虚拟现实助力职业教育

2023-06-01 0 546

“VR控制技术已正式成为基础教育网络化中相连力学当今世界和位数当今世界的公路桥。”

《瞭望台马可波罗月刊》本报记者史佳庆 撰稿陈溶雪

虚拟现实助力职业教育

交互式化 VR 打印机 PICO Neo3 Pro

5月20日,北京市北欧国家国际会议中心的VR睿智课堂教学展位招揽了一大群观众们竞相新体验。本周一今后信息控制技术股份有限公司的崔彦岗协助新体验者们戴上VR隐形眼镜,并逐个示范点解说员,怎样沉浸式收纳检验新能源汽车。

展位以外,一大群青年人已经开始交互式模拟商业模式下熟练展开电阻量测、持续走高仪采用、机油的更改与填入等操作方式……这是赣州应用领域控制技术职业学院举办的2023年原则上录取笔试,也是南昌市用VR控制技术展开技术专业培训试验的新试著。

近几年,随著控制技术不断进步,VR控制技术在科技领域的应用领域更为多元化、情景更加宽广。基础中华人民共和国教育部三年制国际标准信息控制技术学科专业核心理念研究者项目组、高等基础教育出版社首席研究者研究者、辽宁大学副教授樊磊拒绝接受《瞭望台马可波罗月刊》专访时表示:“VR控制技术已正式成为基础教育网络化中相连力学当今世界和位数当今世界的公路桥。”

助推安全专业培训

3月18日,在鲁南化工2号办公楼安全可靠专业培训教室内,坐满了带着VR隐形眼镜的参训人员——这里是山东能源化工板块首个VR智能安全可靠专业培训教室。

在新投用的VR智能安全可靠专业培训教室里,通过扫码登录,30个参训人员可同步沉浸式学习。摘下VR 隐形眼镜的醇氨事业部安全可靠员王兵表示,一次VR新体验式警示基础教育,效果强过10次的传统方式基础教育。

通过VR智能安全可靠专业培训,参训人员可对危化品典型事故复盘分析、掌握事故演化过程、找准事故诱发源头、理清安全可靠责任链条、检视自身问题不足,从而高效率提升安全可靠意识和技能。

据介绍,山东能源化工板块所采用的VR隐形眼镜,来自北京小鸟看看科技股份有限公司(以下简称PICO)。

“我们目前的控制技术已实现裸手交互,支持双手26自由度追踪和4种系统预设手势,通过捕捉用户双手、感知手指动作,可实现手势同步互动操作方式。”PICO企业服务亚太负责人刘凯告诉《瞭望台马可波罗月刊》,用户不必拿手柄,仅凭双手就可在交互式当今世界中实现交互,例如呼唤菜单、点击、拖拽和校准等。

不仅如此,PICO还搭载了前沿的眼动追踪和面部追踪控制技术。

其中,眼动追踪控制技术能提供注视点渲染能力,即保持视线中心清晰度,以降低边缘渲染复杂度、降低渲染负载,可实现辅助瞄准等交互应用领域。面部追踪控制技术则可以采用户在VR当今世界中的交互式形象拥有“神同步”的丰富表情。

民航迎来“智修时代”

在海南航空,维修人员正通过VR隐形眼镜和传感器手柄,对波音737、波音787和空客A320等机型的收纳项目展开操作方式实训。

作为该项目的控制技术提供方,山东六牛网络科技股份有限公司总经理胥志刚告诉《瞭望台马可波罗月刊》,随著VR控制技术的发展和普及,中国民航业迎来了“智修时代”。

据介绍,受训者可在具有沉浸感与交互性的交互式环境中,通过人机交互设备和情景里所有物件实时交互,展开多种航空器材的维修专业培训操作方式。

以海南航空上线的航空机务维修VR专业培训系统为例,该系统还原了实际工作手册的操作方式步骤,可自动监测航空维修人员操作方式、判断操作方式是否正确,并对错误操作方式展开警告和提示。

“在这个位数孪生的交互式环境里,学员可规避真实维修操作方式中的风险,并实现飞机航前、航后和短停等多情景、多频次的规范操作方式专业培训,从而提高机务维修的质量与效率。”胥志刚说,这意味着维修更高效、训练更便捷、航班更准点、飞行更安全可靠。

这样的项目开发并不容易,胥志刚称,仅控制技术层面就克服了不少难题。“一是飞机模型重构工作量大,需要精细到每一个螺丝钉,我们通过一比一建模和3D扫描设备(收集零件模型数据)的方式,历经数月才完成数据收集;二是专业培训系统设计难度大,经过分析核心理念风险管控项目后,我们最终确定以地勤绕机检查和发动机收纳为开发项目。”

虚拟现实助力职业教育

航空机务维修VR专业培训系统控制技术人员操作方式演示中

多地积极探索

“实验是达成素养与技能目标的重要途径,对学生技能素养的提升具有不可替代的作用。做实验可协助学生更深入地理解实验项目的科学原理、控制技术突破及应用领域创新,激发学生自主创新的意识和兴趣。”樊磊告诉《瞭望台马可波罗月刊》。

