VR 技术在运输与配送管理课程实践教学中的沉 浸 式 应 用 研 究

张 念，吴金育，贺仁杰，熊小枫 ZHANG Nian, WU Jinyu, HE Renjie, XIONG Xiaofeng

（重庆邮电大学 经济管理学院，重庆400065）

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

0 引 言

2019 年，我国社会物流总额超过300 万亿元，快递总业务量与总收入分别达到635.2 亿件、7 497.8 亿元。国家邮政局预计2020 年快递业务与收入将超740 亿件，业务收入超8 690 亿元。由于快递业务量逐年上升，以及电商、即时配送、快递、零担、整车等物流业务的快速发展，物流企业对物流人才需求也进一步扩大。目前，各高校对物流管理专业的教学模式仍主要是理论教学为主，导致物流专业学生的实践能力与企业人才需求极度不相适应。2019 年11 月，在教育部等14 部门印发的《职业院校全面开展职业培训促进就业创业行动计划》中指出职业院校要积极开发微课、慕课、VR（虚拟现实技术） 等数字化培训资源，丰富教育资源库，扩大资源覆盖面积，其中VR 技术凭借其交互性，沉浸性、想象性受到教育界推崇[1]。

利用VR 技术，学生可以通过逼真的虚拟物流环境来完成实践操作，开启沉浸式的物流实践教学模式。目前，许多国内外学者对VR 技术在物流教学中的应用进行了探索。刘雪雪和安越分析传统仓储管理实训教学中存在场地受限、功能单调、安全隐患等问题，从仓储的作业流程、设施设备、采购流程、仓库空间布局等方面探索了虚拟仿真技术在仓储管理中的应用[2]；孟利清等以物流工程专业为例对VR 技术在高校实训教学环节中提高教学质量进行了研究[3]；罗玲玲研究VR 技术在物流专业教学中物流知识网络课件、开设网络实验课程、建构虚拟教室的应用[4]；侯玲娟和李贵春对VR 技术在物流管理专业实践教学中教学成本、教学资源、学生积极性和教学安全性进行了分析并提出看法与建议[5]；许婧探讨VR 技术在物流设施设备和系统规划设计以及仓储管理等应用场景[6]。通过分析与研究VR 技术在现实场景的应用，与传统教学对比，充分展现出VR 技术应用于物流专业教学的好处。

在物流系统中，运输配送处于核心功能，影响物流其他构成要素，通过管理运输与配送实现物流资源合理配置，达到降低物流成本，提高“第三利润”。运输配送管理注重现代物流理念与技术的发展方向，需要理论与实践相结合，让学生不仅拥有扎实的理论知识而且熟练掌握实践操作技能，本文将分析VR 技术在运输配送管理课程中的应用，搭建虚拟实践环境，促进运输配送管理课程理论教学与实践教学的密切结合，进一步加强学生的物流实践操作能力，提高专业素养。

1 VR 技术概述

VR（虚拟现实） 技术涉及计算机图形学、传感、多媒体、人机接口、仿真等多学科领域[7]。其主要通过计算机创建3D 虚拟现实世界，用户通过肢体动作和各种感知与虚拟世界进行链接互动，仿佛身处真实世界。VR 技术凭借其沉浸性、交互性、想象性等特征，在军事、航天航空、工业、通信、教育、艺术娱乐等领域已经得到广泛的应用，积累了大量丰富的应用知识[8]。其中，沉浸性是指用户能够主动参与到通过计算机构建好的虚拟世界中去，置身其中，有助于学生提高创造力；交互性是指用户能够使用虚拟设备操作虚拟环境，并获得反馈[9]；想象性是指用户可利用VR 技术来创建一个想象之中的世界。

2 传统运输配送作业与管理课程教学现状

2.1 资金场地受限制

运输和配送作业与管理课程具有操作性、理论性和实用性[10]。但许多高校由于资金与场地的限制，无法为学生提供一个合适的实践场地，教学效果达不到预期目标，学生具有的操作技能与物流行业的发展相差甚远，不能满足物流企业需要。

2.2 教学方式单一，重理论轻实践

高校在物流教学中会开设运输配送相关课程，传统教学模式更倾向于理论教学，忽略实践的重要性，老师一般会通过图片、流程图、视频以及教材等多种方式向学生教授理论知识，教学方式单调，缺少趣味性。虽然学校会根据课程安排实践任务，但大多数学生都是抱着完成任务就行的心态，跟着实验指导书或者老师安排来行动，最后也不清楚完成这个任务的目的是什么，为什么要这样操作，对知识的掌握只停留在表面，并没有将理论知识讲的方法熟练运用。

