VR技术在中职院校物流专业教学中的应用与探索

刘星仪

摘 要：VR技术作为一种先进技术在各个领域的应用越来越广泛，然而在中职院校物流专业教学中应用较少。中职院校物流专业以培养实践型、应用型人才为主要目标，希望通过更多的实践操作和现实演练不断提升学生的实践能力，最终达到增强中职院校学生的就业竞争力和解决企业生产运营中实际问题的目的。本文以湖南工贸技师学院（以下简称学院）为例，探讨在现有教学条件下，中职院校物流专业如何应用VR技术进行教学，同时重点分析应用VR技术开展实训教学的设计原则、教学实施过程和教学优势，并对中职院校应用VR技术开展实训教学提出建议和对策。

关键词：VR技术    中职物流专业    教学探索

课    题：本文系湖南省教育科学“十四五”规划2021年度课题“基于VR虚拟仿真技术的中职物流教学实践研究”（课题编号DN214206）的研究成果。

近年来，为适应经济和社会发展的需要，国家致力于技术技能型人才的培养，加大对职业教育的支持力度。同时，对职业教育与工作内容关联性较弱的担忧促使教育工作者和政策制定者思考采取何种方法来系统地提高教学质量。许多研究人员认为，职业教育需要与工作要求相匹配，并且应该培养和强化学生终身学习的技能。早在20世纪90年代，一些发达国家就通过法律的形式明确规定专业实践必须融入职业教育，这使得在实践中学习的价值得到了更广泛的认可。

工业4.0的技术进步与创新带来电子商务行业的蓬勃发展，使我国物流业迎来发展的黄金期，随之而来的是社会和企业对物流人才的需求日益增长。为弥补物流人才需求的巨大缺口，中职院校纷纷开设物流专业。然而，中职院校对物流专业学生的培养与社会需求未能高度契合，学生在学校所学知识与岗位实践所需技能之间存在巨大差距，大大降低了学生的就业竞争力。中职院校为改变这一现状和提升物流专业学生的实践素养，对物流专业课程的教学方法和模式进行了多种尝试和改革，如推行课堂理论教学与企业见习相结合的双重授课模式，为毕业年级加设实践课程，让学生在物流企业中开展短期沉浸式实践，鼓励和引导学生参加多种专业竞赛和技能评级等。以上措施虽然能够在一定程度上提高物流专业学生的理论认知水平和岗位实践能力，但对于激发学生主动学习的积极性和培养终身学习习惯的作用有限，仍不能有效解决中职院校人才培养与企业需求不匹配的问题。虚拟现实技术（VR）对社会发展带来了积极的影响，同时也为教育工作者提供了新的启示，为解决以上中职院校物流专业学生培养中存在的问题提供了新的思路。

一、VR技术发展现状

VR技术于20世纪诞生于美国，最早应用在航空领域，主要用于飞行员的实操模拟训练。随着科技的不断发展，VR技术在美国已被推广到大众生活的各个领域，并在计算机用户界面、用户体验、后台软件开发、硬件四个领域得到了广泛应用和提升。目前，美国已经建立了完整的VR教育体系，并推广至各个教育层级。在欧洲，英国、德国等一些发达国家也积极研究VR技术，并广泛应用于传统产业和辅助设备、人工智能等领域。与发达国家相比，我国对VR技术的研究和应用起步较晚。然而，随着人工智能、大数据采集等技术在中国的普及，大大加速了中国学者对VR技术的研究。目前，我国各行业对虚拟产业的认可度和关注度不断提高，促使VR技术广泛应用于游戏、医疗、军事等领域。在教育领域，施行VR技术也成为热点，如在实景英语对话、体育动作模拟、导游实景演练等方面都获得了优异的教学成果。然而，关于VR技术在物流专业教学方面的探索和实践仍然较少，需要进一步推广和强化。

二、课程方案设计原则

根据学院物流专业相关课程设计的教学方案，应用VR技术的方式是通过运用虚拟仿真软件模拟物流专业相关课程的日常操作场景。具体内容包括通过VR技术模拟物流中心作业环境、配送作业流程、供应链管理等，使学生能够“身临其境”，通过第一视角沉浸式观察物流中心工作人员的作业环境，并根据虚拟场景作出相应的理货、调配、转运等操作，从而达到检测、登记、设计仓储分布、设置操作岗位及协调运输与配送等目的。

