虚拟仿真技术在服装工艺教学中的应用

苏燕璇

（广东职业技术学院 服装学院，广东 佛山 528000）

0 引言

虚拟仿真技术的应用，为服装专业教育提供了新的思路和方法。通过将虚拟仿真软件嵌入虚拟平台，学生可以在不受时间、空间和教学条件限制的情况下，完成实验和操作[1]。例如：在服装工艺教学中，服装工艺课往往以老师示范、学生跟做的模式为主，由于操作的不可逆，在课程中教师需要准备较多试样，以便可以分组示范。在示范中，由于观察角度不同，不能保证每位同学都能全方位看到老师的准确手法和缝制要点，并且一旦学生缝错，只能拆除或重新准备裁片，既浪费时间又浪费材料。利用虚拟仿真技术可以让教师和学生都反复操作，在模拟中分析服装工艺缝制的顺序和裁片的组合关系，促进实际动手能力的提升，并且能模拟各种服装的缝纫制作，解决了课时紧张无法涉及所有服装款式教学和学校工艺室缝制设备受限的瓶颈问题。这不仅提高了教学效率，还让学生在实践中掌握了更多的技能和总结更多经验。

1 服装工艺与智能设备实训教学背景

随着时代的发展，服装行业也在不断地变革和创新。智能制造技术的应用，让服装制造变得更加高效、精准和智能化。而这也对服装专业教育提出了更高的要求。但由于服装智能设备比较昂贵，设备占地大，教学成本和学生单位操作时间均无法满足实践课程建设需求。如何让学生在学习中掌握数字化技术、智能设备操作等能力，成为适应新形势下服装智能制造的人才，是服装专业教育亟待解决的问题。

将服装智能设备操作与服装工艺教学专业人才培养相结合，围绕服装工艺流程与服装智能设备认知环节、操作流程和考核标准设计脚本，再根据脚本通过3D 仿真、动画等技术建设虚拟实训室，从而模拟根据服装工艺流程操作服装智能设备的过程，让学生更直观更充分的理解，掌握模拟操作服装智能设备，将服装从设计到成品的整个工艺流程，从而提高学生的专业知识与设备操作技术储备，助力服装专业的学生成为智能制造人才培养[2]。

2 服装智能制造教学平台建设与实践

2.1 服装工艺智能制造教学平台建设

如何提高教学效益，是教学实践中至关重要的措施。激发学生的学习热情和创造性是至关重要的。所以只有再创造教学情景，才能激发学生的学习热情和轻松愉快的课堂气氛，使学生有身临其境之感。触发学生的真实情感，由此促进学生实际操作能力的不断提高。虚拟仿真教学模式，通过模拟服装企业的生产情景，为学生提供的实验情景更加真实，使学生对于服装生产过程的每一个环节真正熟悉和了解，能够在虚拟的情景模拟中，对服装企业的生产氛围更好的感受，以进一步提高实际动手操作能力。

目前大部分职业院校的教学模式都是采用“云平台+虚拟仿真软件”混合式教学的方法[3]。广东职业技术学院服装智能制造虚拟仿真教学平台，是以国家教育部项目“基于纺织服装全产业链的职业教育虚拟仿真实训基地”为依托建立起来的，将虚拟软件嵌入虚拟平台的教学平台。平台将服装设计和工艺的课程资源整体设计，虚拟仿真资源与项目化教学相融合搭建的虚拟仿真平台。将微视频（知识点、技能点）、教学参考、习题测试等内容，用动画形式生动的在虚拟平台上展现，使得学生更容易接受课程教学内容，更有利于学生的分类分层教学和因材施教。结合服装智能设备虚拟仿真资源，搭建一个虚实结合的教学平台。加强了师生的互动和考核评价，解决了课时紧张无法涉及所有服装款式教学和学校工艺室缝制设备受限的瓶颈问题。这不仅提高了教学效率，还让学生在实践中掌握了更多的技能和经验。目前已经用于服装生产性实践、服装精益管理、服装专业项目实践等课程，构建了一个由课程教学动画分解演示工艺流程、虚拟仿真操作智能制造设备、实训综合平台。以男衬衫为例，智能款式设计的男衬衫款式设计到智能制造的虚拟仿真实训结构体系，如图1 所示。

图1 男衬衫智能制造虚拟仿真实训教学平台结构体系

2.2 虚拟仿真实训教学模块设计与实施

虚拟仿真系统包含学习系统、虚拟工厂、考核系统三大模块。虚拟仿真实训教学采用模块化，组件化设计，可以灵活的进行各功能模块的加载学习。学习系统主要包括虚拟工厂、设备认知、工艺准备、材料准备、裁剪实验、缝纫实验、后整理实验八个实验模块，学生根据课程需要，进入不同实验模块进行定向学习。

