應用電子虛擬仿真實訓分析論文

　　摘要：基于VR技術的應用電子虛擬仿真實訓系統解決了“職業素質養成、知識與技能綜合運用、基層管理”三者的融合問題，突破“硬件”資源不能共享及學生厭學的問題，開創隱性知識/技能的顯性化及職業素質內化，突破傳統實訓僅局限于“物理”實訓室或企業，突破了實習實訓方法的重大瓶頸。

　　關鍵詞：VR；應用

　　電子虛擬仿真實訓系統依據職業能力素質成長模型、職業成長系統、學習地圖，按照基于游戲的虛擬工廠腳本，開發了由《虛擬電子產品生產車間》和《智能測控電子產品實驗系統》兩部分組成的“基于游戲、虛實結合、3D場景再現”虛擬工廠——應用電子技術專業虛擬實訓系統。應用電子技術專業虛擬工廠有效解決了從事電子產品生產、設計等崗位群對應的電子產品生產管理與工藝指導、電路設計與分析等10項專項技能或綜合訓練難題。通過虛擬現實技術實現真實原型再現，硬件資源軟件化、網絡化，實現有限資源無限共享，有效地解決了教學實踐教學實訓資源不足問題，解決了大型、先進、精密電子儀器設備高額購置成本問題，解決了抽象過程形象化問題，為培養學生電子產品生產與管理、電子產品設計與開發等關鍵能力起到至關重要作用,提高了學生培養質量[1-2]。而文獻[1]從技術上分析了虛擬電子產品車間的設計、實現過程以及功能，文獻[2]從虛擬實訓系統應用角度介紹了系統應用教學的效果，本位主要對其進行創新性分析。

　　1創建“五生產要素、三職業路徑、三能力層級”綜合學習訓練系統，突破傳統職業教育的藩籬，解決了“職業素質養成、知識與技能綜合運用、基層管理”三者的融合問題

　　打破傳統的學科性知識體系，依據“人、機、物、法、環”生產要素，以職業人為中心，遵循技能、技術、管理三條職業人職業發展路徑，融合電工技術、電子技術等知識，電子儀器儀表與工具的使用、工藝指導等技能、電子產品生產管理與創新能力、職業素質等職業素質，構建“操作工—技術員—工程師”為主軸的三層級職業能力素質成長模型。通過對職業活動進行進階式的教學化的設計，訓練知識技能與素質。創立了“五生產要素、三職業路徑、三能力層級”“知行合一”的符合職業人成長規律的應用電子技術專業綜合訓練系統。將職業素質、專業知識、職業技能綜合運用、生產運行管理融會貫通，通過具體工序、工作任務和職業活動來養成和訓練，并通過學習地圖引導應用電子職業人成長。

　　2創立教學工廠“硬件軟件化”及虛擬化實訓理念，突破“硬件”資源不能共享及學生厭學的問題

　　按照“‘游戲’互動”軟件開發理念，以真實電子產品生產工廠領料崗位、預處理崗位、插裝崗位、SMT貼片崗位等11崗位以及工廠人文文化真實環境為依托，設計出虛擬工廠操作員、技術員、工藝員、工程師等職業成長歷程，以及電子產品生產工序為級別的“游戲練級”。將工廠硬件如設備、工量具、儀器儀表等剛性硬件虛擬化，與崗位的工藝、技術、流程、管理規范、規章結合起來依據“職業人”的職業成長規律，以真實企業“人、機、料、法、環”五個生產要素為起點，設計出電子產品調試與檢修等技能提升、職業技能成長的學習地圖，以學習地圖導航學習者通過選擇不同的應用電子職業人角色來實現自己的職業成長需要。引導學生一無所知到成長為一個擁有豐富專業知識、操作技能、職業素質的虛擬“職業人”，其成長過程品味“游戲”的智慧和樂趣。一線操作員學習實訓系統中的基本操作和基本技巧；技術員和工藝員則進行一些更深入的探索和體驗，比如更深入地了解PE（工藝）、EE（工程設備）等崗位的操作內容，并向著自己喜歡的方向培養和打造角色，以達到挑戰自我的目的。