2.3 无法有效保证实训的安全性

运输配送的实践过程会涉及到很多大型设施设备，如叉车、堆垛机、货架、分拣传送带、运输车辆。因为场地限制的原因，一次实践任务参与的学生人数会比较多，老师注意力有限，不能顾及每一位学生，又因为学生对各个环节以及设施设备的操作不熟悉，很容易因操作不当出现安全事故。

3 VR 技术在配送运输作业与管理课程中的应用探究

3.1 配送作业与管理流程模拟

物流配送中心需接受和处理订单，首先对来自上游的货物实施分拣作业，然后按照订单要求进行拣选、流通加工，组配等作业[11]。首先借助VR 技术将配送中心作业流程进行模拟，包括创建配送单、存储、分拣、补货、配送调度等作业环节，通过计算机显示屏向学生直观展示，逼真立体的画面能够让学生全面地观察每一个细节的操作过程。然后再通过VR 技术把物流配送中心在计算机系统中建成3D 模拟模型，最后呈现出一个集工作人员、货物搬运和存放设备、系统控制中心、数据信息管理为一体的虚拟场景，学生分组进行沉浸式实践操作，同一小组学生共享一个虚拟空间，合作学习完成整个配送中心的作业流程。通过VR 交互模拟器，学生可在虚拟场景直接操作叉车，装卸搬运货物、分拣和摆放货物等全流程操作。这样能够加深学生对各个步骤的印象，帮助学生将理论融入实际操作中，知道岗位责任以及各种操作注意事项。

3.2 运输作业与管理流程模拟

运输配送作业与管理可分为公路、铁路、水路三个方面，每一种类型的运输作业内容又包含进出港等一系列子作业[12]。首先借助VR 技术对运输货物进出港、线路规划、货物运输途中等作业进行模拟，通过计算机显示屏向学生展示，让学生认真观看运输作业内容与流程。然后通过VR 技术创建一个特定的3D 运输场景（包括干线道路、火车站、机场、码头、运输货车、火车、飞机、手持终端、各种集装箱等），学生分组进行实践操作，通过VR 头盔、交互模拟器等设备与虚拟环境交互，进行仿真演练，真实地感受运输过程。借助VR 技术，学生能够更好地掌握车辆配载、线路规划、货车装卸、送货交接等作业内容，以及计算最佳运输路线的方法。

3.3 作业设施设备模拟

运输配送涉及的设备设施类型较多，比如运输设备：货车、飞机、火车、轮船等；搬运设备：直叉式叉车、侧式叉车、电动托盘搬运叉车和堆垛叉车等；分拣设备：交叉带分拣机、翻盘式分拣机、滑块式分拣机、辊筒浮出式分拣机、条板倾斜式分拣机等。借助VR 技术，创建三维模型，通过显示屏将各种设备设施的使用方式、适用范围、部件拆卸组装等向学生进行演示。学生可对设备进行三百六十度的观察，在了解设备的组成构件和掌握设备设施的操作方法后，再通过VR 头盔、手柄等进入虚拟环境进行实际操作。

4 VR 技术在运输配送课程中应用的优势

4.1 提高学生教学质量

VR 技术的多感知性、交互性、自主性可以带给学生强烈的沉浸感，逼真的现实场景能够让学生了解到各个作业内部操作流程，可在虚拟空间中进行操作训练，提高学生专注力和实操能力，从而达到提高教学质量的目的。

4.2 提升学习兴趣，锻炼思维能力

VR 技术融入教育，使得教育方式生动灵活和充满趣味，大幅度提升学生的学习兴趣，由被动学习转变为主动学习。在进行实践操作时，还可以思考解决问题的方案、规划最优运输线路，锻炼自己的思维能力。

4.3 安全性高，降低教学成本

利用VR 系统对现实场景进行模拟，借助虚拟设备（VR 头盔、耳机，手柄等） 就可以让学生进入虚拟世界进行操作，避免了在现实中可能产生的意外事故。对物流设备的模拟，能降低学校购买器材的成本，还能与时俱进实时更新设备，同时解决场地与资金限制的问题。

5 总 结

将VR 技术引入物流专业教学中来，根据运输与配送管理课程教学任务搭建配送作业流程、运输作业流程、设施设备等虚拟仿真场景，让学生融入虚拟环境进行实际操作，这种沉浸教学模式，让学习变得生动有趣，能促使学生主动参与学习，提高教学质量，培养学生操作能力，节约教育成本，规避危险。随着5G 发布将为VR 迎来新一轮的发展机遇，VR 将在物流专业教育领域和教学系统上出现更多创新的教育模式。