高校虚拟仿真实训基地信息化建设方案.docx

第一章项目概述41.1项目名称41.2项目建设方案编制依据41.2. 1国家职业教育改革实施方案41.2.2职业教育提质培优行动计划51.2.3十四五规划和2035年远景目标51.2.4 虚拟现实与行业应用融合发展行动计划（20222026年）61.2.5 职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设指南61. 2.6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6L3项目概况71.3. 1项目背景71.3.2 建设目标9L3.3项目建设的意义和必要性111.3.4 总体建设与本期建设任务14第二章业务需求分析152.1现状分析152.2项目需求分析152. 3专业课程需求分析162. 4系统功能和性能需求分析18第三章总体建设方案203. 1建设原则203.1.1技术先进性203.1.2经济实用性203.1.3系统开放性203.1.4扩展维护性203.1.5系统安全性203.2总体建设任务213.3系统总体结构223.4技术路线233. 4.1软件部分233. 4.2硬件部分25第四章本期项目建设方案274. 1系统设计274. 1.1专业虚拟仿真实训中心274. 1.2公共虚拟仿真实训中心284. 1.3专业成品资源建设314.2硬件系统设计321.1.1 1桌面VR交互一体机351.1.2 虚拟仿真硬件支撑模块361.1.3 3D主动立体眼镜361.1.4 音箱系统361.1.5 一体化存储机柜371.1.6 2.6沉浸式3D显示LED屏371.1.7 虚拟现实头戴显示设备371.1.8 AR智能眼镜套装374.3软件系统设计374.3.1定位追踪软件374.3.2场景管理器软件374.3.3内容资源适配软件384.3.4混合现实效果展示套件384.3.5云推流软件384.5.6虚拟仿真内容开发引擎384.3.73D模型素材库394.4网络系统设计394.5安全系统设计394. 6软硬件部署设计405. 10部门业务系统对接情况40第五章项目运维管理416. 1人员培训方案415.1.1培训计划415.1.2培训成果425. 2项目质保426. 3售后服务42第六章效益与评价指标分析447. 1效益分析44第一章项目概述1. 1项目名称高校虚拟仿真实训基地信息化建设方案1.2项目建设方案编制依据互联网+政务服务”技术体系建设指南政务信息资源类规范、标准(3)国家职业教育改革实施方案【职教20条、国发(2019)4号】(4)中华人民共和国职业教育法1.2. 1国家职业教育改革实施方案2019年2月，国务院发布国家职业教育改革实施方案，方案指出：到2022年，职业院校教学条件基本达标，一大批普通本科高等学校向应用型转变，建设50所高水平高等职业学校和150个骨干专业(群)。建成覆盖大部分行业领域、具有国际先进水平的中国职业教育标准体系。企业参与职业教育的积极性有较大提升，培育数以万计的产教融合型企业，打造一批优秀职业教育培训评价组织，推动建设300个具有辐射引领作用的高水平专业化产教融合实训基地。促进产教融合校企“双元”育人机制，狠抓教师、教材、教法改革。“三教”改革中，教师是根本，教材是基础，教法是途径，三者形成一个闭环，解决教学系统中“谁来教、教什么、如何教”的问题。立足于培养适应行业企业需求的复合型、创新型高素质技术技能人才，提升学生的综合职业能力，完成“打造技术技能人才培养高地”的任务。高职院校在进行“三教”改革时，应把握好整体观、目的性、方法论这三个核心问题。1.2.2职业教育提质培优行动计划2020年9月，教育部等九部门印发职业教育提质培优行动计划（20202023年），实施职业信息化2.0建设行动，提升职业教育信息化建设水平，推动信息技术与教育教学深度融合。以“信息技术+”升级传统专业，及时发展数字经济催生的新兴专业。鼓励职业学校利用现代信息技术推动人才培养模式改革，大力推进“互联网+”、“智能+”教育新形态，推动教育教学变革创新。遴选100个左右示范性虚拟仿真实训基地。1.2.3十四五规划和2035年远景目标2021年3月，十三届全国人大四次会议通过的中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要，关于建设高质量教育体系的描述：全面贯彻党的教育方针，坚持立德树人，加强师德师风建设，培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人。健全学校家庭社会协同育人机制，提升教师教书育人能力素质，增强学生文明素养、社会责任意识、实践本领，重视青少年身体素质和心理健康教育。坚持教育公益性原则，深化教育改革，促进教育公平，推动义务教育均衡发展和城乡一体化，完善普惠性学前教育和特殊教育、专门教育保障机制，鼓励高中阶段学校多样化发展。加大人力资本投入，增强职业技术教育适应性，深化职普融通、产教融合、校企合作，探索中国特色学徒制，大力培养技术技能。发挥在线教育优势，完善终身学习体系，建设学习型社会。1.2.4虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022-2026年)对于加速多行业多场景应用落地，行动计划指出，在中小学校、高等教育、职业学校建设一批虚拟现实课堂、教研室、实验室与虚拟仿真实训基地，面向实验性与联想性教学内容，开发一批基于教学大纲的虚拟现实数字课程，强化学员与各类虚拟物品、复杂现象与抽象概念的互动实操，推动教学模式向自主体验升级，打造支持自主探究、协作学习的沉浸式新课堂。服务国家重大战略，推进“虚拟仿真实验教学2.0”，支持建设一批虚拟仿真实验实训重点项目，加快培养紧缺人才。