VR技術在中職院校物流專業(yè)教學中的應用與探索

劉星儀

摘 要：VR技術作為一種先進技術在各個領域的應用越來越廣泛，然而在中職院校物流專業(yè)教學中應用較少。中職院校物流專業(yè)以培養(yǎng)實踐型、應用型人才為主要目標，希望通過更多的實踐操作和現(xiàn)實演練不斷提升學生的實踐能力，最終達到增強中職院校學生的就業(yè)競爭力和解決企業(yè)生產(chǎn)運營中實際問題的目的。本文以湖南工貿(mào)技師學院（以下簡稱學院）為例，探討在現(xiàn)有教學條件下，中職院校物流專業(yè)如何應用VR技術進行教學，同時重點分析應用VR技術開展實訓教學的設計原則、教學實施過程和教學優(yōu)勢，并對中職院校應用VR技術開展實訓教學提出建議和對策。

關鍵詞：VR技術? ? 中職物流專業(yè)? ? 教學探索

課? ? 題：本文系湖南省教育科學“十四五”規(guī)劃2021年度課題“基于VR虛擬仿真技術的中職物流教學實踐研究”（課題編號DN214206）的研究成果。

近年來，為適應經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，國家致力于技術技能型人才的培養(yǎng)，加大對職業(yè)教育的支持力度。同時，對職業(yè)教育與工作內(nèi)容關聯(lián)性較弱的擔憂促使教育工作者和政策制定者思考采取何種方法來系統(tǒng)地提高教學質(zhì)量。許多研究人員認為，職業(yè)教育需要與工作要求相匹配，并且應該培養(yǎng)和強化學生終身學習的技能。早在20世紀90年代，一些發(fā)達國家就通過法律的形式明確規(guī)定專業(yè)實踐必須融入職業(yè)教育，這使得在實踐中學習的價值得到了更廣泛的認可。

工業(yè)4.0的技術進步與創(chuàng)新帶來電子商務行業(yè)的蓬勃發(fā)展，使我國物流業(yè)迎來發(fā)展的黃金期，隨之而來的是社會和企業(yè)對物流人才的需求日益增長。為彌補物流人才需求的巨大缺口，中職院校紛紛開設物流專業(yè)。然而，中職院校對物流專業(yè)學生的培養(yǎng)與社會需求未能高度契合，學生在學校所學知識與崗位實踐所需技能之間存在巨大差距，大大降低了學生的就業(yè)競爭力。中職院校為改變這一現(xiàn)狀和提升物流專業(yè)學生的實踐素養(yǎng)，對物流專業(yè)課程的教學方法和模式進行了多種嘗試和改革，如推行課堂理論教學與企業(yè)見習相結(jié)合的雙重授課模式，為畢業(yè)年級加設實踐課程，讓學生在物流企業(yè)中開展短期沉浸式實踐，鼓勵和引導學生參加多種專業(yè)競賽和技能評級等。以上措施雖然能夠在一定程度上提高物流專業(yè)學生的理論認知水平和崗位實踐能力，但對于激發(fā)學生主動學習的積極性和培養(yǎng)終身學習習慣的作用有限，仍不能有效解決中職院校人才培養(yǎng)與企業(yè)需求不匹配的問題。虛擬現(xiàn)實技術（VR）對社會發(fā)展帶來了積極的影響，同時也為教育工作者提供了新的啟示，為解決以上中職院校物流專業(yè)學生培養(yǎng)中存在的問題提供了新的思路。

