虛擬仿真教育實訓(xùn)分論壇：VR與教學(xué)深度融合

徐恒

編者按：10月21日，由江西科駿實業(yè)有限公司承辦的2019世界VR產(chǎn)業(yè)大會虛擬仿真教育實訓(xùn)分論壇在南昌舉行。本次論壇主題為“產(chǎn)教融合，‘贏領(lǐng)創(chuàng)新”。本次論壇，旨在進一步提升VR技術(shù)成果推廣應(yīng)用能力，促進仿真實訓(xùn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。與會嘉賓就仿真實訓(xùn)與VR產(chǎn)業(yè)深度融合進行了深入探討。

裴鴻衛(wèi)：

虛擬仿真實訓(xùn)是VR產(chǎn)業(yè)與教育教學(xué)產(chǎn)業(yè)聯(lián)合突破的重點領(lǐng)域

今年是中華人民共和國成立70周年。中國特色社會主義已經(jīng)進入新時代，科技的進步助推著經(jīng)濟由高速增持階段轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展階段，國內(nèi)VR產(chǎn)業(yè)的突飛猛進也為我國的崛起注入了新鮮的血液。

去年，首屆世界VR產(chǎn)業(yè)大會在南昌順利召開，習(xí)總書記發(fā)來賀信，肯定了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展與推廣，表達了我國對加強虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域國際交流合作的美好愿景。去年大會的成功舉辦為虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)在江西的快速落地鋪平了道路，也為大家對虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展奠定了信心。

近年來，江西省緊跟時代的潮流，搶抓發(fā)展的機遇，大力推進虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)落地。江西省委、省政府也多次下發(fā)政策性文件鼓勵VR產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展?，F(xiàn)如今，江西省已經(jīng)具備了較好的基礎(chǔ)和優(yōu)勢，對于VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展藍圖也有了完整的規(guī)劃和方針。

未來，江西將依托自身優(yōu)勢，利用世界VR產(chǎn)業(yè)大會搭建起互通交流的平臺，加強與各方的務(wù)實合作，深入交流，共育VR、共推VR、共享VR，集大家之力打造VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高地，助推全球虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，實現(xiàn)互惠共贏。南昌，也將健全VR產(chǎn)業(yè)鏈，優(yōu)化VR運營環(huán)境，從而吸引更多的VR領(lǐng)域人才，搶抓先機，全力做大做強VR產(chǎn)業(yè)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠賦予職業(yè)教育以沉浸式、情景化的體驗，增加學(xué)生在實際學(xué)習(xí)過程中的代入感、投入度以及親身操作的機會，避免實際實訓(xùn)過程中可能產(chǎn)生的安全問題，從而提高職業(yè)教育的教學(xué)質(zhì)量，突破實訓(xùn)教學(xué)的局域性限制。虛擬仿真實訓(xùn)是虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)與教育教學(xué)產(chǎn)業(yè)聯(lián)合突破的重點領(lǐng)域，也是江西省改革職業(yè)教育的重大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在江西省教育廳印發(fā)的《關(guān)于加快推進虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方案（2019—2023）》中，就明確指出“培養(yǎng)專技人才，開展VR教育培訓(xùn)”，要“探索多元化的職業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)模式”。江西省委、省政府一直鼓勵省內(nèi)的高職院校利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)開設(shè)實訓(xùn)課程，創(chuàng)新職業(yè)教育教學(xué)模式。同時，一直致力于將江西打造成VR實訓(xùn)教育的國家級基地，輻射全國，吸引各地的VR產(chǎn)業(yè)人才來到江西。

虛擬仿真教育實訓(xùn)產(chǎn)業(yè)的建設(shè)需要各方共同努力。江西將以更加開放的姿態(tài)、更加堅定的信念、更有活力的行動迎接世界各地的VR產(chǎn)業(yè)落戶江西、落戶南昌，把虛擬教育實訓(xùn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展提高到新的水平，為建全虛擬現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)鏈提供重要支撐。