虚拟仿真系统通过动画、模型等虚拟方式构建虚拟工厂。虚拟工厂包含智能款式设计和智能制造两个模块。智能款式设计模块构建设计场景，在虚拟模特上进行衬衫领型、门襟、口袋、袖型、袖克夫、后背、面料、纽扣、图案位置等的自由选择和搭配，系统中含有各种零部件库。这部分内容主要针对提高学生在衬衫款式设计时，对面料和版型等方面的细节设计的想象空间，学生在进行制板及工艺设计与款式设计可在虚拟库中寻找所需要的部件进行款式设计，并可根据老师要求撰写详细的图片及文字说明。智能款式设计模块，以虚实结合的方法通过款式选择自动生成成衣，并实时显示试衣效果及动态展示场景。让我们可以立刻看到成衣制作完成后的效果。老师可以在线讲评学生作品，学生可及时修正并看到作品成功的样子。减少了低年级学生由于对工艺不熟练，以至于在成品制作的过程中带来的焦虑，大大提高了学生的学习兴趣和学习主动性[4]。

智能制造模块，包括虚拟服装车间设计和虚拟服装设备的认识和虚拟安全操作。虚拟车间设计构建虚拟实训场景，这部分功能主要针对二、三年级学生，学生已经较系统地学习了服装生产工艺流程和生产管理理论，对服装生产流水线设计、与服装工艺理论及操作有一定理解。根据教学要求选择车间场景，通过对服装工艺流程的理解，对设备的工作地进行排布，服装生产的工艺设定，服装工序设定，编制合适的生产流水线，同时还可对虚拟工厂进行视角切换、车间漫游等制定生产车间设计方案。虚拟设备构建服装智能制造生产代表性的常用设备和特种设备，通过对服装智能制造生产所需要的设备进行深入调研，根据用途进行分类，进行3D 建模。服装工艺分为裁剪类、缝纫类、烫整类等。利用3Ds Max 进行设备虚拟建模，三百六十度观察设备的外观结构，了解设备的属性和特点；通过虚实结合了解设备操作方法，满足设备认知的教学实践需要。通过服装生产管理虚拟现实实训系统，利用虚拟现实等技术手段，结合学校的实际教学情况，构建出智能化虚拟仿真教学实验，推进实验教学改革，培养学生的主动学习意识、提高学习效率。

图3 服装虚拟车间

通过虚实结合的教学方式，虚拟车间的设计首先根据衬衫的生产工艺流程编制好生产线，同时对虚拟智能设备进行模拟操作，对智能设备的性能和安全操作进行虚拟练习，测试工序所需标准工时，然后将所需智能设备与普通工业平缝机的搭配，根据工艺要求和虚拟车间的面积对设备进行排布。通过虚拟车间的测试考核检验所排布的流水线是否合理，并给出模拟流水线排布的错误和修改意见。

虚拟仿真考试系统主要是考核学生的学习，利用在线学习平台，设置了三种模式，分别为学习模式、考核模式和教师模式。学生进入学习模式和考核模式，完成相关知识的学习、实验操作、报告提交和实验考核等；教师进入教师模式完成实验考核内容发布、学生学习情况查阅、实验报告批改和实验成绩发布等。

2.3 虚拟仿真教学模式

虚拟仿真技术因其特有属性常用于线上教学与线下教学的补充，利用线上教学平台结合虚拟仿真教学的混合式教学方式，可以对教学课程课时少，知识点不够全面的教学进行补充，是未来虚拟仿真教学的新模式。目前，我院使用的虚拟仿真平台与线下课程的混合式教学，能够较好地兼顾服装学院的自身教学特点和需求。学生借助虚拟仿真平台开展线上实时互动反馈教学，同时在课堂上可利用虚拟课程资源，实施从理论到虚拟的一体化教学，最终利用平台的考核系统来评估学生的虚拟操作的教学效果。

图4 男衬衫虚拟缝合与展示

在服装工艺课程教学中，老师通过课堂上的理论教学基础，结合线上或在线的虚拟仿真课程对学生的理论知识进行考察，同时结合虚拟平台的模拟操作练习，让学生利用与虚拟操作相对应的服装智能设备进行实际操作，最终实现虚实结合的教学模式。通过此类模式，能够减少试错成本，提高线下实践课程的教学效果，解决了智能设备昂贵，占地面积大，维修维护成本贵，实训设备不足的教学现状。

3 结语

随着教育信息化的逐步深入，高职院校的虚拟仿真教学也不仅仅是虚拟仿真软件结合云平台的混合式教学，将虚拟软件嵌入虚拟平台除了工艺流程和设备操作，虚拟仿真技术还可以应用于学习和职业规划。通过虚拟仿真技术，学生可以模拟不同的职业场景，了解不同职业的工作内容和要求。这不仅有助于学生选择适合自己的职业方向，还可以让学生更好地了解职业发展的趋势和要求。

总之，虚拟仿真技术的应用，为服装专业教育提供了新的思路和方法。通过虚拟仿真平台，学生可以在实践中掌握更多的技能和经验，成为适应新形势下服装智能制造的人才。同时，虚拟仿真技术还可以应用于学习和职业规划，让学生更好地了解职业发展的趋势和要求。让我们一起探索虚拟仿真技术在服装专业教育中的应用，助力学生成为智能制造人才。