信息技术与专业教学深度融合

陈爽

摘要：随着信息技术的迅猛发展，如何将信息技术渗透到教育领域，促进信息技术与专业教学深度融合，从而推动学校教学模式变革、提升实训教学效果则显得尤为重要。该文以长春汽车工业高等专科学校虚拟现实（VR）技术在企业现场管理实训教学中的深度应用为例，通过对课程信息化模式创新、实训教学成效剖析、运行机制建设三个方面进行综合分析，阐述了该项目在实施过程中的工作要点，旨在对同类院校如何将信息技术与专业教学进行深度融合提供借鉴意义。

关键词：信息技术；虚拟现实；专业教学

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）19-0124-02

长春汽车工业高等专科学校是一所为汽车产业培养高端技术技能人才的职业院校，让学生全面认知汽車生产制造企业生产现场、了解生产环境及生产要素是实践教学的重要目标。学校建设了大量的实训室模拟企业真实工作场景，然而再仿真的实训室也不可能再现实际生产现场，而企业实际生产现场又受各种因素限制无法接待学生进行相关的认知实习。为了解决这一问题，学校积极探索将虚拟现实（VR）技术应用于企业现场管理实训教学中，通过三维场景的教学程序设计还原企业生产现实工作情境，使学生能够身临其境，亲身感受企业生产状态。本文将从课程模式创新、实训教学成效、运行机制建设三方面对虚拟现实（VR）技术在企业现场管理实训教学中的深度应用进行剖析，旨在对高职院校如何将信息技术与专业教学进行深度融合提供借鉴意义。

1 《企业现场管理》课程信息化模式创新

长春汽车工业高等专科学校学制三年，其中两年为在校理论学习，一年为企业顶岗实习。《企业现场管理》课程于学生顶岗实习前开设，通过本门课程的学习，能够帮助学生快速了解企业，尽快适应企业需要。该课程包括安全管理、质量管理、设备管理、现场“5S”管理、目视管理、标准作业等模块，课程内容与企业生产紧密结合，在教学过程中教师不仅讲解理论知识，同时对企业生产现场实际案例进行讲解分析，使学生深刻理解教学内容。但是由于学生没有企业生产经验，对企业生产现场缺乏感性认知，因此在教学讲解过程中经常出现学生听得懂、看不见、难理解、难再现的尴尬局面。

以安全管理模块教学为例， “安全第一”是企业生产的保障，安全管理是企业生产运营管理的重要内容。然而，对于安全事故案例分析、安全实训、企业现场不安全点识别等本应重点讲解的内容在实际教学过程中却遇到了很多难题。第一，学生没有企业生产现场工作经验；第二，学生对企业生产现场布局没有感官认知，没有立体空间感；第三，学生对企业生产操作流程、生产工艺不了解；第四，学生对生产机床、设备设施无实际操作经验，无法理解危险点；第五，学生对不安全要素产生时间没有认知度。以上种种因素使安全管理实训教学难以达到理想的教学效果。学生在安全管理教学实训的过程中，将安全实训视为“排练”，将不安全事故案例分析视为“流程”，安全录像教学也仅仅是对学生“短暂”触动，甚至某些事故录像引起学生“大笑”，没有起到“安全第一”的影射作用。

以上教学问题的产生归结起来就是目前高职院校在教学过程中“三不一难”（即“进不去企业、看不见现生产过程、动不了设备（工具）、安全事故难再现”）问题。为解决高职院校教学难点积极探索创新教学新方法、新手段，满足教学要求、实现教学目标，我校开创将虚拟仿真（VR）技术应用于企业现场管理实训教学的新模式。

虚拟现实 （VR） 技术是仿真技术的发展。虚拟现实技术依托自身具有的“感知性”、“沉浸感”、“交互性”等技术优势在国内外的模拟生产制造、信息管理、教育与培训等诸多领域迅猛发展与应用。“感知性”可以使体验者通过视觉、听觉、运动元素、力量震动等因素切身体验、感知到现场的环境与操作。“沉浸感”使体验者身临其境，快速进入（自觉扮演）虚拟角色，“设身处地”感知现实生产现场。 “交互性”可以使体验者在虚拟现实中进行参观（观察）实际现场，能够“发现问题”、“分析问题”、“解决问题”。

企业现场管理实训基地VR系统（简称，虚拟工厂）采用虚拟现实技术，以汽车制造四大工艺为原型，模拟建设生产制造企业现场环境，并融入生产安全、生产物流、生产管理、生产制造等要素，营造虚拟职场环境，还原现实工作过程，在增强教学过程的实践性和应用性的同时，运用信息技术开展学习情况分析和教学效果评价。学生通过角色扮演、团队协同等形式，“亲临”生产现场，体验生产与管理过程，学习企业管理制度，掌握企业生产技术标准、业务规范，进而提升学生一线管理能力和综合职业素养。

2 虚拟现实（VR）技术在企业现场管理实训教学中的成效

“企业现场管理实训基地VR系统”的建设主要体现“大工程观、系统集成、典型现场”的思想，主要实现以下三个目标：其一，通过打造虚拟汽车厂园区，使得企业参观不再受时间空间限制；其二，通过还原轿车生产车间，可以认知车间环境与生产制造流程；其三，通过再现带有隐患的生产作业情景，能够辨识和体验潜在危险因素。这三个目标的实现，一方面解决了我校学生实训实习“三不一难”的难题，夯实专业教学与现场实际相融合的基础，另一方面解决了教学上大系统、高成本、高消耗的实训环境支撑难题。