一、VR技術發(fā)展現(xiàn)狀

VR技術于20世紀誕生于美國，最早應用在航空領域，主要用于飛行員的實操模擬訓練。隨著科技的不斷發(fā)展，VR技術在美國已被推廣到大眾生活的各個領域，并在計算機用戶界面、用戶體驗、后臺軟件開發(fā)、硬件四個領域得到了廣泛應用和提升。目前，美國已經(jīng)建立了完整的VR教育體系，并推廣至各個教育層級。在歐洲，英國、德國等一些發(fā)達國家也積極研究VR技術，并廣泛應用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和輔助設備、人工智能等領域。與發(fā)達國家相比，我國對VR技術的研究和應用起步較晚。然而，隨著人工智能、大數(shù)據(jù)采集等技術在中國的普及，大大加速了中國學者對VR技術的研究。目前，我國各行業(yè)對虛擬產(chǎn)業(yè)的認可度和關注度不斷提高，促使VR技術廣泛應用于游戲、醫(yī)療、軍事等領域。在教育領域，施行VR技術也成為熱點，如在實景英語對話、體育動作模擬、導游實景演練等方面都獲得了優(yōu)異的教學成果。然而，關于VR技術在物流專業(yè)教學方面的探索和實踐仍然較少，需要進一步推廣和強化。

二、課程方案設計原則

根據(jù)學院物流專業(yè)相關課程設計的教學方案，應用VR技術的方式是通過運用虛擬仿真軟件模擬物流專業(yè)相關課程的日常操作場景。具體內(nèi)容包括通過VR技術模擬物流中心作業(yè)環(huán)境、配送作業(yè)流程、供應鏈管理等，使學生能夠“身臨其境”，通過第一視角沉浸式觀察物流中心工作人員的作業(yè)環(huán)境，并根據(jù)虛擬場景作出相應的理貨、調(diào)配、轉(zhuǎn)運等操作，從而達到檢測、登記、設計倉儲分布、設置操作崗位及協(xié)調(diào)運輸與配送等目的。

整個課程方案設計的基本原則是借助VR技術還原現(xiàn)實場景，從簡單到復雜，從單一視角到多崗位協(xié)作，從觀看記錄到上手操作，讓學生在獲取理論知識的同時，結(jié)合實踐鍛煉動手能力和增強協(xié)作意識，最終實現(xiàn)理論指導實踐，實踐驗證并完善理論。

三、VR技術在物流專業(yè)教學中的實訓設計

在現(xiàn)代物流與供應鏈的教學過程中，主要的工作崗位場景有倉庫的庫存控制、調(diào)度、流通加工，配送場景中的配送設備操作、路線規(guī)劃、WMS系統(tǒng)等。目前，在學院物流專業(yè)的課程教學中，教師主要以WMS倉管系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)為基礎，引入VR技術作為實訓手段，具體教學設計如下。

（一）實訓前的理論知識講解

課程的全部課時分為理論教學和實訓兩個部分。將理論教學的課時安排在實訓課程之前。在理論教學階段，先讓學生了解現(xiàn)代物流知識性的概念和業(yè)務流程，并結(jié)合智能倉儲軟件對這些流程進行流程圖和模塊構(gòu)效分析。在該階段，組織學生采用分組模擬模塊的方式進行流程演練，達到認識、熟悉、理解全流程的目的，為后續(xù)的實訓課程打下理論基礎。

（二）VR技術教學與實操階段

首先，利用VR技術對上一階段的分組模塊分別進行實景構(gòu)建和展示。在該場景中，教師引導學生通過計算機進入模擬仿真軟件，進行更細致和具象化的認識，同時對各個模塊之間的聯(lián)系和差別進行比較分析。以倉儲仿真為例，在VR軟件構(gòu)建的環(huán)境下，涉及的貨架、分揀傳送機器、搬運叉車、升降梯以及防火防盜報警器、監(jiān)控器、溫度監(jiān)控設備等倉庫輔助設備設施均可通過VR系統(tǒng)虛擬再現(xiàn)。學生在該場景中可以全方位觀察倉儲區(qū)內(nèi)外的整體情況，并以第一視角進行角色扮演的方式參與各模塊、各環(huán)節(jié)的實際操作。從最初的倉儲區(qū)設置選點到入庫、移庫再到出庫作業(yè)，均可以利用VR感應設備進行實操，甚至可以通過競賽的形式鞏固學習成果和增強動手能力。最后讓學生進行小組與小組之間的配合實操練習。練習內(nèi)容包括但不限于在VR實景展示的場景中，模擬倉儲全流程運營時各個模塊的配合銜接、人員調(diào)度以及其他注意事項，達到讓學生深刻認識、理解智能倉儲的設計和運營特點的教學效果。

