VR技術在虛擬工廠中的應用研究

陳松林

摘 要：技術改革掀起了新概念科技時代的帷幕，各項產業勇攀科技新高峰。現代化數字技術為產業變革提供了無數種嶄新途徑，數字儲存、信息檢索、虛擬現實、可視化展示等產業數據處理技術已經逐漸走入大眾的視野。本文以黑龍江生態工程職業學院最新研究課題——"新時代高職室內設計專業虛擬工廠實訓室在線精品課程的建設和應用研究"為基礎，研究探討VR技術在現代職業教育改革創新中擁有的可能性。

關鍵詞：VR技術;虛擬工廠;現代職業教育改革

虛擬現實技術（Virtual Reality）即將虛擬事物直接或間接的凝實為人類感知的技術。綜合利用計算機圖形系統和各種現實及控制接口設備，創建計算機體驗式仿真系統，即利用電腦模擬生成一個交互式的三維虛擬環境，為使用者提供關于視覺、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系。雖然VR技術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研、理論與實際互融互通、建設校企現代化產業模式等方面有著獨特的優越性。

基于中國現代職業教育發展現狀，適應新科技、新時代、新格局已經成為行業共識。當代職業教育培訓，應以傳授理論知識為基礎，培養實際作業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技術的沉浸性、交互性、構想性三大特點為教學數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視覺場景和實體情形的系統仿真，能夠給被教育群體提供沉浸式的感官體驗。黑龍江生態工程職業學院依托時代背景，提出了最新的研究課題——"新時代高職室內設計專業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建一個可供學生線上操作的虛擬工廠，以實現在模擬實驗中將輸入變成輸出的生產功能仿真工廠。具體來說，就是在計算機仿真系統生成的工廠內進行設計、制造、檢查產品等一系列行為。本課題首次在室內設計專業引入了數字化虛擬工廠實訓，將現代化企業生產模式引入課堂，打造交互式、深入式的現代企業生產經營場景。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和課堂教學的效果，為培養新時代懂理論、有技能、會操作的職業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的教師、緊扣時代的課程、結合實際的教學內容、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設計專業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、課題研究的內容及研究的主要方法

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

以調查研究法為補充，通過問卷調查了解學院室內設計專業在線精品課程的實施情況，結合數據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實結論。

以行動研究法為動力，逐步構建雙導師（企業導師+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，將教學和研究相結合，把創研結果與運用研究成果相統一。在保證學生有效學習的基礎上，促進虛擬工廠實訓室在新時代高職室內設計專業中的專創融合實踐研究。

三、課題研究的具體問題

科技革新使當前職業教育環境迎來了更強勁的發展動能和更廣闊的發展空間。本課題需要以我國職業素質教育改革實施方案為科研背景，以中國高職學院網絡課教學經驗為主線，對學校的室內設計專業及在線精品課現狀，展開剖析和探究。保持移動化優先、科學合理布置，在堅持改革創新、優惠政策舉措、生產流程管控、人力資源科技管理等領域方面加速融入，從而探索室內設計專業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和實施，采用"虛擬工廠實訓室"在線教學的方式，建立產業級平臺，把機器設備、生產線、廠房、供貨商、產品等與顧客更密切地聯系并融入在一起，有效共享產業經營中的所有生產要素資源。讓學生更直觀、生動和全面的掌握學習內容，培養完成工作所需的綜合職業能力。

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

四、課題研究的目的與價值

本課程通過把現代虛擬工業技術和新時期的高職室內設計學科相結合，以全面地提升學員的素質、訓練專業知識、培養職業精神為本根核心點，以達到學員個人滿意職業、公司滿意人才為終極目的，以產生良好的產教價值為可持續、可發展、可共榮的理想目標。

校企合作、工學結合的項目型人才培養是中國現代職業教育的發展方向與工作重心，而職業院校的實訓也應該基于企業產品工作流程的項目管理教育。而通過構建虛擬現實工廠式實訓課程，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工業設計公司的實際生產環境中，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，以及熟悉公司生產規模和工作特點，人際關系等方面的能力。

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

注：本文為黑龍江省教育科學規劃課題，課題名稱：新時代高職室內設計專業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