基于VR技術(shù)的應(yīng)用電子虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的創(chuàng)新性分析

　　基于VR技術(shù)的應(yīng)用電子虛擬仿真實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)解決了“職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成、知識(shí)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(shí)/技能的顯性化及職業(yè)素質(zhì)內(nèi)化，突破傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)僅局限于“物理”實(shí)訓(xùn)室或企業(yè)，突破了實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)方法的重大瓶頸。

　　《電子技術(shù)應(yīng)用》(月刊)創(chuàng)刊于1975年，由信息產(chǎn)業(yè)部電子第六研究所主辦。是中國電子行業(yè)、IT領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)類權(quán)威期刊，發(fā)行到世界20多個(gè)國家和地區(qū)。

　　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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)》兩部分組成的“基于游戲、虛實(shí)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(shí)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(jì)等崗位群對(duì)應(yīng)的電子產(chǎn)品生產(chǎn)管理與工藝指導(dǎo)、電路設(shè)計(jì)與分析等10項(xiàng)專項(xiàng)技能或綜合訓(xùn)練難題。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)真實(shí)原型再現(xiàn)，硬件資源軟件化、網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)有限資源無限共享，有效地解決了教學(xué)實(shí)踐教學(xué)實(shí)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(jì)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)量刪。而文獻(xiàn)從技術(shù)上分析了虛擬電子產(chǎn)品車間的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)過程以及功能，文獻(xiàn)從虛擬實(shí)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(duì)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(jí)”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(shí)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(shí)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(shí)，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“操作工一技術(shù)員一工程師”為主軸的三層級(jí)職業(yè)能力素質(zhì)成長模型。通過對(duì)職業(yè)活動(dòng)進(jìn)行進(jìn)階式的教學(xué)化的設(shè)計(jì)，訓(xùn)練知識(shí)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(jí)”“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(shí)、職業(yè)技能綜合運(yùn)用、生產(chǎn)運(yùn)行管理融會(huì)貫通，通過具體工序、工作任務(wù)和職業(yè)活動(dòng)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(shí)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(dòng)”軟件開發(fā)理念，以真實(shí)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(shí)環(huán)境為依托，設(shè)計(jì)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?yàn)榧?jí)別的“游戲練級(jí)”。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(shí)企業(yè)“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五個(gè)生產(chǎn)要素為起點(diǎn)，設(shè)計(jì)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(shí)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(gè)擁有豐富專業(yè)知識(shí)、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(shí)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(yàn)，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(shí)，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(shí)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(shí)、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(shí)設(shè)備、虛擬真實(shí)崗位、虛擬真實(shí)環(huán)境三個(gè)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(jí)”職業(yè)人成長訓(xùn)練，“親身真實(shí)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(yàn)電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程中除知識(shí)、技能以外對(duì)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(shí)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(duì)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(jí)活動(dòng)，將職業(yè)素質(zhì)社會(huì)化和外化，實(shí)現(xiàn)隱性知識(shí)的顯性化。“游戲練級(jí)”，“親身真實(shí)經(jīng)歷”發(fā)掘?qū)W習(xí)者內(nèi)部潛力，激勵(lì)學(xué)習(xí)者探尋電子產(chǎn)品生產(chǎn)、管理的秘技，實(shí)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(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，突破傳統(tǒng)實(shí)訓(xùn)僅局限于“物理”實(shí)訓(xùn)室或企業(yè)，突破了實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)方法的重大瓶頸

　　通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)真實(shí)原型3D再現(xiàn)，硬件資源軟件化，實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)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(shí)際工廠便可以在3D虛擬工廠體驗(yàn)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(shí)結(jié)合的實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，通過信息技術(shù)加強(qiáng)的學(xué)習(xí)實(shí)踐環(huán)境使學(xué)習(xí)與訓(xùn)練落實(shí)于現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，學(xué)習(xí)者可以更充分地體驗(yàn)、更有效地進(jìn)行知識(shí)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(shí)間，得到他所需要的文檔、動(dòng)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(gè)適量學(xué)習(xí)(just in enough)的過程。

　　實(shí)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(shí)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(duì)員工的基本要求等相關(guān)知識(shí)與信息，在操作模式下通過與軟件的交互對(duì)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(OC)等生產(chǎn)技術(shù)問題的知識(shí)和能力，在考核模式下使訓(xùn)練者通過教學(xué)軟件的評(píng)價(jià)反思工具對(duì)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練過程進(jìn)行反思并為個(gè)性化發(fā)展定制實(shí)現(xiàn)條件。學(xué)生可以任意漫游到三維虛擬的車間去體驗(yàn)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(shí)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(shí)間，漫游電子產(chǎn)品車間、技術(shù)上崗、操作對(duì)應(yīng)設(shè)備，得到他所需要的文檔、動(dòng)畫、操作視頻、考核試題等各種學(xué)習(xí)信息。同時(shí)，泛在訓(xùn)練通過操作和考核模式還能檢驗(yàn)訓(xùn)練者是否達(dá)到了解決問題的技能和高級(jí)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(shí)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(shí)訓(xùn)系統(tǒng)解決了“職業(yè)素質(zhì)養(yǎng)成、知識(shí)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(shí)訓(xùn)應(yīng)用問題，實(shí)現(xiàn)了有限資源的無限共享。