（三）安全教育和實訓總結(jié)

安全生產(chǎn)是一切經(jīng)濟活動的基礎和保障。在物流管理的實際運行中，安全教育包括兩個方面的內(nèi)容，即物質(zhì)消防安全和最低庫存安全。其中，物質(zhì)消防安全教育是指在VR技術模擬的虛擬場景中，通過對物品倉儲全過程的非安全因素進行細致排查和檢測的方式，進一步強化學生安全意識;同時，利用VR技術模擬發(fā)現(xiàn)安全隱患和發(fā)生安全事故后的應急處理方法以及熟悉避險、避難、逃生等應對措施，最終降低倉儲風險和事故損失。

在每次模擬實訓結(jié)束后，VR系統(tǒng)對學生實訓中的表現(xiàn)進行評測，并分析扣分原因及提出改進措施。教師根據(jù)VR系統(tǒng)的實訓評測報告對學生提出指導建議。

四、VR技術應用于中職物流專業(yè)教學的優(yōu)勢

在物流專業(yè)課程教學中引入VR技術輔助教學，能夠在高靈活度、高創(chuàng)造性、低成本和低風險的條件下為學生提供靈活生動、全方位的物流工作場景，學生在這種場景下進行實操，獲得如親身經(jīng)歷的體驗。將VR技術應用于中職院校的物流專業(yè)教學具有以下幾方面優(yōu)勢。

（一）應用VR技術在教室進行實踐訓練，提高學生學習積極性

任何理論都需要應用于實踐。VR技術可以根據(jù)理論課程以及培養(yǎng)目標的不同，及時調(diào)整和制定實訓內(nèi)容，這使得物流教學的授課過程更為靈活、直觀和生動，并能夠及時對物流理論知識進行應用和驗證。此外，現(xiàn)代物流行業(yè)的發(fā)展日新月異，書本上的物流理念和技術方法難免滯后。同時，受多種因素的制約，傳統(tǒng)中職院校的物流專業(yè)教學內(nèi)容和方式比較單一、固化，表現(xiàn)在課堂教學中，即教師是單一的教學主體，學生被動聽講。這種模式不利于學生在實訓中進行創(chuàng)造性思維的發(fā)散和個人能力的拓展，降低了學生的學習熱情，也無法真正鍛煉學生的專業(yè)競爭力。引入VR技術后，可以將物流運營中的一線場景以更為直接的交互方式在教室進行呈現(xiàn)，并在VR軟件構(gòu)建的物流場景中進行教學和實訓，這大大縮短了物流理論與物流實踐的距離。更重要的是，由于學生能夠在教室參與實訓，并以第一視角參與到逼真的物流環(huán)境中，這種身臨其境的體驗使整個學習過程充滿了樂趣，更能激發(fā)他們的學習熱情，達到主動參與和發(fā)掘式學習的目的，對學生提高學習效率和實際操作能力有巨大的推動作用。

（二）應用VR技術可以降低物流專業(yè)實訓教學成本

實訓場景的構(gòu)建，包括實訓場地、設備甚至是突發(fā)狀況演練等是教育實訓的基礎條件，而讓學生在真實的物流工作環(huán)境中進行實際操作是提升實際動手能力的保障。然而，現(xiàn)代物流技術發(fā)展迅速，物流設備及各種輔助措施種類繁多且更新較快。這一現(xiàn)狀使得教育工作者在有限的資源下難以對每一種物流場景進行構(gòu)建，即使在構(gòu)建某種物流場景后，也需要承擔物流設備的維護和貶值的經(jīng)濟壓力，這導致學校在教學階段不能提供全面的實訓操作條件。而在VR技術的輔助下，可以輕松地將多樣的現(xiàn)實物流場景真實再現(xiàn)，且能給學生提供在該場景中動手操作的機會。最重要的是，由于VR技術構(gòu)建的物流場景是虛擬的，在出現(xiàn)新的物流設備甚至是需要模擬突發(fā)狀況時，只需重新建模即可，從而極大地降低了物流專業(yè)實訓教學成本。此外，VR設備的運行、維護和升級成本也較低，可以進一步減輕學校的經(jīng)濟壓力，避免了資源浪費。

