應(yīng)用電子虛擬仿真實訓(xùn)分析論文
摘要：基于VR技術(shù)的應(yīng)用電子虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)解決了“職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成、知識與技能綜合運(yùn)用、基層管理”三者的融合問題，突破“硬件”資源不能共享及學(xué)生厭學(xué)的問題，開創(chuàng)隱性知識/技能的顯性化及職業(yè)素質(zhì)內(nèi)化，突破傳統(tǒng)實訓(xùn)僅局限于“物理”實訓(xùn)室或企業(yè)，突破了實習(xí)實訓(xùn)方法的重大瓶頸。
關(guān)鍵詞：VR；應(yīng)用
電子虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)依據(jù)職業(yè)能力素質(zhì)成長模型、職業(yè)成長系統(tǒng)、學(xué)習(xí)地圖，按照基于游戲的虛擬工廠腳本，開發(fā)了由《虛擬電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間》和《智能測控電子產(chǎn)品實驗系統(tǒng)》兩部分組成的“基于游戲、虛實結(jié)合、3D場景再現(xiàn)”虛擬工廠——應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)。應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)虛擬工廠有效解決了從事電子產(chǎn)品生產(chǎn)、設(shè)計等崗位群對應(yīng)的電子產(chǎn)品生產(chǎn)管理與工藝指導(dǎo)、電路設(shè)計與分析等10項專項技能或綜合訓(xùn)練難題。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)真實原型再現(xiàn)，硬件資源軟件化、網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)有限資源無限共享，有效地解決了教學(xué)實踐教學(xué)實訓(xùn)資源不足問題，解決了大型、先進(jìn)、精密電子儀器設(shè)備高額購置成本問題，解決了抽象過程形象化問題，為培養(yǎng)學(xué)生電子產(chǎn)品生產(chǎn)與管理、電子產(chǎn)品設(shè)計與開發(fā)等關(guān)鍵能力起到至關(guān)重要作用,提高了學(xué)生培養(yǎng)質(zhì)量[1-2]。而文獻(xiàn)[1]從技術(shù)上分析了虛擬電子產(chǎn)品車間的設(shè)計、實現(xiàn)過程以及功能，文獻(xiàn)[2]從虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用角度介紹了系統(tǒng)應(yīng)用教學(xué)的效果，本位主要對其進(jìn)行創(chuàng)新性分析。
1創(chuàng)建“五生產(chǎn)要素、三職業(yè)路徑、三能力層級”綜合學(xué)習(xí)訓(xùn)練系統(tǒng)，突破傳統(tǒng)職業(yè)教育的藩籬，解決了“職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成、知識與技能綜合運(yùn)用、基層管理”三者的融合問題
打破傳統(tǒng)的學(xué)科性知識體系，依據(jù)“人、機(jī)、物、法、環(huán)”生產(chǎn)要素，以職業(yè)人為中心，遵循技能、技術(shù)、管理三條職業(yè)人職業(yè)發(fā)展路徑，融合電工技術(shù)、電子技術(shù)等知識，電子儀器儀表與工具的使用、工藝指導(dǎo)等技能、電子產(chǎn)品生產(chǎn)管理與創(chuàng)新能力、職業(yè)素質(zhì)等職業(yè)素質(zhì)，構(gòu)建“操作工—技術(shù)員—工程師”為主軸的三層級職業(yè)能力素質(zhì)成長模型。通過對職業(yè)活動進(jìn)行進(jìn)階式的教學(xué)化的設(shè)計，訓(xùn)練知識技能與素質(zhì)。創(chuàng)立了“五生產(chǎn)要素、三職業(yè)路徑、三能力層級”“知行合一”的符合職業(yè)人成長規(guī)律的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)。將職業(yè)素質(zhì)、專業(yè)知識、職業(yè)技能綜合運(yùn)用、生產(chǎn)運(yùn)行管理融會貫通，通過具體工序、工作任務(wù)和職業(yè)活動來養(yǎng)成和訓(xùn)練，并通過學(xué)習(xí)地圖引導(dǎo)應(yīng)用電子職業(yè)人成長。
