廈門理工學(xué)院劉利釗團隊率先在面向碩士研究生的高等教育中進行了基于虛擬仿真的實戰(zhàn)化教學(xué)嘗試和高水平教學(xué)改革，在全國范圍內(nèi)推出首個基于虛擬仿真技術(shù)的研究生《智能信息技術(shù)實戰(zhàn)與產(chǎn)品化》課程產(chǎn)教融合教育咨詢報告、全國首個基于虛擬仿真技術(shù)的研究生《智能信息技術(shù)實戰(zhàn)與產(chǎn)品化》課程產(chǎn)教融合教改報告。
世界發(fā)達國家重振制造業(yè)為核心的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，以發(fā)展智能制造為著力點，不斷強化在先進制造領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢。我國同樣高度重視，在《中國制造2025》的背景下，為加快制造強國建設(shè)步伐，自2016年，機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展被寫入“十三五”規(guī)劃以來，中央以及地方密集出臺了各種機器人相關(guān)政策，鼓勵和推動機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將機器人高端人才隊伍的培育確定為需要進一步重點發(fā)力的一個方面；2021年12月28日，工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會等多個部委聯(lián)合對外發(fā)布《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》和《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》。其中，機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃明確提出，到2025年，中國將成為全球機器人技術(shù)創(chuàng)新策源地、高端制造集聚地和集成應(yīng)用新高地，機器人產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入年均增長超過20%，制造業(yè)機器人密度實現(xiàn)翻番。 工業(yè)機器人作為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，是國家從制造大國發(fā)展為制造強國的重要抓手，也是智能制造的重要單元。
劉利釗項目團隊助理工程師蔡建航（編號2310908108土木）表示：智能類課程在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，理論課與實驗課是分離的，這就導(dǎo)致技能訓(xùn)練得不到及時的理論指導(dǎo)，而理論課也沒有結(jié)合生產(chǎn)、生活實際，導(dǎo)致了學(xué)生的技能掌握不深入。在該課程前幾年的研究生教學(xué)實踐中，嘗試了“項目教學(xué)”、“教、學(xué)、做、產(chǎn)”一體化等新型的產(chǎn)教融合教學(xué)模式，在這些新的教學(xué)模式下采用的技能訓(xùn)練通常有兩種：第一種是僅限于開發(fā)包提供的幾個固定實驗，學(xué)生只需按圖索驥、按實驗指導(dǎo)書輸入程序就可完成實驗，學(xué)生動手機會少，不能真正地參與到學(xué)習(xí)活動中；第二種是通過制作一些實際的產(chǎn)品或?qū)嵨?，然后在上面進行開發(fā)、試驗和調(diào)試，提高了學(xué)生的實踐能力，但是實際操作時要受到課堂上的條件、設(shè)備數(shù)量、品種等方面的限制，而且耗時大，占用課時太多，耗材的消耗量也很大，成本高。虛擬仿真教學(xué)則有高效率、低成本、內(nèi)容豐富、性能有效和安全等優(yōu)勢，因此應(yīng)該將“項目教學(xué)”、“教、學(xué)、做、產(chǎn)”一體化和虛擬仿真教學(xué)的方法結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點，使學(xué)生可以不受場地與、軟件、設(shè)備的限制，掌握更多的技能，在智能類課程的產(chǎn)教融合教學(xué)中具有重要的意義。
