VR 技術在運輸與配送管理課程實踐教學中的沉 浸 式 應 用 研 究

張 念，吳金育，賀仁杰，熊小楓 ZHANG Nian, WU Jinyu, HE Renjie, XIONG Xiaofeng

（重慶郵電大學 經濟管理學院，重慶400065）

(School of Economics and Management, Chongqing University of Posts and Telecommunications, Chongqing 400065, China)

0 引 言

2019 年，我國社會物流總額超過300 萬億元，快遞總業務量與總收入分別達到635.2 億件、7 497.8 億元。國家郵政局預計2020 年快遞業務與收入將超740 億件，業務收入超8 690 億元。由于快遞業務量逐年上升，以及電商、即時配送、快遞、零擔、整車等物流業務的快速發展，物流企業對物流人才需求也進一步擴大。目前，各高校對物流管理專業的教學模式仍主要是理論教學為主，導致物流專業學生的實踐能力與企業人才需求極度不相適應。2019 年11 月，在教育部等14 部門印發的《職業院校全面開展職業培訓促進就業創業行動計劃》中指出職業院校要積極開發微課、慕課、VR（虛擬現實技術） 等數字化培訓資源，豐富教育資源庫，擴大資源覆蓋面積，其中VR 技術憑借其交互性，沉浸性、想象性受到教育界推崇[1]。

利用VR 技術，學生可以通過逼真的虛擬物流環境來完成實踐操作，開啟沉浸式的物流實踐教學模式。目前，許多國內外學者對VR 技術在物流教學中的應用進行了探索。劉雪雪和安越分析傳統倉儲管理實訓教學中存在場地受限、功能單調、安全隱患等問題，從倉儲的作業流程、設施設備、采購流程、倉庫空間布局等方面探索了虛擬仿真技術在倉儲管理中的應用[2]；孟利清等以物流工程專業為例對VR 技術在高校實訓教學環節中提高教學質量進行了研究[3]；羅玲玲研究VR 技術在物流專業教學中物流知識網絡課件、開設網絡實驗課程、建構虛擬教室的應用[4]；侯玲娟和李貴春對VR 技術在物流管理專業實踐教學中教學成本、教學資源、學生積極性和教學安全性進行了分析并提出看法與建議[5]；許婧探討VR 技術在物流設施設備和系統規劃設計以及倉儲管理等應用場景[6]。通過分析與研究VR 技術在現實場景的應用，與傳統教學對比，充分展現出VR 技術應用于物流專業教學的好處。

在物流系統中，運輸配送處于核心功能，影響物流其他構成要素，通過管理運輸與配送實現物流資源合理配置，達到降低物流成本，提高“第三利潤”。運輸配送管理注重現代物流理念與技術的發展方向，需要理論與實踐相結合，讓學生不僅擁有扎實的理論知識而且熟練掌握實踐操作技能，本文將分析VR 技術在運輸配送管理課程中的應用，搭建虛擬實踐環境，促進運輸配送管理課程理論教學與實踐教學的密切結合，進一步加強學生的物流實踐操作能力，提高專業素養。

1 VR 技術概述

VR（虛擬現實） 技術涉及計算機圖形學、傳感、多媒體、人機接口、仿真等多學科領域[7]。其主要通過計算機創建3D 虛擬現實世界，用戶通過肢體動作和各種感知與虛擬世界進行鏈接互動，仿佛身處真實世界。VR 技術憑借其沉浸性、交互性、想象性等特征，在軍事、航天航空、工業、通信、教育、藝術娛樂等領域已經得到廣泛的應用，積累了大量豐富的應用知識[8]。其中，沉浸性是指用戶能夠主動參與到通過計算機構建好的虛擬世界中去，置身其中，有助于學生提高創造力；交互性是指用戶能夠使用虛擬設備操作虛擬環境，并獲得反饋[9]；想象性是指用戶可利用VR 技術來創建一個想象之中的世界。

2 傳統運輸配送作業與管理課程教學現狀

2.1 資金場地受限制

運輸和配送作業與管理課程具有操作性、理論性和實用性[10]。但許多高校由于資金與場地的限制，無法為學生提供一個合適的實踐場地，教學效果達不到預期目標，學生具有的操作技能與物流行業的發展相差甚遠，不能滿足物流企業需要。

2.2 教學方式單一，重理論輕實踐

高校在物流教學中會開設運輸配送相關課程，傳統教學模式更傾向于理論教學，忽略實踐的重要性，老師一般會通過圖片、流程圖、視頻以及教材等多種方式向學生教授理論知識，教學方式單調，缺少趣味性。雖然學校會根據課程安排實踐任務，但大多數學生都是抱著完成任務就行的心態，跟著實驗指導書或者老師安排來行動，最后也不清楚完成這個任務的目的是什么，為什么要這樣操作，對知識的掌握只停留在表面，并沒有將理論知識講的方法熟練運用。