整個课程方案设计的基本原则是借助VR技术还原现实场景，从简单到复杂，从单一视角到多岗位协作，从观看记录到上手操作，让学生在获取理论知识的同时，结合实践锻炼动手能力和增强协作意识，最终实现理论指导实践，实践验证并完善理论。

三、VR技术在物流专业教学中的实训设计

在现代物流与供应链的教学过程中，主要的工作岗位场景有仓库的库存控制、调度、流通加工，配送场景中的配送设备操作、路线规划、WMS系统等。目前，在学院物流专业的课程教学中，教师主要以WMS仓管系统和ERP系统为基础，引入VR技术作为实训手段，具体教学设计如下。

（一）实训前的理论知识讲解

课程的全部课时分为理论教学和实训两个部分。将理论教学的课时安排在实训课程之前。在理论教学阶段，先让学生了解现代物流知识性的概念和业务流程，并结合智能仓储软件对这些流程进行流程图和模块构效分析。在该阶段，组织学生采用分组模拟模块的方式进行流程演练，达到认识、熟悉、理解全流程的目的，为后续的实训课程打下理论基础。

（二）VR技术教学与实操阶段

首先，利用VR技术对上一阶段的分组模块分别进行实景构建和展示。在该场景中，教师引导学生通过计算机进入模拟仿真软件，进行更细致和具象化的认识，同时对各个模块之间的联系和差别进行比较分析。以仓储仿真为例，在VR软件构建的环境下，涉及的货架、分拣传送机器、搬运叉车、升降梯以及防火防盗报警器、监控器、温度监控设备等仓库辅助设备设施均可通过VR系统虚拟再现。学生在该场景中可以全方位观察仓储区内外的整体情况，并以第一视角进行角色扮演的方式参与各模块、各环节的实际操作。从最初的仓储区设置选点到入库、移库再到出库作业，均可以利用VR感应设备进行实操，甚至可以通过竞赛的形式巩固学习成果和增强动手能力。最后让学生进行小组与小组之间的配合实操练习。练习内容包括但不限于在VR实景展示的场景中，模拟仓储全流程运营时各个模块的配合衔接、人员调度以及其他注意事项，达到让学生深刻认识、理解智能仓储的设计和运营特点的教学效果。

（三）安全教育和实训总结

安全生产是一切经济活动的基础和保障。在物流管理的实际运行中，安全教育包括两个方面的内容，即物质消防安全和最低库存安全。其中，物质消防安全教育是指在VR技术模拟的虚拟场景中，通过对物品仓储全过程的非安全因素进行细致排查和检测的方式，进一步强化学生安全意识;同时，利用VR技术模拟发现安全隐患和发生安全事故后的应急处理方法以及熟悉避险、避难、逃生等应对措施，最终降低仓储风险和事故损失。

在每次模拟实训结束后，VR系统对学生实训中的表现进行评测，并分析扣分原因及提出改进措施。教师根据VR系统的实训评测报告对学生提出指导建议。

四、VR技术应用于中职物流专业教学的优势

在物流专业课程教学中引入VR技术辅助教学，能够在高灵活度、高创造性、低成本和低风险的条件下为学生提供灵活生动、全方位的物流工作场景，学生在这种场景下进行实操，获得如亲身经历的体验。将VR技术应用于中职院校的物流专业教学具有以下几方面优势。

（一）应用VR技术在教室进行实践训练，提高学生学习积极性

任何理论都需要应用于实践。VR技术可以根据理论课程以及培养目标的不同，及时调整和制定实训内容，这使得物流教学的授课过程更为灵活、直观和生动，并能够及时对物流理论知识进行应用和验证。此外，现代物流行业的发展日新月异，书本上的物流理念和技术方法难免滞后。同时，受多种因素的制约，传统中职院校的物流专业教学内容和方式比较单一、固化，表现在课堂教学中，即教师是单一的教学主体，学生被动听讲。这种模式不利于学生在实训中进行创造性思维的发散和个人能力的拓展，降低了学生的学习热情，也无法真正锻炼学生的专业竞争力。引入VR技术后，可以将物流运营中的一线场景以更为直接的交互方式在教室进行呈现，并在VR软件构建的物流场景中进行教学和实训，这大大缩短了物流理论与物流实践的距离。更重要的是，由于学生能够在教室参与实训，并以第一视角参与到逼真的物流环境中，这种身临其境的体验使整个学习过程充满了乐趣，更能激发他们的学习热情，达到主动参与和发掘式学习的目的，对学生提高学习效率和实际操作能力有巨大的推动作用。

