工业4.0下的VR技术在职业教育中的应用

马步智 牛玲玲

摘要：工業4.0和“中国制造2025”的到来，使我国工业生产与制造业发生了重大改变。职业教育作为制造业人才输出主体，其教学模式、教学方法、教学理念将面临前所未有的机遇和挑战。VR技术的出现，给职业教育中的创新课堂、实训建设、实验室建设、仿真虚拟校园以及优秀成果展示带来了颠覆性变革。

关键词：工业4.0；VR技术；职业教育；方法

一、工业4.0与VR技术

工业4.0是德国提出的一个高科技战略计划，目的是提升制造业的智能化水平，建立具有适应性、资源效率及人因工程学的智慧工厂，在价值流程和商业流程中整合商业伙伴及客户资源。VR即虚拟现实。VR技术是指借助计算机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。这种技术能给人身临其境的感觉，并且具有与环境交互作用的能力，有助于启发构思。沉浸-交互-构想是VR环境系统的基本特性。

二、新时代背景下职业教育发展新方向

随着“互联网+”与VR技术的发展，原有的职业教育体系极有可能被改变。虚拟学校、网络课程等将成为现实，教育核心也将发生系统化变革。

校师关系是教育实施过程中的关键。当前，教师的教学工作主要服务于学校整体教学管理。但随着互联网教学平台的大力发展及VR技术教学的广泛应用，教师的教学将不再受时空的限制，将出现跨校、跨区域甚至跨国界的教学方式。这就要求学校在实体教学管理中建立快速反应机制，及时掌握行业动态，迅速调整专业设置及课程内容，实施学制灵活的人才培养模式。

新业态下，由于每一种学习资源本身所能承载的内容形式是无限的、动态的，所以学生知识的获取和技能的养成将变成多元化行为。学生基于互联网和虚拟现实的学习将变为沉浸-交互-构想式行为。高职院校必须及时完成“教学资源”向“学习资源”的改造。在改造中，要体现可视性和交互性，将纸质文本转变为图表、动画或视频，从而将传统的“一维”资源变成“三维”甚至“四维”教学资源[1]。

三、教学模式与教学方法的新改革

（一）创新课堂，创新教学模式

在青岛举办的2017国际互联网教育应用成果展览给参观者上了一堂别开生面的地理课。戴上VR眼镜，自己仿佛置身于星空，眼前正演示着地球公转与自转，四季变化及昼夜交替。这样令人震撼的VR感官体验，可以在职业教育中加以应用。利用VR技术，展示工业产品设计、建筑与室内设计、机器人技术等专业或学科中三维立体感较强的知识，能给学生留下深刻的印象，有利于提高学生空间思维能力。

（二）虚拟实训

利用VR技术建立的虚拟实训基地，其“设备”与“部件”多是虚拟的，可以随时生成新的设备。该项技术可广泛应用于机械加工、现代制造技术、机器构造和组装、汽车拆装与维修实训、工业机器人技术等实习实训基地。以汽车拆装与维修实训为例，设计一款运用VR技术建立的汽车拆装与维修的人机一体化辅助工具，将该教学工具应用于虚拟汽车实训基地，可解决传统汽车实训基地所面临的样车不足、成本高、场地资源水平限制等问题。另外，它还有如下优势：第一，可以360度全景展示，从外观到内饰，甚至是拆装的零部件，一览无余，形象逼真。第二，轻松交互，随意拆装，呈现出强大的汽车拆装与维修功能。第三，进行个性化整装与美容方案选择与呈现，迅速定制符合要求的各种产品资讯。第四，可与各种后台销售系统无缝集成，呈现完美汽车销售解决方案。

（三）实验室建设

目前，许多高校都在研究VR技术及其应用，并建立了大量系统仿真与虚拟现实的研究室，便于迅速将科研成果转化为实用技术[2]。虚拟实验室的建设可以广泛应用于工业产品设计、室内设计、旅游与酒店管理、数控、机电、汽修等专业。在创建的虚拟环境演示物中开展教学，教学效果与运用实验仪器设备进行实验的教学效果相当。VR技术的应用还能降低购买实验室设备的费用，减少教育部门的实验开销。

四、结语

未来，VR技术将不断走向成熟，并广泛应用于各行各业。它将把职业教育的教学理念、教学创新、教学模式带入一个新纪元。

参考文献

[1]王启龙.职业教育如何步入“互联网+”时代[N].中国教育报，2017-01-03（9）.

[2]刘晓.适应“工业4.0”，职教应如何转型[N].光明日报，2016-11-01（15）.