應用電子虛擬仿真實(shí)訓分析論文

　　摘要：基于VR技術(shù)的應用電子虛擬仿真實(shí)訓系統解決了“職業(yè)素質(zhì)養成、知識與技能綜合運用、基層管理”三者的融合問(wèn)題，突破“硬件”資源不能共享及學(xué)生厭學(xué)的問(wèn)題，開(kāi)創(chuàng )隱性知識/技能的顯性化及職業(yè)素質(zhì)內化，突破傳統實(shí)訓僅局限于“物理”實(shí)訓室或企業(yè)，突破了實(shí)習實(shí)訓方法的重大瓶頸。

　　關(guān)鍵詞：VR；應用

　　電子虛擬仿真實(shí)訓系統依據職業(yè)能力素質(zhì)成長(cháng)模型、職業(yè)成長(cháng)系統、學(xué)習地圖，按照基于游戲的虛擬工廠(chǎng)腳本，開(kāi)發(fā)了由《虛擬電子產(chǎn)品生產(chǎn)車(chē)間》和《智能測控電子產(chǎn)品實(shí)驗系統》兩部分組成的“基于游戲、虛實(shí)結合、3D場(chǎng)景再現”虛擬工廠(chǎng)——應用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)虛擬實(shí)訓系統。應用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)虛擬工廠(chǎng)有效解決了從事電子產(chǎn)品生產(chǎn)、設計等崗位群對應的電子產(chǎn)品生產(chǎn)管理與工藝指導、電路設計與分析等10項專(zhuān)項技能或綜合訓練難題。通過(guò)虛擬現實(shí)技術(shù)實(shí)現真實(shí)原型再現，硬件資源軟件化、網(wǎng)絡(luò )化，實(shí)現有限資源無(wú)限共享，有效地解決了教學(xué)實(shí)踐教學(xué)實(shí)訓資源不足問(wèn)題，解決了大型、先進(jìn)、精密電子儀器設備高額購置成本問(wèn)題，解決了抽象過(guò)程形象化問(wèn)題，為培養學(xué)生電子產(chǎn)品生產(chǎn)與管理、電子產(chǎn)品設計與開(kāi)發(fā)等關(guān)鍵能力起到至關(guān)重要作用,提高了學(xué)生培養質(zhì)量[1-2]。而文獻[1]從技術(shù)上分析了虛擬電子產(chǎn)品車(chē)間的設計、實(shí)現過(guò)程以及功能，文獻[2]從虛擬實(shí)訓系統應用角度介紹了系統應用教學(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)習訓練系統，突破傳統職業(yè)教育的藩籬，解決了“職業(yè)素質(zhì)養成、知識與技能綜合運用、基層管理”三者的融合問(wèn)題

　　打破傳統的學(xué)科性知識體系，依據“人、機、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(cháng)模型。通過(guò)對職業(yè)活動(dòng)進(jìn)行進(jìn)階式的教學(xué)化的設計，訓練知識技能與素質(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(cháng)規律的應用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)綜合訓練系統。將職業(yè)素質(zhì)、專(zhuān)業(yè)知識、職業(yè)技能綜合運用、生產(chǎn)運行管理融會(huì )貫通，通過(guò)具體工序、工作任務(wù)和職業(yè)活動(dòng)來(lái)養成和訓練，并通過(guò)學(xué)習地圖引導應用電子職業(yè)人成長(cháng)。

　　2創(chuàng )立教學(xué)工廠(chǎng)“硬件軟件化”及虛擬化實(shí)訓理念，突破“硬件”資源不能共享及學(xué)生厭學(xué)的問(wèn)題

　　按照“‘游戲’互動(dòng)”軟件開(kāi)發(fā)理念，以真實(shí)電子產(chǎn)品生產(chǎn)工廠(chǎng)領(lǐng)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(chǎng)人文文化真實(shí)環(huán)境為依托，設計出虛擬工廠(chǎng)操作員、技術(shù)員、工藝員、工程師等職業(yè)成長(cháng)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(chǎng)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(shù)、流程、管理規范、規章結合起來(lái)依據“職業(yè)人”的職業(yè)成長(cháng)規律，以真實(shí)企業(yè)“人、機、料、法、環(huán)”五個(gè)生產(chǎn)要素為起點(diǎn)，設計出電子產(chǎn)品調試與檢修等技能提升、職業(yè)技能成長(cháng)的學(xué)習地圖，以學(xué)習地圖導航學(xué)習者通過(guò)選擇不同的應用電子職業(yè)人角色來(lái)實(shí)現自己的職業(yè)成長(cháng)需要。引導學(xué)生一無(wú)所知到成長(cháng)為一個(gè)擁有豐富專(zhuān)業(yè)知識、操作技能、職業(yè)素質(zhì)的虛擬“職業(yè)人”，其成長(cháng)過(guò)程品味“游戲”的智慧和樂(lè )趣。一線(xiàn)操作員學(xué)習實(shí)訓系統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（工程設備）等崗位的操作內容，并向著(zhù)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(kāi)創(chuàng )隱性知識/技能的顯性化及職業(yè)素質(zhì)內化，突破“素質(zhì)冰山理論”的實(shí)訓應用問(wèn)題

