3D虛擬實(shí)訓(xùn)在高職院校實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究

夏秋

[摘 要]高等職業(yè)教育是我國(guó)教育體系的重要組成部分，以提高學(xué)生的職業(yè)能力作為教學(xué)的核心。本文以湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院物流與交通管理學(xué)院的3D虛擬實(shí)訓(xùn)室為研究載體，以提高人才培養(yǎng)質(zhì)量為目標(biāo)，探索多樣化的教學(xué)手段和教學(xué)方法，研究如何將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入常規(guī)的實(shí)踐教學(xué)之中，從而切實(shí)提高虛擬實(shí)訓(xùn)室的應(yīng)用效果，達(dá)到進(jìn)一步推廣的目的。

[關(guān)鍵詞]3D虛擬；高職院校；實(shí)踐教學(xué)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.22.141

[中圖分類(lèi)號(hào)]TP393.09 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1673-0194（2017）22-0-02

高等職業(yè)教育是我國(guó)教育體系的重要組成部分，而實(shí)訓(xùn)作為高等職業(yè)教育的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)教學(xué)與生產(chǎn)結(jié)合、理論與實(shí)踐結(jié)合、教師與技術(shù)人員結(jié)合的重要途徑。近年來(lái)，各地政府和學(xué)校都逐漸認(rèn)識(shí)到實(shí)訓(xùn)課程在職業(yè)教育中的重要作用，都不約而同地增加了實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地的投資與建設(shè)。傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)室建設(shè)周期長(zhǎng)、資金投入大，相比于傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)室，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)訓(xùn)基地投資要小得多，且設(shè)備更新?lián)Q代或改進(jìn)的成本也相對(duì)較低。

虛擬實(shí)訓(xùn)是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仿真或虛構(gòu)某些情境，供學(xué)生觀(guān)察、操縱、建構(gòu)其中的對(duì)象，使學(xué)生獲得體驗(yàn)或有所發(fā)現(xiàn)。虛擬實(shí)訓(xùn)室對(duì)現(xiàn)有的常規(guī)教學(xué)是一個(gè)有益的補(bǔ)充，也是未來(lái)實(shí)訓(xùn)室建設(shè)的一個(gè)發(fā)展方向。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和虛擬實(shí)驗(yàn)室

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)模擬生產(chǎn)環(huán)境和設(shè)備，能夠充分解決某些實(shí)訓(xùn)環(huán)境不可視、不可摸、不可進(jìn)入等問(wèn)題，能夠有效地營(yíng)造一個(gè)真實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境，提高學(xué)員掌握知識(shí)和技能的效率，從而優(yōu)化培訓(xùn)過(guò)程，提高培訓(xùn)質(zhì)量。越來(lái)越多的職業(yè)院校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)開(kāi)始重視虛擬訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。然而，虛擬訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備比較昂貴，建設(shè)與維護(hù)費(fèi)用也高，所以開(kāi)放程度受到很大程度的限制。

如果每個(gè)有需求的企業(yè)或院校都各自建立虛擬實(shí)驗(yàn)室，會(huì)造成資源浪費(fèi)。為了避免低水平重復(fù)建設(shè)或有水平卻無(wú)法共享的狀況，學(xué)校有必要建立一個(gè)既能“對(duì)內(nèi)”又能“對(duì)外”的開(kāi)放式虛擬訓(xùn)練平臺(tái)，便可以很好地解決上述問(wèn)題。

2 3D虛擬實(shí)訓(xùn)室的優(yōu)勢(shì)和局限性

2.1 可以彌補(bǔ)教學(xué)條件的不足

高職院校學(xué)生較多，由于場(chǎng)地或者資金投入的限制，很難保證教學(xué)質(zhì)量。3D虛擬實(shí)訓(xùn)室利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)因?qū)嵱?xùn)設(shè)備、實(shí)訓(xùn)環(huán)境、實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地和教學(xué)經(jīng)費(fèi)等原因而無(wú)法進(jìn)行實(shí)訓(xùn)的不足。同時(shí)，3D虛擬實(shí)訓(xùn)室利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立起來(lái)的虛擬實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所，可以根據(jù)需要進(jìn)行更新，省去了反復(fù)投資的困擾，能夠有效彌補(bǔ)教學(xué)條件的不足。

2.2 避免真實(shí)實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)或操作帶來(lái)的各種危險(xiǎn)

在以往的教學(xué)中，對(duì)于一些危險(xiǎn)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，大多是采取觀(guān)看視頻或者動(dòng)畫(huà)的形式進(jìn)行講授，而不是進(jìn)行實(shí)際操作，教學(xué)效果并不理想。3D虛擬實(shí)訓(xùn)室利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)訓(xùn)或?qū)嶒?yàn)，學(xué)生可以放心大膽地去做各種危險(xiǎn)的或危害人體的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)，能夠獲得在真實(shí)條件下難以獲得、甚至根本無(wú)法得到的關(guān)于客觀(guān)對(duì)象的信息。

