高校糧油倉儲VR教學關鍵問題分析

摘要：隨著大數據、數字孿生、源宇宙等相關概念的提出與技術實踐落地，高校糧油倉儲虛擬現實（VR）教學已成為傳授糧油倉儲知識與培養倉儲技能的新型高效手段。文章針對影響糧油倉儲VR教學過程的關鍵問題，包括教學對象、教學目標、教學內容、教學模式進行分析，描述不同問題之間的關聯，以推廣糧油倉儲VR教學在不同專業領域的深入應用與創新，為國家實施人才興糧戰略、糧食產業優化升級、糧食行業信息化發展等國策提供有力支撐。

關鍵詞：糧油倉儲；虛擬現實；教學關鍵問題

中圖分類號：G424 文獻標志碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20230611

Analysis on the key issues of grain and oil warehousing VR teaching in colleges and universities

Xie Yujia

（ College of Information Engineering， Nanjing University of Finance & Economics， Nanjing， Jiangsu 210023 ）

Abstract： With the introduction of big data， digital twin， source universe and other related concepts and technical practice， the VR teaching of grain and oil warehousing in colleges and universities has become a new and efficient means to impart grain and oil warehousing knowledge and cultivate warehousing skills. This paper analyzed the key problems affecting the VR teaching process of grain and oil storage， including teaching objects， teaching objectives， teaching content and teaching mode， and described the relationship between different problems， so as to promote the in-depth application and innovation of grain and oil storage VR teaching in different professional fields. It will provides strong support for the implementation of national policies such as the strategy of invigorating grain by talents， the optimization and upgrading of the grain industry， and the information development of the grain industry.

Key words： grain and oil warehousing， Virtual Reality， key issues of teaching

隨著大數據、數字孿生、源宇宙等相關概念的提出與技術實踐落地，虛擬現實（VR）教學手段已成為糧油倉儲理論認知的重要手段與糧油倉儲實踐教學的有效補充[1-2]。采用專業的一體機或基站定位頭盔等VR器材進行糧油倉儲環境模擬與交互教學，可使教學對象身臨其境地感知糧油倉儲環境，認知儲運工作技術環節，同時可對傳統糧油倉儲實地教學中的諸多問題進行有效的回避或克服[3]。為有效提升糧油倉儲的VR教學效果，需要基于糧油倉儲專業教學需求[4]與VR教學特征，對糧油倉儲VR教學的基本理論方法進行深入研究。本文針對影響糧油倉儲VR教學過程中的關鍵問題，包括教學對象、教學目標、教學內容、教學模式進行分析，以推廣糧油倉儲VR教學在不同專業領域的深入應用，為構建豐富的糧油倉儲VR教學方法、改進糧食倉儲人才教育模式[5-6]提供借鑒。

1 關鍵問題一：教學對象

糧油倉儲VR教學并不僅針對糧油倉儲專業的學生，還包括糧油加工/食品工程專業，以及計算機/信息工程專業的學生，不同類型的教學對象有著不同基礎能力、專業培養目標。糧油倉儲VR教學對于這些能力與培養目標的銜接需要依據教學對象的特性具體分析。通過對教學對象進行專業劃分，從基礎知識體系、專業培養目的，以及糧食倉儲VR教學在其培養計劃中的作用3個角度，對相關專業教學對象進行分析。

1.1 糧油倉儲專業學生

基礎知識體系：糧油倉儲專業的學生具有較為完善的糧油作物知識、倉儲知識，同時具有糧油倉庫現場實地操作的基本能力。

專業培養目的：糧油儲藏專業需要培養能夠直接參與糧油倉儲實際工作，能夠在對糧油倉儲流程有效認知理解的基礎上進行相關問題的分析處理。

糧食倉儲VR教學作用：在完全面向糧油倉儲實踐的基礎上，對此類教學對象進行VR教學，使其有效認識糧油倉儲環境，認知儲運工作技術環節，掌握糧油倉儲現場實操管理與遠程監控能力。

1.2 糧油加工/食品工程等專業學生

基礎知識體系：糧油加工/食品工程等專業學生具有較為深厚的糧油生物理論知識，同時也具有糧油工業化加工處理相關實踐知識。

專業培養目的：糧油加工/食品工程等專業培養能夠參與糧油生產存儲加工等一系列系統工作中某具體環節的專業型人才。該環節不一定涉及糧油倉儲，但與糧油倉儲一般存在前后工序的對應關系，糧油倉儲的效果受該環節處理結果影響或間接作用于該環節。