2創(chuàng)立教學(xué)工廠“硬件軟件化”及虛擬化實訓(xùn)理念，突破“硬件”資源不能共享及學(xué)生厭學(xué)的問題
按照“‘游戲’互動”軟件開發(fā)理念，以真實電子產(chǎn)品生產(chǎn)工廠領(lǐng)料崗位、預(yù)處理崗位、插裝崗位、SMT貼片崗位等11崗位以及工廠人文文化真實環(huán)境為依托，設(shè)計出虛擬工廠操作員、技術(shù)員、工藝員、工程師等職業(yè)成長歷程，以及電子產(chǎn)品生產(chǎn)工序為級別的“游戲練級”。將工廠硬件如設(shè)備、工量具、儀器儀表等剛性硬件虛擬化，與崗位的工藝、技術(shù)、流程、管理規(guī)范、規(guī)章結(jié)合起來依據(jù)“職業(yè)人”的職業(yè)成長規(guī)律，以真實企業(yè)“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五個生產(chǎn)要素為起點(diǎn)，設(shè)計出電子產(chǎn)品調(diào)試與檢修等技能提升、職業(yè)技能成長的學(xué)習(xí)地圖，以學(xué)習(xí)地圖導(dǎo)航學(xué)習(xí)者通過選擇不同的應(yīng)用電子職業(yè)人角色來實現(xiàn)自己的職業(yè)成長需要。引導(dǎo)學(xué)生一無所知到成長為一個擁有豐富專業(yè)知識、操作技能、職業(yè)素質(zhì)的虛擬“職業(yè)人”，其成長過程品味“游戲”的智慧和樂趣。一線操作員學(xué)習(xí)實訓(xùn)系統(tǒng)中的基本操作和基本技巧；技術(shù)員和工藝員則進(jìn)行一些更深入的探索和體驗，比如更深入地了解PE（工藝）、EE（工程設(shè)備）等崗位的操作內(nèi)容，并向著自己喜歡的方向培養(yǎng)和打造角色，以達(dá)到挑戰(zhàn)自我的目的。
3開創(chuàng)隱性知識/技能的顯性化及職業(yè)素質(zhì)內(nèi)化，突破“素質(zhì)冰山理論”的實訓(xùn)應(yīng)用問題
高素質(zhì)的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)職業(yè)人應(yīng)具備的職業(yè)意識、職業(yè)道德、職業(yè)作風(fēng)和職業(yè)態(tài)度等隱性的職業(yè)素質(zhì)很難通過一般課堂得以培養(yǎng)。虛擬真實設(shè)備、虛擬真實崗位、虛擬真實環(huán)境三個層次3D原型再現(xiàn)企業(yè)，學(xué)習(xí)者在虛擬工廠通過產(chǎn)品生產(chǎn)工序“游戲練級”職業(yè)人成長訓(xùn)練，“親身真實經(jīng)歷”工廠生產(chǎn)組織、過程管理。學(xué)習(xí)者角色扮演操作員、技術(shù)員、工藝員、工程師工廠職員，體驗電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中除知識、技能以外對敬業(yè)樂業(yè)、遵章守紀(jì)、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、溝通協(xié)作、意志品質(zhì)、實干巧干、發(fā)展創(chuàng)新等職業(yè)素質(zhì)要求，領(lǐng)悟到職業(yè)素質(zhì)對產(chǎn)品質(zhì)量和職業(yè)人成長歷程的影響。通過虛擬工廠的電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程、品質(zhì)管理過程“游戲”練級活動，將職業(yè)素質(zhì)社會化和外化，實現(xiàn)隱性知識的顯性化�！坝螒蚓毤墶保坝H身真實經(jīng)歷”發(fā)掘?qū)W習(xí)者內(nèi)部潛力，激勵學(xué)習(xí)者探尋電子產(chǎn)品生產(chǎn)、管理的秘技，實現(xiàn)綜合性職業(yè)素質(zhì)的內(nèi)化滋生。
4創(chuàng)立應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的泛在性實習(xí)實訓(xùn)，突破傳統(tǒng)實訓(xùn)僅局限于“物理”實訓(xùn)室或企業(yè)，突破了實習(xí)實訓(xùn)方法的重大瓶頸