2.3 提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及實(shí)訓(xùn)效果

學(xué)生在3D虛擬實(shí)訓(xùn)室可以完成各種實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，獲得與真實(shí)實(shí)訓(xùn)一樣的感受，通過(guò)使用各類(lèi)先進(jìn)的傳感器不僅能夠獲得逼真的感受。同時(shí)，學(xué)生還可以通過(guò)自身的語(yǔ)言、身體運(yùn)動(dòng)等自然技能，對(duì)虛擬環(huán)境進(jìn)行考察或操作，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，鞏固學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解，鍛煉在實(shí)訓(xùn)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。此外，虛擬實(shí)訓(xùn)室還可以進(jìn)行一些在現(xiàn)實(shí)中無(wú)法進(jìn)行的實(shí)訓(xùn)，能夠進(jìn)一步提高實(shí)訓(xùn)的效果。

3 3D虛擬實(shí)訓(xùn)在供應(yīng)鏈管理課程中的實(shí)踐運(yùn)用

供應(yīng)鏈管理是一門(mén)理論性較強(qiáng)的課程，也是物流管理專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課，開(kāi)設(shè)在大二下學(xué)期，在學(xué)習(xí)該課程之前，學(xué)生需要對(duì)運(yùn)輸、儲(chǔ)存、包裝、裝卸、搬運(yùn)、流通加工、配送和信息處理等物流環(huán)節(jié)有比較清楚的認(rèn)識(shí)。在此課程中，教師需要著重強(qiáng)調(diào)的是對(duì)于企業(yè)而言應(yīng)該如何組織物流活動(dòng)、銜接各個(gè)物流環(huán)節(jié)，使各級(jí)原材料和產(chǎn)成品等能夠在供應(yīng)鏈上高效流通。但是，學(xué)生到企業(yè)真實(shí)去參與供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)也不現(xiàn)實(shí)，這就需要用到3D虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在3D虛擬實(shí)訓(xùn)室中能夠模擬出真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境的教學(xué)場(chǎng)景，讓學(xué)生身臨其境地去學(xué)習(xí)和練習(xí)，能夠達(dá)到事半功倍的效果。

3.1 課時(shí)計(jì)劃

供應(yīng)鏈管理課程一共有52課時(shí)，課程授課分為3個(gè)階段：理論課教學(xué)（28課時(shí)）、3D虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)（12課時(shí)）、物流技能實(shí)訓(xùn)教學(xué)（12課時(shí)）。

3.2 教學(xué)進(jìn)度安排

在理論課教學(xué)階段，教學(xué)周為14周，每周2課時(shí)。專(zhuān)業(yè)教師一人授課，主要講授供應(yīng)鏈基礎(chǔ)理論知識(shí)，如物流與供應(yīng)鏈相關(guān)理論、采購(gòu)物流、生產(chǎn)物流、銷(xiāo)售物流、逆向物流和精益供應(yīng)鏈等。

在3D虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)階段，每天3課時(shí)，教學(xué)4天。在3D虛擬實(shí)訓(xùn)室授課，同學(xué)們自由組隊(duì)，根據(jù)上一階段的理論學(xué)習(xí)成果選擇自己感興趣的物流環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)場(chǎng)景進(jìn)行真實(shí)模擬，每個(gè)小組需要上傳各自的模擬視頻。

在物流技能實(shí)訓(xùn)教學(xué)階段，每天3課時(shí)，教學(xué)4天。在物流技能實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，通過(guò)上兩個(gè)階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)和供應(yīng)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)有了一定的認(rèn)識(shí)，本階段的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容就是讓學(xué)生認(rèn)識(shí)供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)中常見(jiàn)的物流設(shè)施與設(shè)備，同時(shí)還能學(xué)會(huì)一些基本物流工具的操作方法。

3.3 課程考核

供應(yīng)鏈管理的課程考核按照表1進(jìn)行。與傳統(tǒng)課程考核相比，考核內(nèi)容增加了學(xué)生自評(píng)和小組互評(píng)環(huán)節(jié)，為提高學(xué)生的參與度，小組互評(píng)以小組成員的打分取平均值，教師打分的參考依據(jù)以小組提供的模擬視頻為主。

4 結(jié) 語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)新興的科學(xué)技術(shù)，還處于應(yīng)用與不斷完善階段，與之配套的實(shí)訓(xùn)課程的建設(shè)也處于開(kāi)發(fā)和磨合階段。隨著教育改革的深入和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)理論的不斷完善，實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)手段和實(shí)訓(xùn)模式都將發(fā)生深刻變革。傳統(tǒng)的校內(nèi)、校外實(shí)訓(xùn)基地模式將向著校內(nèi)、校外實(shí)訓(xùn)基地與虛擬現(xiàn)實(shí)相結(jié)合的教育模式轉(zhuǎn)變。因此，筆者所在單位有必要將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入職業(yè)教育教學(xué)中，在現(xiàn)有的3D虛擬仿真實(shí)訓(xùn)室的硬件基礎(chǔ)上，構(gòu)建能夠模擬真實(shí)生產(chǎn)環(huán)境的教學(xué)場(chǎng)景，對(duì)于提高實(shí)踐教學(xué)效果具有重要的意義，是培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)造型人才，開(kāi)創(chuàng)高職教育新未來(lái)的必經(jīng)之路。

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