糧食倉儲VR教學作用：在面向培養糧油加工具體環節專業人員的基礎上，對此類教學對象進行VR教學，使其有效認識糧油倉儲環境，認知糧油倉儲過程中對糧油品質產生影響的各類因素及相關作用機理，以有效從事相關工作，設計實施糧油生產、加工等環節工藝流程的具體方案。

1.3 計算機/信息工程等專業學生

基礎知識體系：計算機/信息工程等專業類學生具有較為深厚的信息技術理論知識，同時也具有計算機軟/硬件應用開發技能。

專業培養目的：計算機/信息工程等專業培養能夠進行計算機軟硬件項目開發/研發能力的專業性人才。此類人才通常具有較強的計算機程序編寫、算法設計等能力。這些能力可使此類人才在糧油倉儲領域有效負責糧油類相關信息系統的設計開發、維護升級等工作。

糧食倉儲VR教學作用：由于計算機與糧油倉儲專業之間存在一定的專業跨度，所以對計算機類教學對象糧食倉儲VR教學，一方面可使此類教學對象通過VR教學認知糧油倉儲的運作過程；另一方面可使其熟悉糧油倉儲信息系統的操作方法，并在此基礎上發揮其計算機信息技術的專業特長，使其能夠分析糧油倉儲過程的信息獲取、傳輸等，設計改進糧油倉儲信息系統架構與算法。

2 關鍵問題二：教學目標

不同教學對象在進行糧油倉儲VR教學的過程中，有著不同的教學目標。具體的教學目標內容既有重疊又有差異。為方便進一步的分析，對糧油倉儲VR教學設定4個基礎教學目標，基于不同專業教學對象基礎能力與培養目標的差異，通過對基礎教學目標進行組合，描述不同專業教學對象的實際教學目標。4個基礎教學目標為：① 認知糧油倉儲與問題處理過程；② 認知糧油倉儲信息系統工作流程；③ 獲得糧油倉儲信息系統操作能力；④ 獲得糧油倉儲現場實踐能力。通過對不同專業教學對象對于上述4個基礎教學目標的學習必要性進行分析發現，不論何種專業，在進行糧油倉儲VR教學的過程中，認知糧油倉儲與問題處理過程都是其共有的基礎教學目標。對于其它的基礎教學目標，受限于教學對象專業背景的不同，達成該教學目標的必要性存在差異。如認知糧油倉儲信息系統工作流程這一目標，對于計算機信息專業學生就沒有必要達成；獲得糧油倉儲信息系統操作能力，對于糧油加工專業學生就沒必要達成；而獲得糧油倉儲現場實踐能力，對于除糧油倉儲專業以外的學生都沒必要達成。因此，面對不同專業教學對象時，可根據基礎教學目標的必要性設計不同的教學架構，選用不同的教學方法，以在提升教學效率的同時有效支持專業人才培養目標的實現。

3 關鍵問題三：教學內容

糧油倉儲VR教學的實際教學內容分為以下三大類：糧油倉庫環境認知、糧油倉庫日常工作認知與實踐、糧油倉庫突發事件處理方法與實踐。

糧油倉庫環境認知主要是通過對虛擬糧油倉庫進行場景建模，基于建模結果讓教學對象使用VR儀器進行虛擬糧油倉庫觀覽與結構認知，了解不同類型倉庫、不同品種糧油的儲存環境，以及糧油倉庫各類儀器與控制系統的位置與作用等信息。此類教學內容可使教學對象不需要到倉庫現場實地觀摩，即可了解不同類型糧油倉庫的結構環境。

糧油倉庫日常工作認知與實踐，主要是通過設計特定類型的任務軟件，結合虛擬場景糧油倉庫模型，設計一系列糧油倉庫的日常工作學習與模擬操作交互任務。教學對象在使用這些任務軟件的過程中，一方面可以通過軟件中的指引系統，完成對糧油倉庫日常監控維護工作的認知，并且由于整個教學過程在VR環境中進行，虛擬糧油倉庫的環境會使教學對象對整個工作過程有更為清晰的認識與深刻的記憶；另一方面可以通過軟件中的實踐系統，在VR虛擬環境中進行糧油倉庫日常工作的模擬實操，不僅節省了教學資源消耗，提升了實操教學的安全性，還為教學對象進入實際糧油倉庫工作打下堅實基礎，使其能夠更快適應實際工作。

糧油倉庫突發情況處理方法與實踐的教學內容，與日常工作認知實踐的教學內容相似，主要是將任務軟件的教學與實操內容由日常工作變換為突發事件。另一方面，由于突發事件本身的突然性與不可預測性，可以將任務軟件中的模擬操作部分添加限時、隨機情況等約束條件，提升交互操作的難度，鍛煉教學對象在面對糧油倉儲突發狀況的判斷力與反應力。

