內蒙古地區(qū)虛擬仿真教學資源共享機制的研究

杜 偉 李文莉

(1.內蒙古開放大學，內蒙古 呼和浩特 010011;2.深圳職業(yè)技術學院， 廣東 深圳 518055)

隨著科技的發(fā)展和創(chuàng)新，先進的科技產品給教育帶來了巨大的改變，不僅擴大了教育內容的范圍，也從根本上改變了教育模式和教育手段，為教育灌入新的思想，科技所提供的先進教學設備、儀器以及先進的教學理念等都給教育帶來了飛躍。近十年國家也非常重視教育信息化的建設，在國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)第十九章中就提到要加強網絡教學資源庫建設，建立虛擬實驗室；《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》中提出了建設仿真實訓基地等信息化設施；教育部從2013年起啟動了國家級虛擬仿真實驗教學中心的建設工作，建成了200家國家級的中心，2016年又建成100個左右的國家級虛擬仿真實驗教學中心。在全國全面鋪開虛擬仿真實驗教學中心建設的時期，內蒙古自治區(qū)卻還沒有一家這樣的中心，且各盟市的職業(yè)院校的實訓課程也大多依靠校內的實訓室進行，這遠遠不能滿足學生和企業(yè)的要求，因此，能夠將全區(qū)實訓資源進行整合利用，在內蒙古開放大學創(chuàng)建虛擬仿真實訓平臺的過程中建立虛擬仿真教學資源共享機制對整個內蒙古開放大學的建設有重大的意義。

一、虛擬仿真實訓在職業(yè)教育中的作用

虛擬仿真(Virtual Reality)：仿真(simulation)技術，或稱為模擬技術，就是用一個系統(tǒng)模仿另一個真實系統(tǒng)的技術。虛擬仿真技術主要包括模擬演示和仿真實訓。模擬演示是在計算機上將實際場景和工作流程模擬實現并進行展示的過程。虛擬仿真技術具有四個基本特性：1.沉浸性。在虛擬仿真系統(tǒng)中，使用者可獲得視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、運動感覺等多種感知，從而獲得身臨其境的感受。理想的虛擬仿真系統(tǒng)應該具有能夠給人所有感知信息的功能。2.交互性。在虛擬仿真系統(tǒng)中，不僅環(huán)境能夠作用于人，人也可以對環(huán)境進行控制，虛擬環(huán)境還能夠對人的操作予以實時的反應。3.虛幻性。即系統(tǒng)中的環(huán)境是虛幻的，是由人利用計算機等工具模擬出來的。既可以模擬客觀世界中以前存在過的或是現在真實存在的環(huán)境，也可模擬出客觀世界中當前并不存在的但將來可能出現的環(huán)境，還可模擬客觀世界中并不會存在的而僅僅屬于人們幻想的環(huán)境。4.逼真性。主要表現在兩個方面：一是虛擬環(huán)境給人的各種感覺與所模擬的客觀世界非常相像，一切感覺很逼真，如同在真實世界一樣；二是當人以自然的行為作用于虛擬環(huán)境時，環(huán)境做出的反應也符合客觀世界的有關規(guī)律。

仿真實訓是借助于多媒體、仿真和虛擬現實等技術在計算機、網絡或一定設備上營造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實訓各操作環(huán)節(jié)的相關軟硬件操作環(huán)境，可以像真實的環(huán)境中一樣完成各種實訓項目，并可直接獲得操作提示、反饋及評價。虛擬實驗的功能與優(yōu)勢有助于解決這些問題。近幾年開發(fā)了許多的虛擬仿真軟件，提高了職業(yè)教育實踐環(huán)節(jié)的實訓效率，體現“以能力為本”的職業(yè)教育思想，在一定程度上解決了目前職業(yè)教育實踐環(huán)節(jié)實訓設備和實訓材料不足的問題。

二、內蒙古地區(qū)職業(yè)院校開展實踐教學資源現狀

(一)全區(qū)職業(yè)院校實訓室建設情況及教學資源共享現狀

截至2018年底，內蒙古自治區(qū)教育信息化基本完成“三通兩平臺”建設任務，全區(qū)中小學校基本實現寬帶網絡全覆蓋，校園網建網率83%，多媒體教學設備配備率93%，部分學校建成無線校園網和“未來教室”“智慧教室”等創(chuàng)新應用環(huán)境。自治區(qū)以購買服務方式建成教育公共服務平臺，對接國家教育資源公共服務平臺，同步上線手機APP，面向學校師生和社會公眾服務。這些舉措為全區(qū)中小學教學提供了良好的支持。內蒙古自治區(qū)地域遼闊東西橫貫5000多公里，全區(qū)12個盟市都有職業(yè)院校，據2019年統(tǒng)計，內蒙古自治區(qū)排名前十的學校 (如表1所示)主要集中在呼和浩特市和包頭市，東部僅呼倫貝爾市有一所，中部只有錫林郭勒職業(yè)學院一所，而西部地區(qū)沒有入選的。顯然，全區(qū)的職業(yè)教育發(fā)展并不平衡，西部地區(qū)相對薄弱，與全國相比更加落后。

