VR技術(shù)在虛擬工廠中的應用研究

陳松林

摘 要：技術(shù)改革掀起了新概念科技時代的帷幕，各項產(chǎn)業(yè)勇攀科技新高峰?，F(xiàn)代化數(shù)字技術(shù)為產(chǎn)業(yè)變革提供了無數(shù)種嶄新途徑，數(shù)字儲存、信息檢索、虛擬現(xiàn)實、可視化展示等產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)處理技術(shù)已經(jīng)逐漸走入大眾的視野。本文以黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學院最新研究課題——"新時代高職室內(nèi)設計專業(yè)虛擬工廠實訓室在線精品課程的建設和應用研究"為基礎(chǔ)，研究探討VR技術(shù)在現(xiàn)代職業(yè)教育改革創(chuàng)新中擁有的可能性。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù);虛擬工廠;現(xiàn)代職業(yè)教育改革

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality）即將虛擬事物直接或間接的凝實為人類感知的技術(shù)。綜合利用計算機圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實及控制接口設備，創(chuàng)建計算機體驗式仿真系統(tǒng)，即利用電腦模擬生成一個交互式的三維虛擬環(huán)境，為使用者提供關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的沉浸式模擬，從而及時的、沒有限制地體驗三維空間。某種意義上，VR科技也帶來了虛擬和真實之間的新關(guān)系。雖然VR技術(shù)在高校課程改革建設中的應用并未普及，但其在高校課程改革創(chuàng)研、理論與實際互融互通、建設校企現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)模式等方面有著獨特的優(yōu)越性。

基于中國現(xiàn)代職業(yè)教育發(fā)展現(xiàn)狀，適應新科技、新時代、新格局已經(jīng)成為行業(yè)共識。當代職業(yè)教育培訓，應以傳授理論知識為基礎(chǔ)，培養(yǎng)實際作業(yè)技能與綜合動手能力為方向，將增強學生實際實習能力作為終極目標。而VR技術(shù)的沉浸性、交互性、構(gòu)想性三大特點為教學數(shù)字化研究提供了很大的方便。利用交互式和多源信息融合的立體動態(tài)視覺場景和實體情形的系統(tǒng)仿真，能夠給被教育群體提供沉浸式的感官體驗。黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學院依托時代背景，提出了最新的研究課題——"新時代高職室內(nèi)設計專業(yè)虛擬工廠實訓室在線精品課程的建設和應用研究"。

一、課題涉及的概念界定

虛擬工廠實訓室，即是用電腦模擬生成構(gòu)建一個可供學生線上操作的虛擬工廠，以實現(xiàn)在模擬實驗中將輸入變成輸出的生產(chǎn)功能仿真工廠。具體來說，就是在計算機仿真系統(tǒng)生成的工廠內(nèi)進行設計、制造、檢查產(chǎn)品等一系列行為。本課題首次在室內(nèi)設計專業(yè)引入了數(shù)字化虛擬工廠實訓，將現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)模式引入課堂，打造交互式、深入式的現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營場景。做到了理論教學和實際教學的相互融通，從而提升了課堂品質(zhì)和課堂教學的效果，為培養(yǎng)新時代懂理論、有技能、會操作的職業(yè)制造類學生提供了理想的實踐場所。

在線教學精品課程，即是形成了具備全學科素質(zhì)的教師、緊扣時代的課程、結(jié)合實際的教學內(nèi)容、貼切包容的教學管理等特色的示范性教學。本課題旨在研究室內(nèi)設計專業(yè)類的高職院校虛擬工廠實訓室在線精品課程實踐，包括課程的目標設計、內(nèi)容等要素，并對在線精品課程融入虛擬工廠建設等方面提出一些改革建議，探索出一條符合高職實際情況的特色教學之路。

二、課題研究的內(nèi)容及研究的主要方法

以資料搜集法為基礎(chǔ)，不斷收集整理國內(nèi)外有關(guān)"虛擬工廠融入在線精品課程課堂實踐研究、虛擬工廠與室內(nèi)設計專業(yè)融合的應用性研究"的理論文獻。從而了解掌握國內(nèi)外學者對虛擬工廠和在線精品課相關(guān)的最新研究成果，為課題研究進行理論建構(gòu)。

以調(diào)查研究法為補充，通過問卷調(diào)查了解學院室內(nèi)設計專業(yè)在線精品課程的實施情況，結(jié)合數(shù)據(jù)分析精品課實際情況，從而得出課程設置在實際應用中的現(xiàn)實結(jié)論。