通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)真實原型3D再現(xiàn)，硬件資源軟件化，實現(xiàn)對真實電子產(chǎn)品工廠生產(chǎn)過程的逼真模擬重現(xiàn)。讓學(xué)生不需到實際工廠便可以在3D虛擬工廠體驗到電子產(chǎn)品生產(chǎn)的所有工藝、技術(shù)及安全生產(chǎn)流程。在學(xué)習(xí)和訓(xùn)練模式上創(chuàng)新了一種以學(xué)習(xí)者為中心、以學(xué)習(xí)任務(wù)為基點(diǎn)的虛實結(jié)合的實訓(xùn)系統(tǒng)，通過信息技術(shù)加強(qiáng)的學(xué)習(xí)實踐環(huán)境使學(xué)習(xí)與訓(xùn)練落實于現(xiàn)實應(yīng)用，學(xué)習(xí)者可以更充分地體驗、更有效地進(jìn)行知識建構(gòu)的泛在學(xué)習(xí)與訓(xùn)練新模式。其中，學(xué)習(xí)新模式主要體現(xiàn)在學(xué)習(xí)者從原來的平面式“適應(yīng)性”學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw式“導(dǎo)向性”的按需學(xué)習(xí)模式。即學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中可以在任何地方，任何時間，得到他所需要的文檔、動畫、操作視頻、考核試題等各種學(xué)習(xí)信息，這些信息的`獲取是基于學(xué)習(xí)者自身需求的，因此學(xué)習(xí)是一種自我導(dǎo)向的過程，是一個適量學(xué)習(xí)（justinenough）的過程。實踐操作的泛在訓(xùn)練新模式主要體現(xiàn)在訓(xùn)練者可以通過虛擬實訓(xùn)系統(tǒng)軟件中的企業(yè)參觀模式來了解企業(yè)的組織架構(gòu)、生產(chǎn)崗位的工藝流程、企業(yè)對員工的基本要求等相關(guān)知識與信息，在操作模式下通過與軟件的交互對話獲得獨(dú)自解決生產(chǎn)工藝（PE）、設(shè)備工程（EE）、測試工程（TE）、質(zhì)量控制（QC）等生產(chǎn)技術(shù)問題的知識和能力，在考核模式下使訓(xùn)練者通過教學(xué)軟件的評價反思工具對學(xué)習(xí)和訓(xùn)練過程進(jìn)行反思并為個性化發(fā)展定制實現(xiàn)條件。學(xué)生可以任意漫游到三維虛擬的車間去體驗并操作各種設(shè)備、學(xué)習(xí)(或熟悉)各種工藝的操作技巧等。利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將軟件網(wǎng)絡(luò)化，實現(xiàn)有限資源無限共享，學(xué)習(xí)者可以在任何地方，任何時間，漫游電子產(chǎn)品車間、技術(shù)上崗、操作對應(yīng)設(shè)備，得到他所需要的文檔、動畫、操作視頻、考核試題等各種學(xué)習(xí)信息。同時，泛在訓(xùn)練通過操作和考核模式還能檢驗訓(xùn)練者是否達(dá)到了解決問題的技能和高級思維能力訓(xùn)練的目標(biāo)，以確保在將來的工作和學(xué)習(xí)中訓(xùn)練者的能力能夠有效地遷移到實際問題的解決中去。
總之，基于VR技術(shù)的應(yīng)用電子虛擬仿真實訓(xùn)系統(tǒng)解決了“職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成、知識與技能綜合運(yùn)用、基層管理”三者的融合問題，突破“硬件”資源不能共享及學(xué)生厭學(xué)和“素質(zhì)冰山理論”的實訓(xùn)應(yīng)用問題，實現(xiàn)了有限資源的無限共享。
參考文獻(xiàn)：
[1]謝永超,肖遼亮.虛擬電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間的設(shè)計與實現(xiàn)[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用,2016(6).
[2]劉紅兵.游戲互動的3D虛擬仿真實訓(xùn)在職業(yè)技術(shù)教育中的應(yīng)用研究[J].價值工程,2016(3).
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