表1 內蒙古自治區(qū)排名前十的職業(yè)院校

目前，各職業(yè)院校都建有自己的實訓室，大多是各自為政，對于工科類教學大多也建立了虛擬仿真實訓室，投入大量經費購置或定制了仿真軟件，但其出發(fā)點是為滿足本校實踐教學的需求，缺乏長遠規(guī)劃、共享意識和學科資源的均衡，且僅在校內使用，各院校間不能共享，還沒有建立用于校際間的資源共享平臺，個別專業(yè)院?；旧现皇桥c系統(tǒng)內院校進行合作。因此各院校只能自己投入大量資金進行建設，從自治區(qū)整體看實驗教學資源重復投入，存在資源的利用率低、優(yōu)質資源分配不均衡、資源的規(guī)模和覆蓋面有待提高等問題，各院校缺乏協作機制和實訓資源及平臺建設標準。同時由于技術不斷地進步，還存在3-5年設備已落后于當前需求的情況，從而不能與企業(yè)的發(fā)展相符。全區(qū)的資源共享還處于初級階段，各級職業(yè)院校的平臺合作交流都呈現單一發(fā)展狀況，平臺的使用和創(chuàng)建缺乏共享機制。

(二)內蒙古開放大學實踐教學情況

內蒙古開放大學和各盟、市電大教學點組成了覆蓋全區(qū)的現代遠程開放教育教學系統(tǒng)，已有近四十一年現代遠程開放教育的辦學經驗。本科(專科起點)開設了23個專業(yè)，?？?含課程開放、“一村一名大學生計劃”)開設42個專業(yè)。在學校開展遠程教育過程中，學習者主要利用文字、錄音、錄像等多種媒體教材和由計算機網絡、衛(wèi)星電視網絡、電信網絡有機結合的數字化、多媒體、交互式遠程教學平臺自習?，F內蒙古開放大學又承接了“新型產業(yè)工人培養(yǎng)和發(fā)展助力計劃”和“內蒙古自治區(qū)農牧民工‘求學圓夢’行動計劃”，其面向的群體主要是產業(yè)工人及即將進入這個行列的人員。因此，學生在整個學習過程中除了通過網絡進行理論類學習外，實踐類課程也越來越重要。目前，各專業(yè)也在努力的增加實訓課程內容，但對于理工類、設計類的課程，由于實訓室建設存在投入資金大、設備昂貴、場地限制等原因，一直是開放大學實踐教學的短板。目前全區(qū)12所盟市級電大中有三所為獨立建制，其他都與當地職業(yè)院校合并，如表2所示：

表2 全區(qū)電大各分?；厩闆r表

分校依托職業(yè)院校的實訓室開展教學活動，但各地條件不平衡，對實訓難度大、危險性高的課程還不能提供有效的實訓環(huán)境，且實訓室只限于本校使用，不能進行全區(qū)的共享。尤其是獨立電大，由于實訓室需投入巨大經費，實訓室建設更為薄弱。為了解決這個問題，內蒙古開放大學開始論證遠程虛擬仿真實訓平臺的建設情況，希望通過實訓平臺滿足全區(qū)學生進行相關專業(yè)課程的仿真實訓，依托職業(yè)院校的實訓室、區(qū)域實訓基地，建立網上實訓+基地實操的模式，加強學生的動手能力。

三、建設遠程虛擬仿真教學平臺的意義

(一)有利于縮小各院校間教學資源不平衡的問題

內蒙古12個盟市的經濟環(huán)境、教育水平不均衡，教學投入也有很大的差距。除本科高校外內蒙古排名前10的職業(yè)院校擁有大量的教育資源，一般有持續(xù)的教育投入，但各院校的差距比較大，尤其是西部地區(qū)職業(yè)教育相對比較弱。建設遠程虛擬平臺可以加強各院校間的教學資源共享，以較小的成本獲得較多的教育資源，從而縮小各地區(qū)教育水平的差距，提高資源的利用率。