　　高素質(zhì)的應用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)職業(yè)人應具備的職業(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(guò)一般課堂得以培養。虛擬真實(shí)設備、虛擬真實(shí)崗位、虛擬真實(shí)環(huán)境三個(gè)層次3D原型再現企業(yè)，學(xué)習者在虛擬工廠(chǎng)通過(guò)產(chǎn)品生產(chǎn)工序“游戲練級”職業(yè)人成長(cháng)訓練，“親身真實(shí)經(jīng)歷”工廠(chǎng)生產(chǎn)組織、過(guò)程管理。學(xué)習者角色扮演操作員、技術(shù)員、工藝員、工程師工廠(chǎng)職員，體驗電子產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中除知識、技能以外對敬業(yè)樂(lè )業(yè)、遵章守紀、責任擔當、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)對產(chǎn)品質(zhì)量和職業(yè)人成長(cháng)歷程的影響。通過(guò)虛擬工廠(chǎng)的電子產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程、品質(zhì)管理過(guò)程“游戲”練級活動(dòng)，將職業(yè)素質(zhì)社會(huì )化和外化，實(shí)現隱性知識的顯性化�！坝螒蚓毤墶�，“親身真實(shí)經(jīng)歷”發(fā)掘學(xué)習者內部潛力，激勵學(xué)習者探尋電子產(chǎn)品生產(chǎn)、管理的秘技，實(shí)現綜合性職業(yè)素質(zhì)的內化滋生。

　　4創(chuàng )立應用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)的泛在性實(shí)習實(shí)訓，突破傳統實(shí)訓僅局限于“物理”實(shí)訓室或企業(yè)，突破了實(shí)習實(shí)訓方法的重大瓶頸

　　通過(guò)虛擬現實(shí)技術(shù)實(shí)現真實(shí)原型3D再現，硬件資源軟件化，實(shí)現對真實(shí)電子產(chǎn)品工廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程的逼真模擬重現。讓學(xué)生不需到實(shí)際工廠(chǎng)便可以在3D虛擬工廠(chǎng)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)習和訓練模式上創(chuàng )新了一種以學(xué)習者為中心、以學(xué)習任務(wù)為基點(diǎn)的虛實(shí)結合的實(shí)訓系統，通過(guò)信息技術(shù)加強的學(xué)習實(shí)踐環(huán)境使學(xué)習與訓練落實(shí)于現實(shí)應用，學(xué)習者可以更充分地體驗、更有效地進(jìn)行知識建構的泛在學(xué)習與訓練新模式。其中，學(xué)習新模式主要體現在學(xué)習者從原來(lái)的平面式“適應性”學(xué)習模式轉變?yōu)榱Ⅲw式“導向性”的按需學(xué)習模式。即學(xué)習者在學(xué)習過(guò)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(huà)、操作視頻、考核試題等各種學(xué)習信息，這些信息的獲取是基于學(xué)習者自身需求的，因此學(xué)習是一種自我導向的過(guò)程，是一個(gè)適量學(xué)習（justinenough）的過(guò)程。實(shí)踐操作的泛在訓練新模式主要體現在訓練者可以通過(guò)虛擬實(shí)訓系統軟件中的企業(yè)參觀(guān)模式來(lái)了解企業(yè)的組織架構、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(guò)與軟件的交互對話(huà)獲得獨自解決生產(chǎn)工藝（PE）、設備工程（EE）、測試工程（TE）、質(zhì)量控制（QC）等生產(chǎn)技術(shù)問(wèn)題的知識和能力，在考核模式下使訓練者通過(guò)教學(xué)軟件的評價(jià)反思工具對學(xué)習和訓練過(guò)程進(jìn)行反思并為個(gè)性化發(fā)展定制實(shí)現條件。學(xué)生可以任意漫游到三維虛擬的車(chē)間去體驗并操作各種設備、學(xué)習(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)現有限資源無(wú)限共享，學(xué)習者可以在任何地方，任何時(shí)間，漫游電子產(chǎn)品車(chē)間、技術(shù)上崗、操作對應設備，得到他所需要的文檔、動(dòng)畫(huà)、操作視頻、考核試題等各種學(xué)習信息。同時(shí)，泛在訓練通過(guò)操作和考核模式還能檢驗訓練者是否達到了解決問(wèn)題的技能和高級思維能力訓練的目標，以確保在將來(lái)的工作和學(xué)習中訓練者的能力能夠有效地遷移到實(shí)際問(wèn)題的解決中去。

　　總之，基于VR技術(shù)的應用電子虛擬仿真實(shí)訓系統解決了“職業(yè)素質(zhì)養成、知識與技能綜合運用、基層管理”三者的融合問(wèn)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)訓應用問(wèn)題，實(shí)現了有限資源的無(wú)限共享。

　　參考文獻：

　　[1]謝永超,肖遼亮.虛擬電子產(chǎn)品生產(chǎn)車(chē)間的設計與實(shí)現[J].自動(dòng)化技術(shù)與應用,2016(6).

　　[2]劉紅兵.游戲互動(dòng)的3D虛擬仿真實(shí)訓在職業(yè)技術(shù)教育中的應用研究[J].價(jià)值工程,2016(3).

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