產品描述
一、建設背景
發改委、交通運輸部以及鐵路總公司聯合印發了《中長期鐵路網規劃》,將中國高鐵網正式由“四縱四橫”升級為“八縱八橫”。同時根據規劃“十三五”期間,全國新建鐵路將不低于2.3萬公里,總投資不低于2.8萬億元人民幣。中國的地鐵高鐵已經成為世界前列,隨之而來的高鐵乘務人才缺口首當其沖。同時《國家教育事業發展“十三五”規劃》明確提出:”要綜合利用VR技術探索未來教育教學新模式,加快虛擬現實、增強現實等核心技術創新發展”。未來如何培養與企業接軌的高品質高鐵服務人才,以及更好的解決學生校外實習環節中的問題,一直是職業院校所思考的核心內容。
二、建設意義
1、創建虛擬實訓環境
基于VR技術的高鐵仿真教學課程;它以高鐵乘務員培養目標和教學大綱為設計基礎,以真實高鐵動車為藍本,以高鐵乘務崗位為基礎,運用VR虛擬現實技術虛擬高鐵運行過程中的場景,包括高鐵動車組主要設備與安全設施認知、高鐵動車組乘務員日常工作以及高鐵動車組應急處置等內容。學生以第一人稱角色扮演的方式進行乘務崗位模擬操作,掌握業務流程和操作技巧。讓教與學在直觀可視化的環境中進行。
2、減少設備投入
虛擬實踐主要適用于一些真實實訓操作較為困難或更有利于提高學生職業技能素質的場合。如:危險性較大的操作(高鐵火災、高鐵斷電、安全設備等);投入費用太高的項目(高鐵車廂、高鐵站設備等);重復實施困難的情境(事故或故障的再現與處理等);彌補因教師少、學生多而導致的不能一對一實施個性化實訓過程指導的不足;解決現有實訓場地和內容開放性欠缺的問題;實現對實訓全過程的智能化跟蹤與遠程監控等。對校內實訓基地建設中由于資金、場地、技術等原因不能建設的生產工藝、設備、材料等,通過建立虛擬的場景和圖像予以補充。
3、促進教學與現實接軌
VR可視化教學產品設計理念是將現實中的事物(如:高鐵列車,高鐵站)和現象通過3D模擬仿真技術和多媒體設備搬進教室,讓學生在學校就能了解和體驗其在實際中真實情況,從而實現了知識的融會貫通。并通過模擬操作增強動手實踐能力,真正使學生所學的理論知識和實際相掛鉤,與現實接軌。對學生來說能在教室就能了解外面真實環境,不但減少了舟車勞頓還避免了安全管理方面的問題。
4、提升學習興趣和教學效率
在傳統理論教學過程中,面對書本、幻燈片中抽象枯燥的2D平面世界,現實圖景是臺上大篇大論,臺下倒成一片。有了VR教學系統,VR全息世界撲面而來,所要體驗的3D場景便會立體直觀地呈現在眼前,360°全方位身臨其境的場景任你觀察,眼耳手并用,學生在實操前就能演練步驟環節,對專業知識也更諳熟于心。學生以第一人稱角色扮演的方式進行崗位模擬操作,掌握業務流程和操作技巧。讓教與學在直觀可視化的環境中進行,大大提高了學生學習興趣與教學效率。
5、降低實訓成本
高鐵服務專業,是一項專業技能要求非常高的專業,對學生的實際操作能力、高鐵設備的認知理解和服務技能,具有效高的要求。目前各高鐵學院主要以引進多種真實機型以及設備模擬用于教學實訓中,但是由于實驗室環境和場地的限制,無法為學生提供更加全面地學習和實踐的條件。主要問題表現在:國內運營公司機型的設備和服務不盡相同,靠真實機型的引入無法涵蓋所有機型和服務;目前引入一種機型的實訓環境,僅能滿足當前課堂教學的需要,無法進一步為學生提供更多的學習機會和學習提升; 目前引入的機型的實訓環境,學生誤操作容易引發設備損耗。同時不同運營公司的崗位以及操作流程規范也無法實現情景式教學。基于 AR/VR 虛擬交互技術,能夠實現對易耗型的實訓教學或者情景教學的構建,從而降低設備的順損耗,同時也確保實訓效果。