(二)可以滿足開放大學不同層次教學點及學生的學習需求

內蒙古開放大學現在設立開放教育教學點96個，其中分校級教學點12個，旗縣教學點61個，直屬教學點23個，形成了覆蓋全區(qū)的教學網絡。開設專業(yè)涉及理、工、文、法、經濟、管理、教育等學科，開放教育本科專業(yè)17個，專科專業(yè)38個。由于各地區(qū)經濟發(fā)展差距較大，各教學點的教學設施配備不均衡，利用遠程虛擬仿真教學平臺可以服務于全區(qū)各盟市、旗縣不同專業(yè)的學生開展實踐教學。

(三)為各類職業(yè)院校及普通高校實踐類教學提供支持

建立遠程虛擬仿真教學平臺可以吸納全區(qū)各職業(yè)院校的加入，建立開放的、共享的、可擴展的數字化教學資源庫，構建虛實結合的實驗教學模式。通過平臺上的資源共建共享機制，取長補短，形成內蒙古自治區(qū)實訓資源聯盟，形成虛實結合的實踐教學體系，各職院的學生可以通過平臺進行標準化流程實訓及虛擬仿真模擬訓練，通過實訓室進行實操訓練，與企業(yè)合作進行頂崗實習，進行全方位的訓練以達到企業(yè)需求。

四、實訓資源共建共享機制建設思考

(一)做好頂層設計，加強指導

加大政府及教育主管部門的支持力度，加大財政投入，指導整合各個院校優(yōu)勢教學資源，通過統(tǒng)籌協作，加強人員、設備和資金調配，加強政策引導，發(fā)揮職業(yè)院校的優(yōu)勢，形成內蒙古教育資源共享聯盟。建立一個科學合理的共享運作管理機構，形成可持續(xù)發(fā)展態(tài)勢。

(二)建立準入機制，分類共享模式

加強與系統(tǒng)外的相關組織和單位之間的合作，互相學習、互相借鑒教學資源與成果，可依照不同層次的學歷建立共享機制，實現資源共享。在共享機制下，聯盟內單位可免費使用，聯盟外的用戶可通過付費使用。資源標準建設是教學資源有效整合、集成及高效共享的前提，因此制定虛擬仿真實訓教學資源共享、遠程控制虛擬實驗為主的資源質量要求和遴選流程，規(guī)范和加強虛擬仿真實驗設備、平臺、資源、信息等技術要求。

(三)建立良好的運行機制，形成體系化服務

建立相應的管理組織機構，制定實踐工作的實施細則，并能夠從根本上協調院校之間的利益關系。有效的管理機制是資源共享的保障，確保對資源的科學管理和學習平臺的全程管理。

通過聯盟協議約束、激勵機制策略等手段激勵聯盟內學校師生利用平臺開展線上、線下教學活動。根據資源的使用量、訪問區(qū)域分布等分析資源的應用情況，做出分析報告以支持后續(xù)改進，建立實踐資源評價體系。

建立利益分配機制和版權保護，保護資源創(chuàng)建者的既得利益和工作積極性。建立共享平臺的交易機制，遵循“誰投資，誰受益”的原則，可以從價格、供求、競爭、結算等方面進行考慮，可按聯盟成員分類支付相應費用等。

(四)通過學分銀行，實現學分認證

學分銀行是一個國家或地區(qū)的一種教育制度，承擔著各類高等學歷教育之間的開放兼容,中等學歷教育和高等學歷教育之間的銜接溝通，學歷教育和非學歷教育之間的聯合融通“立交橋”作用。學生通過一門課程學習后可將其課程學分存入學分銀行，通過“學分”的“通存通兌”，可將學習者在不同教育機構課程學習獲得的學習成果進行互認、積累與轉換，實現各級各類教育縱向銜接和橫向溝通。學習者通過選擇優(yōu)質的、有效的資源進行學習，通過“學分互認”獲得學歷認可，更有助于他們提升社會競爭力，符合企業(yè)及地區(qū)經濟發(fā)展的需要。

網絡的遠程虛擬仿真實訓平臺的建設可以彌補傳統(tǒng)實踐教學的不足，服務于全區(qū)，推動職業(yè)教育虛擬仿真教學的改革和發(fā)展。科學的、有效的教學資源共享機制是內蒙古地區(qū)各院校教育資源的優(yōu)化、合理配置、有效使用的保證，同樣，機制的建設需要不斷地完善和改進。