1.2.5职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设指南规划建设虚拟仿真实训基地，从而深化教育教学改革、推进人才培养模式创新，构建职业教育虚实结合的人才培养“新范式”，着力提高人才培养培训质量。1.2.6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建设职业教育示范性虚拟仿真实训基地：到2025年建成200个左右全国示范性虚仿基地，带动各地1000个左右区域示范性虚仿基地建设，推动职业院校技术技能人才实训教学模式创新。L3项目概况1.3.1 项目背景1. 3.1.1专业背景我校计算机与信息工程学院现设有软件技术、计算机网络技术、数字媒体技术、移动应用开发、大数据技术5个专科专业。是我校的特色核心专业，我校正计划就这五个专科专业进行升本申请。学院师资力量雄厚，现有教职工39人，其中教授6人、副高职称11人、“双师”型教师18人，拥有省级教学名师2人、省级专业带头人2人、省级教坛新秀6人、校级教学名师1人、校级教坛新秀2人。23人拥有系统分析师、网络工程师等职业资格证书。6人成为OraCle、Cisco,Sun、ClSP等行业认证教师。拥有省级综合改革试点专业1个、高水平高职专业1个、省级基层教研室示范项目1项、省级特色专业教学资源库2个、省级MooC等示范课程8门、省级教学团队1个、省级实验教学示范中心1个。1.3. 1.2技术背景虚拟仿真技术是一种利用计算机等数字技术模拟、再现真实世界中的各种场景、环境、物体、过程等的技术。它可以通过数字模型、虚拟环境、人机交互等手段，让人们在虚拟世界中进行各种体验和操作，如探索、交互、学习、演练等。虚拟仿真技术已经广泛应用于各个领域，如教育、医疗、建筑、设计、工程、游戏等，为人们提供了更加丰富、便捷、安全的体验和操作方式。将虚拟仿真技术应用到我校实际教学实训当中，对传统教学的冲击具体表现在以下方面：1）弥补实训不足，节约实训的成本虚拟仿真技术提供的亲临现场感能够在虚拟环境下给学员提供“实操”机会。计算机网络技术、软件技术、大数据、数字媒体应用技术、移动应用开发等专业都可以利用VR设备降低实训成本和风险性。对于这类专业技能培训机构，一套VR设备能实现多种特殊环境模拟、多人次操作训练，大大减少培训成本。对于学习者来说，能够在岗前获得更多操作经验，也有利于就业竞争。2）知识要点细化，全方位加强了解过去，学习一项技能，总是教科书式的，是观点、概念的传授。学生往往很难理解，即便理解了，在实际运用中，也往往无法得心应手，或忽略诸多安全细节。虚拟仿真技术融入教育中，能够将一项技能或工种，细化到不同阶段、不同环节，并将这些环节具象为类似真实环境的3D动画，学生能够通过反复模拟操练，全方位了解具体细节。3）增强情景体验，减弱师生距离感对于在线教育来说，如何增强临场感、拉近师生间的距离，一直是重要的探讨课题。虚拟仿真技术的运用，似乎天然为解决这一难题，师生可以跨越地理限制，同处于一间虚拟教室，从而提高学习效率。但是为了充分发挥这一优势,VRAR技术还需要解决延时性、表情捕捉等技术问题。虚拟仿真实训基地建设任务是实现真实实验不具备或难以完成的教学功能。在涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，提供可靠、安全和经济的实验项目。虚拟仿真实训基地建设应充分体现协同创新、虚实结合、相互补充、能实不虚的原则。1.3.2建设目标利用虚拟仿真技术、三维虚拟高端技术，在本校建成虚拟仿真实训基地。实现结合引用虚拟仿真技术辅助教学、打造创新科学虚拟仿真实验室、虚拟仿真研发等目标。弥补现实传统教育所不可及的教学场景，解决教学刚需；面向全校开设创新实验课，关于虚拟仿真项目开发与实验实践；开展对虚拟仿真技术的研究，研究前沿高科技。基地与企业合作开发建设具有本科教育特色的标志性、共享型的实践教学一体化教室，面向全校各个专业，集教学、实训、科研教育为一体，培养学生，锻炼教师，打造一个一流的现代化虚拟仿真实训基地。1. 3.2.1满足计算机与信息工程学院专业虚拟仿真教学需求解决计算机科学与技术、计算机网络技术、软件技术、大数据、数字媒体应用技术、移动应用开发等专业的教学刚需，搭建能满足学生上课的虚拟仿真教学环境。1.3. 2.2搭建虚拟仿真教学内容管理平台利用虚拟仿真内容云平台已有的资源，标准化的虚拟仿真课件可以满足计算机网络技术、软件技术、大数据、数字媒体应用技术、移动应用开发基本虚拟仿真教学使用。解决学生的实训1、学习问题，全新教学方式，提升学生的兴趣点，增强学生的学习效率。1.4. 2.3培养创新型教师团队在虚拟仿真教室的基础上，培养老师使用虚拟仿真辅助教学。能满足教学需求，还能让老师在此教学平台上进行实战演练。通过团队建设来加快课程建设，培养骨干教师，促进相关课程体系建设研究和课程团队教学研究，加快教学模式改革创新，不断提高教师队伍的教学水平与人才培养质量，在专业建设、课程建设、实训室建设、教学改革等方面中发挥模范作用，为培养教学名师打下基础。1.5. 2.4辐射全校其他专业虚拟仿真使用需求基地建成以后，除了满足我校我校计算机与信息工程学院计算机网络技术、软件技术、大数据、数字媒体应用技术、移动应用开发等专业的教学需求以外，对内辐射我校其他专业的虚拟仿真教学实训使用，对于我校其他具备虚拟仿真教学实训要求的专业，均可到虚拟仿真实训基地开展教学实训活动。1.6. 2.5基地多功能多元化应用1）建设教学、实训I、研发三大应用，根据不同的应用购置相关的虚拟仿真软硬件设备。2）引入虚拟仿真多人协同技术。能够将多人协同引入课堂教学。满足需要协同操作的教学需求。让学生了解多人协同技术。3）引入虚拟仿真创作软件。培养学生创作虚拟仿真资