劉紅斌：

VR技術(shù)促進

教育數(shù)字化發(fā)展

去年，首屆世界VR產(chǎn)業(yè)大會在南昌盛大召開，習(xí)近平總書記向大會致賀信，提出加強交流，增進共識，擴大合作，攜手推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，更好造福各國人民。虛擬現(xiàn)實是新一代信息技術(shù)的重要前沿方向，融合了多媒體、傳感器、新型顯示、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等多個領(lǐng)域的技術(shù)，引領(lǐng)新一輪的技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的變革。隨著首屆大會的圓滿結(jié)束，現(xiàn)如今，虛擬現(xiàn)實技術(shù)與各個產(chǎn)業(yè)的融合發(fā)展已經(jīng)初現(xiàn)成果，人們的生產(chǎn)生活與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)系也愈發(fā)緊密，全社會對虛擬現(xiàn)實的關(guān)注度和理解力在不斷提高。

教育實訓(xùn)與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的結(jié)合是貫徹VR+教育理念的創(chuàng)新舉措與重要途徑。隨著我國進入新的發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)升級和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整不斷加快，各行各業(yè)對于技術(shù)技能人才的需求越來越緊迫，職業(yè)教育重要地位和作用越來越凸顯。近年來，國家對于職業(yè)教育數(shù)字化、信息化、智能化愈發(fā)重視?！督逃畔⒒?.0行動計劃》提出，加強職業(yè)院校、高等學(xué)校虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)環(huán)境建設(shè)，服務(wù)信息化教學(xué)需要?！督逃控斦筷P(guān)于實施中國特色高水平高職學(xué)校和專業(yè)建設(shè)計劃的意見》提出，建設(shè)智慧課堂和虛擬工廠，廣泛應(yīng)用線上線下混合教學(xué)，促進自主、泛在、個性化學(xué)習(xí)。在職業(yè)院校的學(xué)習(xí)過程中，經(jīng)常用超大、超復(fù)雜、高精密的儀器設(shè)備，職教實訓(xùn)耗材消耗量大，有些實訓(xùn)項目設(shè)備昂貴，實訓(xùn)過程不可逆或有危險性，需要更形象的技術(shù)手段幫助他們理解知識點。通過虛擬仿真教學(xué)，可以用相對較低的投入，較好地解決實訓(xùn)教學(xué)中“進不去、看不見、動不了、難再現(xiàn)”的難題。

虛擬仿真實訓(xùn)教育要緊緊圍繞為中國產(chǎn)業(yè)升級培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才的目標(biāo)，整體規(guī)劃，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，以建設(shè)虛擬現(xiàn)實職業(yè)教育標(biāo)準(zhǔn)化體系為改革方向，發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)對產(chǎn)業(yè)的引導(dǎo)支撐作用，建立VR職業(yè)教育協(xié)同機制。同時，著力推動標(biāo)準(zhǔn)國際化工作，加快我國VR職業(yè)教育標(biāo)準(zhǔn)化進程，統(tǒng)籌布局VR職業(yè)教育產(chǎn)業(yè)載體、創(chuàng)新中心建設(shè)，形成網(wǎng)絡(luò)化、協(xié)同化發(fā)展促進體系。

克里夫·高盛：VR讓教學(xué)更加立體

從而促進知識的吸收

越來越多的國家，隨著教育水平上升，收入上升，出生率反而下降。與此同時，從事藍領(lǐng)工作的人越來越少，這也就意味著未來退休的人越來越多，但是參加工作的人越來越少，所以我們亟待通過職業(yè)教育學(xué)校來培養(yǎng)素質(zhì)比較高的工人去補充這個潛在的短板。

人工智能可能是解決的方法之一，美國一些工廠已經(jīng)開始使用人工智能補充這一短板。但是，人工智能的發(fā)展其實是綜合算法的進步，如果要把它真正變成特定任務(wù)的話，你要做很多很多的定制化，這將會花很多的時間。在人工智能感知方面，我們還有很多短板，因為工作環(huán)境非常的復(fù)雜，人工智能并不能全部做好。

人工智能和VR讓教學(xué)比教科書更加形象，因為它是立體的，知識也是可以傳輸?shù)摹Ｍ瑫r，它也是更加直接的方法。例如轉(zhuǎn)換專業(yè)，我們經(jīng)常會被迫換工作，因為很多的職業(yè)在消失。同時，像AI、AR的工具也更加經(jīng)濟，而且它可以減少很多耗材的使用。同時，如果我是一個學(xué)生，一個學(xué)校有AI、VR，而另外一個學(xué)校沒有AI、VR，我自然在有AI、VR的學(xué)校里會受到更先進的教育。

