针对高职院校教育信息化程度不高、实验室体系标准不统一、不规范,教学资源数字化程度不足的现状,需紧跟专业发展前沿,借助高职院校“三教“改革的东风,探索教学模式改革的新路子,推动虚拟仿真实验室体系的成型和落地。
一、指导思想
实验教学体系建设可采用“一体、两全、五构建”的指导思路进行。
“一体”即一个责任主体,负责建设、运行及管理。成立专门的实验教学领导小组,由各学院业务主管牵头,实验室负责人(专职)主抓,实验室管理员(如学科带头人,或课题小组负责人)落实,形成三级联动,各司其职。
“两全”,即全程监管,全面覆盖。“全程监管”指在实验室的全生命周期进行监督管理,从实验室建设初期的调研、招标、建设,到日常运行中的安全管理、设备维护更换,以及实验室专项工作的监督评估、激励等阶段。“全面覆盖”指以实验室为载体,覆盖到实验教学体系建设的各个方面,包括统筹协调、安全教育、监督保障,以及课程资源、人力资源、环境资源等。
“五构建”,即构建实验教学体系的关键组成部分,是实验体系建设的重要抓手。包括构建虚拟仿真资源、构建实验平台、构建教学机制、构建师资队伍、构建管理运行机制。
二、建设路线
以物联网仿真实验教学体系建设为例,其核心内容包括实验平台和实验课程。实验平台是支撑整个实验教学体系的核心,而平台研发又涉及教学方案的设计,软硬件功能的实现。因而需要基于校企合作的方式打造“教—学—练—管—评”一体化的物联网虚拟仿真实验平台。在实验室建设中,可借鉴软件工程模式中的项目管理思路,突出项目实施过程关键环节的强化管控,优化管理规范。平台建设路线如图1所示。

项目准备阶段。以院校为主导,通过校企合作,收集项目资料,拟定项目实施计划及方案。
顶层设计阶段。校企协作,实验实训需求,解决“怎么建、怎么用”的问题。通过搜集文献、参考教学目标,构建实验教学体系。通过实地参观,沟通研讨,校企双方应全面而详细地规划出实验室体系的业务蓝图。
资源开发阶段。企业主要负责平台的软、硬件开发,院校负责实验教学资源的开发,包括实验大纲、标准、教学内容等。这个阶段需要校企双方深入交流。院校帮助企业理解教学业务逻辑,以便更好地设计系统功能模块。企业可以在教学内容设计中提供建议,以使得实验实训更贴近生产一线场景,通过迭代式设计,把真实生产场景和教学中的具体知识点进行关联。
交付测试阶段,先对实验平台试运行,发现问题进行整改,双方按照合同进行验收移交。同时对前期建设过程进行复盘,为后续的校企深度合作提供更好的经验。
运行维护阶段。即已投入使用,按照拟定的实验室相关制度,进行运维管理即维护更新,及时与企业交流运行情况,包括反馈科研创新等。
三、虚拟仿真教学体系设计
整套实验教学体系资源可分为虚拟教学资源以及围绕教学任务实施的各种配套资源。首先,虚拟教学资源是保证专业实验教学开展的核心内容,是学、练、创、考等环节必需的理论组件,教学资源要符合当前行业对人才培养的最新需求,确保专业性和前瞻性;其次,配套资源既包括虚拟仿真实验平台与实验室配套环境,这是实验教学工作开展的硬件基础,又包括各种规章制度和师资队伍,这是确保实验室工作安全可靠、集约高效、可持续运转的软性支撑。合理配置,规划实验室资源,可以使得实验室体系更好地服务于教学任务的开展。
四、构建虚拟教学资源
针对现代物联网开发应用及物联网产业链的上下游岗位,解析生产任务需求,归纳提炼关键技术能力,设计虚拟仿真实验内容、开发生产性实践的实训项目,构建虚拟仿真资源体系,包括以下六类资源。
1、基础教学实验。根据“听到的易忘记,看到的能记住,做过的才真明白”的学习规律,对于课程中的理论知识点,开发对应的实验作业,通过这些小实验,确保理论知识能及时得到消化吸收。
2、应用项目实训。当学生具备基本的理论知识和应用技能以后,需要通过平台提供的不同仿真主题,进行项目实训,锻炼综合应用能力,自主开发相应的仿真作品,如自动刷卡收费系统、家庭自动恒温系统、野外环境监测系统等。
3、毕业设计。依托平台完成教师自拟的或企业提供的参考题目。构建开发流程、规范化模板以及相关的技术参考文档等资源,提升毕业设计的效率,培养良好的工作习惯,促进毕业生到一线员工的顺利过渡。
4、创新工坊。开发“工坊式”虚拟实训环境,鼓励学有余力的学生拓展性实验实训,满足不同层次的学生进阶性探索创新需求。此外,创新工坊提供的软硬件环境同样能为教师的科研项目提供支持。这些创新创意都能反馈给企业,让人才红利得以充分释放,也能更好地满足企业“订单式“人才培训的需求。
5、竞赛活动。如国内的大学生物联网创新创业大赛,国际的ICAN创新创业大赛,都给学生提供了展示舞台。此外,全国大学生电子设计竞赛的内容通常也会涉及物联网相关的技术应用。可组织开展校内单科竞赛,拓展技能受众群体,激发学生创造力,培养技术小能手。
6、培训考证。有效推动职业教育1+X证书制度落实,开发对应的培训项目,建立全面、规范、有针对性的题库,帮助学生更好地获得职业技能认证,增加就业砝码。