近几年,随著基础教育网络化发展,不少院校及企业借助交互式模拟、增强现实、全息影像等新型位数控制技术,构建出基于真实岗位情境的交互式模拟实验室、实训室,有效改善了课堂教学实训中一些“高投入、高难度、高风险及难实施、难观摩、难再现”的情景应用领域。

“基础教育行业引入VR控制技术,开拓了学生的学习空间。现在的课堂教学内容很丰富,不再局限于书本、幻灯片和黑板,被动传输式学习变成了激发学习兴趣和保持学生注意力的主动式探索学习,大大降低了跨学科专业的门槛。”北京理工大学计算机学院副教授黄天羽告诉《瞭望台马可波罗月刊》,VR控制技术的采用可以提升学生的学习效率,有利于基础教育资源更公平配置。

事实上,早于2019年,北京市首个5G网络下VR控制技术课堂教学服务项目已在朝阳区实验小学幸福校区投入采用。学生们戴上VR隐形眼镜,就能在全景视频中“游历”,开展沉浸式学习。

而在更早的2010年,北京大学人体解剖课堂教学就引入了“虚实结合”的人工智能课堂教学商业模式。随著系统发展,该校已开发出VR位数人体课堂教学、交互式AR教材、个性化医学交互式诊疗操作方式课堂教学等项目。

2021年6月,北京理工大学“交互式模拟思政课新体验课堂教学中心”正式落成。凭借最新的网络化交互式模拟控制技术和大规模学习空间,该中心正式成为全国高校首个实现思政课智能交互、沉浸式的“虚仿”学习平台。

2022年,已完成一期工程并投入采用的赣州南昌中国首个北欧国家职业基础教育交互式模拟示范点实训基地内,学生们在老师的指导下,戴上VR设备,借助配套手柄,即可了解酿酒工艺。

……

新机遇与新挑战

实践课堂教学是基础教育人才培养中的重要一环。

2019年3月6日,基础中华人民共和国教育部发布《关于公布2018年度北欧国家交互式模拟实验课堂教学项目认定结果的通知》,认定296个交互式模拟实验课堂教学项目为2018年度北欧国家交互式模拟实验课堂教学项目。

2022年10月28日,工业和信息化部、基础中华人民共和国教育部等五部门联合发布《VR与行业应用领域融合发展行动计划(2022—2026年)》,提出在中小学校、高等基础教育和职业学校建设一批VR课堂,面向实验性与联想性课堂教学内容,开发一批基于课堂教学大纲的VR位数课程。

基础中华人民共和国教育部职业基础教育与成人基础教育司司长陈子季称,VR控制技术将抽象概念具体化,拓展了人类的感知能力,为学习者创造了高度开放的时空情景,既符合真实工作情景的需要,又符合基础教育规律的学习空间,有助于学习者形成直面今后发展要求的能力和素质。

VR控制技术正式成为基础教育行业发展的新支撑,为基础教育带来了新机遇。

在黄天羽看来,VR控制技术对基础教育的支撑至少有三个:“首先,可以协助学生更高效掌握知识;其次,通过可视化的方式,VR控制技术可模拟洋流、温度等,协助学生更容易理解知识;第三,位数控制技术连通全球,全当今世界的人们能即时互动,可扩大学生视野,提升交流能力。”

随著VR控制技术的发展,相关设备的普及,越来越多的基础教育者开始探索怎样利用VR控制技术改善课堂教学效果,提高学生的学习新体验。

“VR产业的发展离不开人才的支撑。在VR控制技术中,怎样加快培养VR控制技术专业高素质人才,加强有针对性的服务,是目前亟待解决的问题。”樊磊告诉《瞭望台马可波罗月刊》,VR控制技术应用领域于基础教育行业中,仍面临着一些挑战。

“一是硬件,近年来硬件成本虽然下降非常快,但还没能实现可以让人一进入到交互式空间中就有极其舒适的新体验,研究显示,不少采用者在交互式空间中待半个小时就出现头晕的情况;二是与VR控制技术相关的软件,如三维建模花费时间较久,成本较高;三是VR控制技术主要应用领域于产品型制作,向服务型转型还需要很长一段时间来推动。”樊磊说。

关于VR控制技术今后的发展,樊磊表示,首先VR控制技术要人性化发展,增加它的舒适程度;其次是要降低整个系统的成本,增加大量懂基础教育和控制技术的人员去设计这种需求和服务;第三是要加强VR控制技术和人工智能控制技术的融合,互补发展;第四是要改变传统的观念,不能一味地否定或者拒绝网络游戏在基础教育中的应用领域。

北京航空航天大学

他呼吁基础教育、人文社科领域的研究者与科技界人士携手合作,研究“人工智能、VR+基础教育”,共同推动睿智基础教育的发展,培养面向今后的创新性人才。

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