其實，立體視覺是非常重要的，我們作為人類，眼睛非常的重要，因為有了眼睛，我們才能看到立體的形象。我們看過去的教科書，其實都是平面的或者是扁平的，所以學(xué)生們在學(xué)概念的時候非常抽性，AR、VR通過3D的立體優(yōu)勢促進知識的記憶。

當(dāng)然，我們還有很多的設(shè)備可以選擇，例如可移動的、可頭戴的頭顯，VR還可以帶給我們?nèi)⒂跋竦男Ч?/p>

拉斯·里德曼：

XR技術(shù)能夠更有效地

促進培訓(xùn)

我是一名醫(yī)學(xué)博士，我們非常關(guān)注癌癥和腫瘤方面的治療，我們有專門的癌癥和腫瘤研究中心。同時，我們也和德國的癌癥研究院合作，這個研究院也在海德堡大學(xué)里面。我們希望在VR、AR的認(rèn)識上沒有偏見。

在我們看來，AR和VR的培訓(xùn)比30年前的成效更加顯著，當(dāng)然，這還需要額外的時間幫助我們進行進一步的研究，我們還需要再花30年時間進行研究，現(xiàn)在還僅僅是開始。

2017年，全球VR、AR產(chǎn)業(yè)遭遇到了有史以來的低谷，讓業(yè)界對AR、VR產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了失望情緒。但在2019年，AR和VR又重新崛起了。

通過XR來展示復(fù)雜的、立體的物體，比如肌肉、骨骼，可以比VR展現(xiàn)得更好。因為通過這樣的方式，人們可以動態(tài)地觀察，你也可以非常容易地和同事、同仁進行分享，可以共同討論。XR還有一個很好的例子，就是可以模擬病人，不管是內(nèi)科醫(yī)生、住院醫(yī)生還是醫(yī)學(xué)生，如果使用XR技術(shù)，你就可能更好地進行培訓(xùn)和準(zhǔn)備，能夠改善對

于病人的醫(yī)療護理和醫(yī)治。另外，對于放射學(xué)的培訓(xùn)，比如MRI成像、

CT等，AR、VR在這方面的價值不可忽視。虛擬現(xiàn)實也可以模擬手術(shù)室，醫(yī)生可以借助這樣的技術(shù)，來學(xué)習(xí)手術(shù)的程序和步驟。以前在手術(shù)室進行培訓(xùn)，可能要花很多的時間，但是如果你使用了XR技術(shù)，你就可以非常高效地在一個安全的環(huán)境當(dāng)中培訓(xùn)。

加爾·舍必時：

增強現(xiàn)實可以加強

人們的互動及社交

AR就是把數(shù)字化的內(nèi)容放在人們的面前，人們通過平板或者手機的屏幕才能看到它。我們公司開發(fā)的AR產(chǎn)品是社交產(chǎn)品，它可以用于教育。我們的產(chǎn)品和QQ、微信的界面非常相似，也有很多相似的功能，網(wǎng)友可以看到AR的內(nèi)容和基于位置的AR。同時我們也可以提供世界上最強的AR攝像頭。我們的產(chǎn)品雖然是即時通信平臺，但是其互動性非常高，網(wǎng)友向?qū)Ψ桨l(fā)送信息的時候，互動性和娛樂性都很強，同時還有3D的動畫人物可以選用。此外，網(wǎng)友在發(fā)信息的時候還可以搭配特殊的音效，非常有趣。

人們可以用我們的AR產(chǎn)品創(chuàng)建社交內(nèi)容。人們可以在產(chǎn)品中的小應(yīng)用程序里找到很多的小視頻，它們都是以AR的方式去創(chuàng)造。人們可以創(chuàng)造很多的內(nèi)容和信息，或者任何想發(fā)表的信息，比如社會的信息、教育的想法等，這些都可以在我們的軟件上面發(fā)表。用我們的APP可以有沉浸式的體驗。我們的產(chǎn)品定位是一款社交媒體為主的AR產(chǎn)品，我們看到一些位于不同地點的人們，可以看到我旁邊的人們所發(fā)表的言論。人們可以創(chuàng)造出他們想要創(chuàng)造的任何東西，并且以他們想要的形式出現(xiàn)。當(dāng)然了，也可以把它進行分享，分享到微博、微信上。