　　3開創隱性知識/技能的顯性化及職業素質內化，突破“素質冰山理論”的實訓應用問題

　　高素質的應用電子技術專業職業人應具備的職業意識、職業道德、職業作風和職業態度等隱性的職業素質很難通過一般課堂得以培養。虛擬真實設備、虛擬真實崗位、虛擬真實環境三個層次3D原型再現企業，學習者在虛擬工廠通過產品生產工序“游戲練級”職業人成長訓練，“親身真實經歷”工廠生產組織、過程管理。學習者角色扮演操作員、技術員、工藝員、工程師工廠職員，體驗電子產品生產過程中除知識、技能以外對敬業樂業、遵章守紀、責任擔當、溝通協作、意志品質、實干巧干、發展創新等職業素質要求，領悟到職業素質對產品質量和職業人成長歷程的影響。通過虛擬工廠的電子產品生產過程、品質管理過程“游戲”練級活動，將職業素質社會化和外化，實現隱性知識的顯性化。“游戲練級”，“親身真實經歷”發掘學習者內部潛力，激勵學習者探尋電子產品生產、管理的秘技，實現綜合性職業素質的內化滋生。

　　4創立應用電子技術專業的泛在性實習實訓，突破傳統實訓僅局限于“物理”實訓室或企業，突破了實習實訓方法的重大瓶頸

　　通過虛擬現實技術實現真實原型3D再現，硬件資源軟件化，實現對真實電子產品工廠生產過程的逼真模擬重現。讓學生不需到實際工廠便可以在3D虛擬工廠體驗到電子產品生產的所有工藝、技術及安全生產流程。在學習和訓練模式上創新了一種以學習者為中心、以學習任務為基點的虛實結合的實訓系統，通過信息技術加強的學習實踐環境使學習與訓練落實于現實應用，學習者可以更充分地體驗、更有效地進行知識建構的泛在學習與訓練新模式。其中，學習新模式主要體現在學習者從原來的平面式“適應性”學習模式轉變為立體式“導向性”的按需學習模式。即學習者在學習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、考核試題等各種學習信息，這些信息的獲取是基于學習者自身需求的，因此學習是一種自我導向的過程，是一個適量學習（justinenough）的過程。實踐操作的泛在訓練新模式主要體現在訓練者可以通過虛擬實訓系統軟件中的企業參觀模式來了解企業的組織架構、生產崗位的工藝流程、企業對員工的基本要求等相關知識與信息，在操作模式下通過與軟件的交互對話獲得獨自解決生產工藝（PE）、設備工程（EE）、測試工程（TE）、質量控制（QC）等生產技術問題的知識和能力，在考核模式下使訓練者通過教學軟件的評價反思工具對學習和訓練過程進行反思并為個性化發展定制實現條件。學生可以任意漫游到三維虛擬的車間去體驗并操作各種設備、學習(或熟悉)各種工藝的操作技巧等。利用網絡技術，將軟件網絡化，實現有限資源無限共享，學習者可以在任何地方，任何時間，漫游電子產品車間、技術上崗、操作對應設備，得到他所需要的文檔、動畫、操作視頻、考核試題等各種學習信息。同時，泛在訓練通過操作和考核模式還能檢驗訓練者是否達到了解決問題的技能和高級思維能力訓練的目標，以確保在將來的工作和學習中訓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技術的應用電子虛擬仿真實訓系統解決了“職業素質養成、知識與技能綜合運用、基層管理”三者的融合問題，突破“硬件”資源不能共享及學生厭學和“素質冰山理論”的實訓應用問題，實現了有限資源的無限共享。

　　參考文獻：

　　[1]謝永超,肖遼亮.虛擬電子產品生產車間的設計與實現[J].自動化技術與應用,2016(6).

　　[2]劉紅兵.游戲互動的3D虛擬仿真實訓在職業技術教育中的應用研究[J].價值工程,2016(3).

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