使學(xué)生充分地了解實(shí)踐模型實(shí)物不宜展示的內(nèi)容，再通過物理實(shí)體實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)并動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，達(dá)到“由里到外”地對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)象或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容的深層次掌握。對(duì)于該環(huán)節(jié)的創(chuàng)新性或創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，學(xué)生可借助網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、各種工程應(yīng)用軟件，拓展對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)、原理等創(chuàng)新學(xué)習(xí)的空間和可能。

2.對(duì)于綜合類及創(chuàng)新設(shè)計(jì)類實(shí)踐環(huán)節(jié)，可采用虛實(shí)結(jié)合或虛擬實(shí)驗(yàn)的形成進(jìn)行。基于已有綜合性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，訓(xùn)練學(xué)生對(duì)復(fù)雜工程實(shí)踐環(huán)節(jié)的操作，培養(yǎng)學(xué)生與人合作的團(tuán)隊(duì)精神。但隨著我國高校工程專業(yè)認(rèn)證的推進(jìn)，對(duì)人才創(chuàng)新意識(shí)和國際視野理念的提出，培養(yǎng)學(xué)生在理論知識(shí)和現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（代表某類產(chǎn)品的系統(tǒng)）的基礎(chǔ)上拓展相關(guān)內(nèi)容的新結(jié)構(gòu)、新方法、新融合等，是目前高等院校人才培養(yǎng)的職責(zé)。所以利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、利用工程應(yīng)用軟件，進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)、虛擬創(chuàng)新，并可結(jié)合3D打印技術(shù)等，將新產(chǎn)品、新模型等形成產(chǎn)品樣機(jī)，這樣既可使學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)得以展現(xiàn)，又訓(xùn)練了學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，同時(shí)也提升了學(xué)生的工程意識(shí)。以吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院為例，2015年吉林大學(xué)獲批了國家級(jí)“機(jī)械虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”（http：//vmech.jlu.edu.cn/），該虛擬實(shí)驗(yàn)中心結(jié)合機(jī)械學(xué)院課程的實(shí)驗(yàn)授課環(huán)節(jié)，申請(qǐng)并獲評(píng)了面向網(wǎng)絡(luò)開放的機(jī)械類虛擬實(shí)驗(yàn)，包括機(jī)械原理及設(shè)計(jì)、數(shù)字控制、機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化、機(jī)械電子工程等教學(xué)功能。該虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括基礎(chǔ)層、專業(yè)層、創(chuàng)新層三個(gè)層次，基礎(chǔ)層以培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)、分析、解決問題的能力及提高操作技能為目的；專業(yè)層以培養(yǎng)學(xué)生利用綜合知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生復(fù)雜工程實(shí)踐的能力；創(chuàng)新層為培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力的虛擬實(shí)驗(yàn)拓展空間。

該虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)可適應(yīng)本科生的必修實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、選修實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)開發(fā)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等，在時(shí)間和空間上學(xué)生的學(xué)習(xí)比較靈活，學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人情況自行在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)；在實(shí)驗(yàn)安全方面，可避免危險(xiǎn)情況的發(fā)生；在設(shè)備更新及成本方面，可與時(shí)俱進(jìn)滿足因經(jīng)費(fèi)不足等原因而不能實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)的執(zhí)行；此外，更能滿足本科生基于虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行虛擬操縱，基于原實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)、原理、方法等創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行；同時(shí)基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實(shí)現(xiàn)開放狀態(tài)。

四、結(jié)束語

強(qiáng)化“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、求創(chuàng)新”的人才培養(yǎng)，不斷完善高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式、方法，是提升高校工科學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量的必要途徑之一，網(wǎng)絡(luò)虛擬平臺(tái)與工科學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)的培養(yǎng)具有更大的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

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作者:趙克利 單位:吉林大學(xué)