目前，盡管一些AR發(fā)展趨勢和可能性還沒有實現(xiàn)，但我覺得AR有很多成功案例。通過10年的發(fā)展，AR已經(jīng)可以放在手機或者平板電腦上應(yīng)用，也已經(jīng)改變了大家的想法和視野，AR應(yīng)用到教育領(lǐng)域大勢所趨。

王德權(quán)：

VR實訓(xùn)平臺實現(xiàn)虛擬車間和實際車間動態(tài)孿生

如何把制造工廠和虛擬現(xiàn)實有機結(jié)合起來？事實上，在VR狀態(tài)下，人們可以看到真實的現(xiàn)場，也就是說，把真實的現(xiàn)場、真實的生產(chǎn)線通過VR技術(shù)，展現(xiàn)在操作者的面前。VR在瀏覽器上，我們的工廠在異地，學(xué)生可以在任何環(huán)境中看到車間的活動。這實際上就是數(shù)字孿生技術(shù)。

數(shù)字雙胞胎或者說數(shù)字孿生技術(shù)是以數(shù)字化方式拷貝一個物理對象，模擬對象在現(xiàn)實環(huán)境中的行為，從而實現(xiàn)從產(chǎn)品設(shè)計直到制造執(zhí)行的全過程數(shù)字化。

通過搭建數(shù)字孿生技術(shù)數(shù)字化工廠VR實訓(xùn)平臺，可以實現(xiàn)虛擬車間和實際車間運行的動態(tài)孿生。在動態(tài)孿生模式下，虛擬車間和實際車間的生產(chǎn)線運行及設(shè)備動作完全實時同步，控制信號既可以來自于實際車間，也可以來自于虛擬車間。同時，還可以實現(xiàn)VR環(huán)境下的可視化。體驗者穿戴VR裝備后可身臨其境地置身于虛擬車間及在車間內(nèi)任意移動，近距離觀察生產(chǎn)線運行和設(shè)備動作，并可通過虛擬設(shè)備進行控制操作。

數(shù)字孿生技術(shù)數(shù)字化工廠VR實訓(xùn)平臺需要云端虛擬路由器，將設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)推送到Web移動終端數(shù)字孿生模型。首先，需要讓W(xué)eb方式的設(shè)備動作與三維模型運動相統(tǒng)一，從而實現(xiàn)數(shù)字孿生系統(tǒng)。其次，需要Web智能數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，從而能采集裝配線、加工線、機器人、擰緊壓裝等設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)。最后，通過綜合應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、機器人、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)實現(xiàn)基于數(shù)字孿生技術(shù)的智能制造解決方案。

學(xué)生通過對該基于數(shù)字孿生的智能制造工廠VR實訓(xùn)平臺的體驗和操作，在數(shù)字孿生和VR環(huán)境下，可以了解智能制造工廠的生產(chǎn)環(huán)境和生產(chǎn)系統(tǒng)運行過程，以及學(xué)習(xí)訂單執(zhí)行、可視化管理、生產(chǎn)線平衡、質(zhì)量數(shù)據(jù)采集、產(chǎn)品追溯、虛擬調(diào)試等技術(shù)，實現(xiàn)對智能制造核心要素的理解和掌握。

木戶竜也：

體驗感對VR教育應(yīng)用至關(guān)重要

我們公司一直以動畫視頻和網(wǎng)頁為主要業(yè)務(wù)，近幾年體驗型的廣告宣傳內(nèi)容也在不斷增加。我們研究發(fā)現(xiàn)，“體驗”對于記憶的殘留有很大幫助。人們對于閱讀的事物只能有10%的記憶，但是對于體驗過的事物會有90%是忘不掉的。所以用體驗作為手段，效果顯而易見。

除了制作一些體驗型廣告之外，我們還幫助一些客戶制作了利用企業(yè)文化來進行社會教育等方面的內(nèi)容。例如，通過尋找在建筑物周邊隱藏的一些生物，來幫助人們普及這些生物的特性。再比如，家中的樓梯、陽臺上會存在哪些隱患，可以通過AR去了解;幫助制藥公司來體驗藥物是如何擊退病毒的，消滅病毒原理其實是根據(jù)病毒的形狀特征，藥物把空缺填滿，從而達到消滅他們的目的;幫助航空公司的員工通過VR來進行實訓(xùn)，來體驗平時沒有辦法體驗到的頭等艙。