（三）應用VR技術可以有效提高實訓教學的安全性

在現(xiàn)實的物流運營場景中，不安全的因素難以避免，并且有發(fā)生安全事故的隱患。例如，用叉車進行貨柜搬運時，由于操作不當導致發(fā)生傾覆、垮塌等事故，從而造成實訓設備損壞甚至人員傷亡。而在VR技術構(gòu)建的虛擬場景中進行操作時，教師可以通過軟件編程對錯誤操作可能帶來的風險進行警示，并呈現(xiàn)可能發(fā)生的后果和需要采取的緊急措施，從而避免了在真實場景中操作可能帶來的人員受傷與設備損壞，極大地提高了實訓教學的安全性。

五、中職院校應用VR技術開展物流專業(yè)實訓教學的建議

相對于傳統(tǒng)的實訓教學，VR技術構(gòu)建的沉浸式實景操作教學具有顯著優(yōu)越性，但是在中職院校物流專業(yè)應用和普及VR技術仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。筆者結(jié)合在學院物流專業(yè)課程中應用VR技術的經(jīng)驗，從中職院校高效率、低成本地應用VR技術開展物流專業(yè)實訓教學的角度出發(fā)，提出以下幾點建議。

（一）保障VR設備的長期、高效利用

將VR技術引入物流專業(yè)實訓教學，首先需要組建VR教學系統(tǒng)，而投資購買相應的VR設備、相關輔助硬件和軟件是VR技術實訓的基礎。選購設備時，應考慮覆蓋物流系統(tǒng)的多個環(huán)節(jié)，如應涵蓋倉儲設計、運輸規(guī)劃、安全保障與消防演練以及自然地理等因素的實況模擬。同時，現(xiàn)代物流科技日新月異，采購時應考慮現(xiàn)有設備是否支持海量內(nèi)容的擴展和后續(xù)的升級更新，從而保證能夠長期使用。

（二）加強對物流專業(yè)教師的VR技術培訓

物流專業(yè)授課教師是引導學生應用VR技術進行物流實訓的第一主體，物流專業(yè)授課教師要能夠及時、全面地解決學生在VR場景實訓過程中遇到的各種問題，并與VR軟件研發(fā)公司的相關專業(yè)人員保持良好溝通，及時、認真地參加VR技術培訓，充分掌握VR技術對物流場景的模擬構(gòu)建操作流程，明晰相關注意事項。同時，物流專業(yè)授課教師還應當對教學方案不斷進行反思、修正和優(yōu)化，最終實現(xiàn)物流專業(yè)的理論教學與VR實訓教學的無縫銜接和有效結(jié)合。

六、小結(jié)

在學院將VR技術引入物流專業(yè)教學后，學生對授課效果給予了高度肯定的評價。一方面，通過這種教學方式，學生可以同時學習理論知識和進行實際操作，且授課所耗費的教學資源和成本大幅降低。另一方面，在眼球經(jīng)濟時代，學生的注意力極容易被分散，而VR技術有效地提升了學生的課堂學習參與度和學習熱情。盡管VR技術在實訓教學的普及和優(yōu)化方面還存在一些問題，但隨著VR設備成本的降低、教育工作者意識的增強、VR教學方案的不斷完善，建立和普及標準化的校企合作甚至是跨院校的VR技術實訓教學體系將是大勢所趨。同時，VR技術作為新興“元宇宙”概念的重要組成部分，將有望成為物流專業(yè)實訓教學與云計算、物聯(lián)網(wǎng)、5G、區(qū)塊鏈等一系列前沿數(shù)字技術進行強集成、深融合的橋梁，也將為我國中職教育的宏偉藍圖增加一抹亮麗色彩。

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（作者單位：湖南工貿(mào)技師學院）