（二）应用VR技术可以降低物流专业实训教学成本

实训场景的构建，包括实训场地、设备甚至是突发状况演练等是教育实训的基础条件，而让学生在真实的物流工作环境中进行实际操作是提升实际动手能力的保障。然而，现代物流技术发展迅速，物流设备及各种辅助措施种类繁多且更新较快。这一现状使得教育工作者在有限的资源下难以对每一种物流场景进行构建，即使在构建某种物流场景后，也需要承担物流设备的维护和贬值的经济压力，这导致学校在教学阶段不能提供全面的实训操作条件。而在VR技术的辅助下，可以轻松地将多样的现实物流场景真实再现，且能给学生提供在该场景中动手操作的机会。最重要的是，由于VR技术构建的物流场景是虚拟的，在出现新的物流设备甚至是需要模拟突发状况时，只需重新建模即可，从而极大地降低了物流专业实训教学成本。此外，VR设备的运行、维护和升级成本也较低，可以进一步减轻学校的经济压力，避免了资源浪费。

（三）应用VR技术可以有效提高实训教学的安全性

在现实的物流运营场景中，不安全的因素难以避免，并且有发生安全事故的隐患。例如，用叉车进行货柜搬运时，由于操作不当导致发生倾覆、垮塌等事故，从而造成实训设备损坏甚至人员伤亡。而在VR技术构建的虚拟场景中进行操作时，教师可以通过软件编程对错误操作可能带来的风险进行警示，并呈现可能发生的后果和需要采取的紧急措施，从而避免了在真实场景中操作可能带来的人员受伤与设备损坏，极大地提高了实训教学的安全性。

五、中职院校应用VR技术开展物流专业实训教学的建议

相对于传统的实训教学，VR技术构建的沉浸式实景操作教学具有显著优越性，但是在中职院校物流专业应用和普及VR技术仍然面临诸多挑战。笔者结合在学院物流专业课程中应用VR技术的经验，从中职院校高效率、低成本地应用VR技术开展物流专业实训教学的角度出发，提出以下几点建议。

（一）保障VR设备的长期、高效利用

将VR技术引入物流专业实训教学，首先需要組建VR教学系统，而投资购买相应的VR设备、相关辅助硬件和软件是VR技术实训的基础。选购设备时，应考虑覆盖物流系统的多个环节，如应涵盖仓储设计、运输规划、安全保障与消防演练以及自然地理等因素的实况模拟。同时，现代物流科技日新月异，采购时应考虑现有设备是否支持海量内容的扩展和后续的升级更新，从而保证能够长期使用。

（二）加强对物流专业教师的VR技术培训

物流专业授课教师是引导学生应用VR技术进行物流实训的第一主体，物流专业授课教师要能够及时、全面地解决学生在VR场景实训过程中遇到的各种问题，并与VR软件研发公司的相关专业人员保持良好沟通，及时、认真地参加VR技术培训，充分掌握VR技术对物流场景的模拟构建操作流程，明晰相关注意事项。同时，物流专业授课教师还应当对教学方案不断进行反思、修正和优化，最终实现物流专业的理论教学与VR实训教学的无缝衔接和有效结合。

六、小结

在学院将VR技术引入物流专业教学后，学生对授课效果给予了高度肯定的评价。一方面，通过这种教学方式，学生可以同时学习理论知识和进行实际操作，且授课所耗费的教学资源和成本大幅降低。另一方面，在眼球经济时代，学生的注意力极容易被分散，而VR技术有效地提升了学生的课堂学习参与度和学习热情。尽管VR技术在实训教学的普及和优化方面还存在一些问题，但随着VR设备成本的降低、教育工作者意识的增强、VR教学方案的不断完善，建立和普及标准化的校企合作甚至是跨院校的VR技术实训教学体系将是大势所趋。同时，VR技术作为新兴“元宇宙”概念的重要组成部分，将有望成为物流专业实训教学与云计算、物联网、5G、区块链等一系列前沿数字技术进行强集成、深融合的桥梁，也将为我国中职教育的宏伟蓝图增加一抹亮丽色彩。

参考文献：

[1]李海龙.高等职业教育高质量发展需要怎样的政策供给机制[J].职教发展研究，2021（4）.

[2]夏梦瑶，李峻.我国高等职业教育高质量发展：应然维度、主要困境和驱动路径[J].职教发展研究，2021（3）.

（作者单位：湖南工贸技师学院）