企业现场管理实训基地VR系统的开发与设计是学校、企业、软件公司三方精诚合作的体现，是学校教师、企业现场专家、软件技术工程师共同努力创新研发的结果。为了跟踪虚拟现实（VR）技术在企业现场管理实训教学中的成效，项目组邀请学生、教师、企业专家、软件工程师四个角色进行系统体验，并分别对其反馈的评价结果进行分析。

2.1学生评价

项目组对参与“企业现场管理实训基地VR系统”学习两周以上的学生进行了抽样调查。学生表示，通过虚拟现实（VR）技术，切实感受到了企业现场的真实性，修正了过去教学“假想”情景。这种教学手段极大吸引了自己的学习兴趣，同时提升了学习效果，通过真切体验设备运行、产品组装过程，能够真实感受到理论知识在现实工作环境中的应用。

2.2 学校教师评价

项目组邀请了三名学校学术委员会成员、两名长白山技能名师、一名长春市教学名师、三名专业教师共同组成了评价小组，对“企业现场管理实训基地VR系统”进行试用与评价。评价小组反馈，该软件系统切合实际教学需要，能够解决目前教学方法中难以解决的问题，对教学目标的实现有极大帮助，有助于提升教学效果，这种教学手段可在全校范围内进行广泛推广。

2.3企业专家评价

项目组邀请了一汽解放公司、一汽大众有限公司、一汽轿车有限公司等十名企业生产、安全及现场管理专家，对“企业现场管理实训基地VR系统”的适用性进行了评价。专家表示，该软件真实模拟了企业现场工作环境，虚拟工厂布局合理，囊括了大部分工作场景，通过穿戴设备的配合，增强了临场感与沉浸感。该软件系统不仅可以应用于在校生培养，同时也可以用于企业新员工培训、在职员工继续教育、考核竞赛等活动。

2.3 软件专家评价

项目组邀请软件公司技术人员对“企业现场管理实训基地VR系统”的应用技术进行了评估。专家反馈，该软件系统符合相应技术指标要求，将VR技术应用于企业现场管理，开创了改领域的先河，并且该软件的设计预留了后续开发空间，可继续拓展研发、将生产企业现场管理容更加广泛的展现在系统中。

通过四类评价者的反馈，可见“企业现场管理实训基地VR系统”的应用取得了显著成效，未来将发挥更大作用。

3 运行机制建设

由于学校对“企业现场管理实训基地VR系统”项目的高度重视，出台了一系列政策机制，给予了大量人力、资金支持，保障该项目的顺利进行。

3.1 人员保障机制

1） 由学校教务牵头成立了项目推进小组，从项目的立项、开发到验收、推广，全程进行指导、监督与推进。

2） 成立了由企业专家、软件专家、专业教师所组成的项目开发团队。企业专家提供企业相关案例，专业教师提出教学需求，软件专家负责技术实现。

3） 成立了由學术委员会、技能名师、专业教师所组成的项目评价小组，对项目进行阶段性评估，提出改善意见，保证项目质量。

4） 采购部、资产管理处全程大力配合，保障各项设备的采购进度，促进信息化实训室建设。

5） 成立《企业现场管理》课程教学团队。参与本课程教学的教师，不仅具备相关理论知识基础，同时掌握设备的使用方法、系统调试方法，能够解决常见的技术问题，从而将虚拟现实（VR）技术应用于全校教学，使所有学生受益。

3.2 政策支持机制

学校出台相关的政策机制，支持信息技术在专业教学过程中的应用。如建立健全支持体系调动教师积极性、激励创新，使教师积极参与到各类创新（教学方法、教学手段、教具制作）工作中，确认科研项目为工作内容（计入工作量），使教师全身心投入，解除后顾之忧。项目经费确立为项目科研开发经费，明确设置经费各项目支出比例，有利于项目快速开发。

3.3 信息化实训室建设

学校建设了配套的企业现场管理实训基地，用于虚拟现实（VR）技术的应用。实训室占地120平方米，拥有20套可独立运行的穿戴设备，配合VR系统，完成虚拟生产作业环境中的互动仿真训练。

3.4 项目研究与评估

为了保障项目的研究质量，项目组成立了评估小组，从多个维度共同进行质量评估。评估小组成员分工如下：

为了对项目进行进一步深入研究，项目组申请了两项研究课题《虚拟仿真技术与企业现场实训教具交互式应用研究》《基于VR技术的企业现场安全管理实训基地开发与研究》，这两项课题分别由吉林省教育厅、吉林省教育科学研究领导小组批准立项，目前正处于研究阶段。相信课题研究成果将对项目的开发提供借鉴意义。

4 结语

综上所述，该项目的建设开创了信息化技术应用于专业教学的新模式，日后，项目组成员将与时俱进，及时跟踪科技前沿，不断创新，使该项目更加完善，为高职院校信息化技术与专业教学的深度融合提供借鉴意义，逐步符合学校、社会、企业的多方面需求。