作為研究生的《智能技術(shù)實戰(zhàn)與產(chǎn)品化》課程，其人才培養(yǎng)的目標是培養(yǎng)出面向研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、管理、服務(wù)一線需要的高端知識型、技能型的復(fù)合型人才，面向的工作崗位主要有算法、軟件、硬件、裝備，解決方案或產(chǎn)品的設(shè)計、編碼、制造、操作、調(diào)試、維護技術(shù)等，智能類范圍很大、智能產(chǎn)品種類很多，而且對應(yīng)工種也很多，因此在教學(xué)過程中需要學(xué)生掌握很多知識與技能。但是，研究生所能使用的實驗實訓(xùn)設(shè)備畢竟是有限的，這就需要探索新的面向研究生的智能技術(shù)實戰(zhàn)與產(chǎn)品化教學(xué)方法。
仿真技術(shù)是繼數(shù)學(xué)推理與科學(xué)試驗之后認識世界自然規(guī)律的第三類基礎(chǔ)方法。虛擬仿真教學(xué)是指利用實物、智能算法和計算機軟件共同模擬出真實的情境與條件，讓學(xué)生在模擬的情境和條件下進行探究和學(xué)習(xí)。這種教學(xué)方法接近現(xiàn)實工作場景，有利于提高學(xué)生興趣的同時在短時間內(nèi)進入情境，真實的體驗在現(xiàn)實生活或工作中進行實踐的感覺，以達到更快掌握綜合技能的目的，這種教學(xué)方法可以利用智能算法和計算機軟件的優(yōu)勢創(chuàng)造出靈活多樣的工作場景，使學(xué)生掌握更多的技能。
虛擬仿真技術(shù)為人們提供了一個理想的智能類課程教學(xué)手段，美國是虛擬仿真技術(shù)的起源地，現(xiàn)在美國虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展水平也比較高，在這個領(lǐng)域代表了國際先進水平，也是第一個把虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用在智能類課程的產(chǎn)教融合中的，其目前在感知、用戶界面、后臺軟件算法和硬件等幾個方面，形成了比較系統(tǒng)的虛擬仿真教學(xué)架構(gòu)。美國的卡羅萊納州立大學(xué)利用Java技術(shù)建立了基于Web的探索式虛擬智能實驗室系統(tǒng)，主要有以下幾個模塊：基于JavaApplet的虛擬實驗設(shè)備和實驗設(shè)施、相關(guān)的實驗課程模塊、實驗學(xué)習(xí)結(jié)果評價模塊、協(xié)作學(xué)習(xí)模塊、實踐模塊、產(chǎn)品化模塊，基于該系統(tǒng)將企業(yè)的實際需求、案例和真實工作流程納入到了高校的產(chǎn)教融合教學(xué)中。 英國在虛擬仿真技術(shù)產(chǎn)教融合相關(guān)領(lǐng)域處于歐洲領(lǐng)先地位，研究出了虛擬仿真軟件包，并應(yīng)用在教學(xué)軟硬件和工業(yè)實踐、培訓(xùn)等方面。英國諾丁漢大學(xué)在人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)研究方面對虛擬仿真技術(shù)進行了深入開發(fā)與探索，其目標主要在于探索產(chǎn)業(yè)型的桌面虛擬仿真輸入設(shè)備和智能算法產(chǎn)業(yè)應(yīng)用上，并以該系統(tǒng)將企業(yè)的實際需求、案例和真實工作流程納入到了高校的產(chǎn)教融合教學(xué)流程中。
教育部從2013年開始推動全國高校探索虛擬仿真實驗教學(xué)資源建設(shè)；2018年上線了“實驗空間”虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，為全國高校提供了虛擬仿真課程開放共享服務(wù)；2020年,教育部認定了5118門課程為首批國家級一流本科課程，其中虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程728門。
本次廈門理工學(xué)院劉利釗團隊在全國范圍內(nèi)、率先在面向碩士研究生的高等教育中進行了基于虛擬仿真的實戰(zhàn)化教學(xué)嘗試和高水平教學(xué)改革，在全國范圍內(nèi)推出首個基于虛擬仿真技術(shù)的研究生《智能信息技術(shù)實戰(zhàn)與產(chǎn)品化》課程產(chǎn)教融合教育咨詢報告、全國首個基于虛擬仿真技術(shù)的研究生《智能信息技術(shù)實戰(zhàn)與產(chǎn)品化》課程產(chǎn)教融合教改報告，必將為教育強國、高水平高素質(zhì)的新型研究生高等教育帶來新的佳音。