以行動研究法為動力，逐步構(gòu)建雙導師（企業(yè)導師+學院導師）制教學，力求將最新研究成果直接作用于指導實踐教學，將教學和研究相結(jié)合，把創(chuàng)研結(jié)果與運用研究成果相統(tǒng)一。在保證學生有效學習的基礎(chǔ)上，促進虛擬工廠實訓室在新時代高職室內(nèi)設計專業(yè)中的專創(chuàng)融合實踐研究。

三、課題研究的具體問題

科技革新使當前職業(yè)教育環(huán)境迎來了更強勁的發(fā)展動能和更廣闊的發(fā)展空間。本課題需要以我國職業(yè)素質(zhì)教育改革實施方案為科研背景，以中國高職學院網(wǎng)絡課教學經(jīng)驗為主線，對學校的室內(nèi)設計專業(yè)及在線精品課現(xiàn)狀，展開剖析和探究。保持移動化優(yōu)先、科學合理布置，在堅持改革創(chuàng)新、優(yōu)惠政策舉措、生產(chǎn)流程管控、人力資源科技管理等領(lǐng)域方面加速融入，從而探索室內(nèi)設計專業(yè)在線精品課程融入實踐資源的有效方式。

加強教學模式方法的研發(fā)和實施，采用"虛擬工廠實訓室"在線教學的方式，建立產(chǎn)業(yè)級平臺，把機器設備、生產(chǎn)線、廠房、供貨商、產(chǎn)品等與顧客更密切地聯(lián)系并融入在一起，有效共享產(chǎn)業(yè)經(jīng)營中的所有生產(chǎn)要素資源。讓學生更直觀、生動和全面的掌握學習內(nèi)容，培養(yǎng)完成工作所需的綜合職業(yè)能力。

探究虛擬工廠實訓室與在線精品課課程進行有機結(jié)合，建立線上線下網(wǎng)絡教學。課程采用雙導師（企業(yè)導師+學院導師）實踐教學的方式，專注學生在校期間的就業(yè)創(chuàng)業(yè)意識，師生通過專創(chuàng)融合，組建自己的創(chuàng)業(yè)項目，最終實現(xiàn)產(chǎn)學研一體化。從而形成以內(nèi)涵建設為基礎(chǔ)、前沿科技為保障、創(chuàng)新管理為保障的現(xiàn)代化高等教育管理體系。

四、課題研究的目的與價值

本課程通過把現(xiàn)代虛擬工業(yè)技術(shù)和新時期的高職室內(nèi)設計學科相結(jié)合，以全面地提升學員的素質(zhì)、訓練專業(yè)知識、培養(yǎng)職業(yè)精神為本根核心點，以達到學員個人滿意職業(yè)、公司滿意人才為終極目的，以產(chǎn)生良好的產(chǎn)教價值為可持續(xù)、可發(fā)展、可共榮的理想目標。

校企合作、工學結(jié)合的項目型人才培養(yǎng)是中國現(xiàn)代職業(yè)教育的發(fā)展方向與工作重心，而職業(yè)院校的實訓也應該基于企業(yè)產(chǎn)品工作流程的項目管理教育。而通過構(gòu)建虛擬現(xiàn)實工廠式實訓課程，就可以使學習者以公司雇員的身份在虛擬現(xiàn)實的三維空間里完成工程項目模擬實施任務，讓學習者充分地深入到室內(nèi)工業(yè)設計公司的實際生產(chǎn)環(huán)境中，熟悉公司文化，熟悉建筑設計、施工、裝飾等過程，掌握生產(chǎn)工序安排，從而獲得了熟練地運用軟件的能力，以及熟悉公司生產(chǎn)規(guī)模和工作特點，人際關(guān)系等方面的能力。

在信息高速發(fā)展的今天，數(shù)字化技術(shù)參與高校職業(yè)教育是一個可持續(xù)性的新思路。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)、增強現(xiàn)實技術(shù)、三維數(shù)字藝術(shù)等新型高科技應用于高校職業(yè)教育具有數(shù)字藝術(shù)、數(shù)字技術(shù)的理論基礎(chǔ)，同時也具備現(xiàn)實的可行性。這是中國現(xiàn)代教育的一大改革，這將促進職業(yè)教育不斷發(fā)展革新，從而展開歷史新篇章。

注：本文為黑龍江省教育科學規(guī)劃課題，課題名稱：新時代高職室內(nèi)設計專業(yè)虛擬工廠實訓室在線精品課程的建設和應用研究，課題編號：ZJB1421165