2.3 無法有效保證實訓的安全性

運輸配送的實踐過程會涉及到很多大型設施設備，如叉車、堆垛機、貨架、分揀傳送帶、運輸車輛。因為場地限制的原因，一次實踐任務參與的學生人數會比較多，老師注意力有限，不能顧及每一位學生，又因為學生對各個環節以及設施設備的操作不熟悉，很容易因操作不當出現安全事故。

3 VR 技術在配送運輸作業與管理課程中的應用探究

3.1 配送作業與管理流程模擬

物流配送中心需接受和處理訂單，首先對來自上游的貨物實施分揀作業，然后按照訂單要求進行揀選、流通加工，組配等作業[11]。首先借助VR 技術將配送中心作業流程進行模擬，包括創建配送單、存儲、分揀、補貨、配送調度等作業環節，通過計算機顯示屏向學生直觀展示，逼真立體的畫面能夠讓學生全面地觀察每一個細節的操作過程。然后再通過VR 技術把物流配送中心在計算機系統中建成3D 模擬模型，最后呈現出一個集工作人員、貨物搬運和存放設備、系統控制中心、數據信息管理為一體的虛擬場景，學生分組進行沉浸式實踐操作，同一小組學生共享一個虛擬空間，合作學習完成整個配送中心的作業流程。通過VR 交互模擬器，學生可在虛擬場景直接操作叉車，裝卸搬運貨物、分揀和擺放貨物等全流程操作。這樣能夠加深學生對各個步驟的印象，幫助學生將理論融入實際操作中，知道崗位責任以及各種操作注意事項。

3.2 運輸作業與管理流程模擬

運輸配送作業與管理可分為公路、鐵路、水路三個方面，每一種類型的運輸作業內容又包含進出港等一系列子作業[12]。首先借助VR 技術對運輸貨物進出港、線路規劃、貨物運輸途中等作業進行模擬，通過計算機顯示屏向學生展示，讓學生認真觀看運輸作業內容與流程。然后通過VR 技術創建一個特定的3D 運輸場景（包括干線道路、火車站、機場、碼頭、運輸貨車、火車、飛機、手持終端、各種集裝箱等），學生分組進行實踐操作，通過VR 頭盔、交互模擬器等設備與虛擬環境交互，進行仿真演練，真實地感受運輸過程。借助VR 技術，學生能夠更好地掌握車輛配載、線路規劃、貨車裝卸、送貨交接等作業內容，以及計算最佳運輸路線的方法。

3.3 作業設施設備模擬

運輸配送涉及的設備設施類型較多，比如運輸設備：貨車、飛機、火車、輪船等；搬運設備：直叉式叉車、側式叉車、電動托盤搬運叉車和堆垛叉車等；分揀設備：交叉帶分揀機、翻盤式分揀機、滑塊式分揀機、輥筒浮出式分揀機、條板傾斜式分揀機等。借助VR 技術，創建三維模型，通過顯示屏將各種設備設施的使用方式、適用范圍、部件拆卸組裝等向學生進行演示。學生可對設備進行三百六十度的觀察，在了解設備的組成構件和掌握設備設施的操作方法后，再通過VR 頭盔、手柄等進入虛擬環境進行實際操作。

4 VR 技術在運輸配送課程中應用的優勢

4.1 提高學生教學質量

VR 技術的多感知性、交互性、自主性可以帶給學生強烈的沉浸感，逼真的現實場景能夠讓學生了解到各個作業內部操作流程，可在虛擬空間中進行操作訓練，提高學生專注力和實操能力，從而達到提高教學質量的目的。

4.2 提升學習興趣，鍛煉思維能力

VR 技術融入教育，使得教育方式生動靈活和充滿趣味，大幅度提升學生的學習興趣，由被動學習轉變為主動學習。在進行實踐操作時，還可以思考解決問題的方案、規劃最優運輸線路，鍛煉自己的思維能力。

4.3 安全性高，降低教學成本

利用VR 系統對現實場景進行模擬，借助虛擬設備（VR 頭盔、耳機，手柄等） 就可以讓學生進入虛擬世界進行操作，避免了在現實中可能產生的意外事故。對物流設備的模擬，能降低學校購買器材的成本，還能與時俱進實時更新設備，同時解決場地與資金限制的問題。

5 總 結

將VR 技術引入物流專業教學中來，根據運輸與配送管理課程教學任務搭建配送作業流程、運輸作業流程、設施設備等虛擬仿真場景，讓學生融入虛擬環境進行實際操作，這種沉浸教學模式，讓學習變得生動有趣，能促使學生主動參與學習，提高教學質量，培養學生操作能力，節約教育成本，規避危險。隨著5G 發布將為VR 迎來新一輪的發展機遇，VR 將在物流專業教育領域和教學系統上出現更多創新的教育模式。