三、建設目標
高鐵服務智慧教學實訓中心整合了一體化教材與VR\AR教學APP資源、VR高乘與站內實訓課程、VR頭顯硬件、VR教學一體機及教學管理平臺等一系列配套設備,創造了一體化智慧教材、虛實一體實訓、自主化學習、節約高效的信息化創新教學實訓模式,解決了實訓設備、師資與學生配比協調、高成本或高危險等實訓管理問題,打造了培養興趣學習、工匠精神和實踐能力的新環境。通過數字化教材、手機移動APP,VR實訓內容、實訓設備和信息化教學管理平臺等構建航空服務VR實踐教學中心,進一步完善校內實訓基地的虛實一體化建設,實現多樣化功能。通過虛擬高鐵崗位工作任務和職業環境,探索高鐵專業虛實結合實踐教學新模式,進一步提高學生的職業意識和操作技能。整體提升學校信息化和教研成果轉化應用水平,為創建區域乃至全國示范性特色品牌,以及區域經濟轉型升級培養高素質技能人才發揮重要作用。
● 創建職業情景
虛擬實踐主要適用模擬真實操作較為困難的環境和學生職業技能素養的應用場景。通過在虛實結合開發生產性實踐教學模式、仿真工作任務和職業環境,滿足學校高技能人才培養和自身輻射能力提升的需要。
● 規范技能標準
通過VR技術將教學中的重點、難點問題進行深入實踐,進一步規范技能標準,提高學生的職業意識和崗位操作技能,彌補因教師少、學生多而導致的不能一對一實施帶來的不足。
● 創新教學模式
通過虛實結合打破傳統教學方式,充分發揮虛擬技術直觀、形象的功能,提高實際生產與設備的透明度,從而促使學生在有限的空間和時間內掌握更多的實踐知識,使知識傳授的速度和強度大大提高。
● 打造辦學特色
通過VR教學實訓創新中心可集成或定制開發各專業教學VR實訓系統,開放式綜合實訓打通相關專業教學實訓數據,實現對實訓全過程的智能化跟蹤與遠程監控等。全面提升教學管理水平。提高設備使用效率,降低投入和維護成本。
四、建設內容
1、高鐵乘務VR虛擬實訓課程建設
我司以“全國高鐵乘務專業規劃教材”內容為指引,以CRH3型列車為藍本,在鐵路運營公司專家與教學專家共同參與的背景下,研發的基于VR虛擬現實技術的高鐵人員實訓課程。產品主要包括CRH3安全設備設施、主要設備設施、疾病應用、火情火災、站內服務等必修10大課程;通過與VR場景的互動,學生可以在虛擬場景中反復練習,學習高鐵乘務知識,提升專業技能。高鐵智慧教學實訓模式總體方案設計的關鍵在于圍繞“培養實踐能力”為主線,通過數字復合教材、VR仿真資源平臺、虛實結合實操設備、智能評價體系,打造多層次、立體化、信息化的高鐵專業課程體系。通過AR技術將教材配套數字化課程資源,通過學校教學需求和教材有針對性的整合微視頻、3D維互動、全景實訓等,資源與教材配套實現課堂教學的多樣性、趣味性、不受教學環境的限制。虛擬與實操配套,在實訓教學方面通過虛擬仿真實訓系統與VR一體機統一集成,形成操作流程、步驟、工具一致性和引導性,有效減輕老師的教學負擔和學習周期。 VR資源APP平臺與智能評價體系統共同構建理論、資源、實操、設備、信息技術與教學模式于一體的現代化教學實訓體系。
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