4 關鍵問題四：教學模式

基于對糧油倉儲VR教學的教學對象、教學目標與教學內容的分析，從教學方式組合的角度將糧油倉儲VR教學模式分為觀覽認知式與互動操作式兩種，并分析這兩種教學模式的教學特征與優缺點，明晰各教學模式可能的教學效果，以適應于不同的教學對象與教學目標需求。

4.1 觀覽認知式

教學方式組合：觀覽認知式一般采用糧油倉儲理論講解+VR觀覽的形式實現。這種模式偏重于理論教學，以線下教學形式為主，輔助添加VR內容進行糧油倉儲教學。

教學特征分析：觀覽認知式通常將較多的教學時間分配給理論講解，而花費較少的時間使教學對象使用VR儀器進行觀覽學習，而且在使用VR儀器的過程中僅根據已有的流程性內容進行觀覽，不進行VR環境下的交互操作。一般只需要少量的VR硬件儀器，以及能進行虛擬環境表達的VR軟件資源，不需要有交互功能的VR軟件資源與網絡資源。這種模式對于教師的教學能力要求也偏重于糧油倉儲相關理論的講授能力，不對VR操作過程中的即時互動、反饋能力提較高要求。

優缺點分析：觀覽認知式的優點在于，由于有VR環境的輔助認知，所培養的教學對象會對糧油倉儲理論知識更為熟悉，教學效果較為穩定，且對教師的要求不高。觀覽認知式的缺點在于教授的知識內容比較粗淺，且無法有效利用VR環境內交互特性培養教學對象對糧油倉儲過程中實操知識的認知。

4.2 互動操作式

教學方式組合：互動操作式一般采用糧油倉儲理論講解+VR環境交互的形式實現。這種模式偏重于在VR環境中進行糧油倉儲學習任務的達成，以在VR環境中培訓教學對象的實際操作能力。

教學特征分析：互動操作式通常將較多的教學時間分配給VR環境下的交互學習，而花費較少的時間使教學對象脫離VR儀器進行理論學習。這種教學模式的有效實施，不僅需要使教學對象每人擁有一個VR儀器，還需要能夠有效進行虛擬環境模擬與交互教學的VR軟件資源與魯棒的網絡資源。其不僅要求教師具有扎實的糧油倉儲相關理論的教學能力，同時也要求教師具有VR操作過程中與教學對象即時互動的能力，以及對課堂內容進行即時反饋的能力。

優缺點分析：互動操作式的優點在于，由于將VR環境作為主要的教學場所，有效利用VR環境的可交互特性，會使知識傳授與技能學習的效率提高。這種模式所培養的教學對象不僅會對糧油倉儲理論知識較為熟悉，也會具備一定的糧油倉儲環境實操能力?；硬僮魇降娜秉c在于對教師的基本素養要求較高，對相關學習資源的軟硬件配置要求高，對教學單位經濟壓力較大；另一方面，由于該模式教學速度快，教授內容較多，其教學效果與學生自身學習的積極性相關度較大，教學效果不太穩定。

5 結 論

人才資源是糧食行業發展的第一資源。隨著大數據、數字孿生、源宇宙等相關概念的提出與技術實踐落地，如何有效使用VR教學模式對糧油倉儲進行教學改革，在提升教學效率的同時面向不同專業的培養需求制定人才培養計劃，將是未來高校糧油倉儲教學所面臨的一個無法忽視的問題。對糧油倉儲VR教學過程中關鍵問題的分析，有效助力推廣糧油倉儲VR教學在不同專業領域的深入應用與創新，切實為國家實施人才興糧戰略、糧食產業優化升級、糧食行業信息化發展等國策提供有力支撐。

參 考 文 獻

[1] 周霞，周敏，黃予欣，等.糧食保管培訓VR系統研究探討[J].糧食儲藏，2020，49（2）：30-33.

[2] 肖佳怡.基于虛擬現實技術的HN糧食集團高技能人才培養策略研究[D].株洲：湖南工業大學，2018： 1-40.

[3] 黃亞偉，宋永令，王若蘭.關于糧食儲藏專業校內實習基地建設的思考[J].大學教育，2015（2）：55-56.

[4] 丁儉，楊家琦，徐潼，等.智能化導向的糧食工程專業科技創新人才培養模式[J].糧食科技與經濟，2021，46（4）：49-51+85.

[5] 王玉軍，紀偉東，韓俊杰，等.高職糧食專業特色現代學徒制的探索與實踐[J].高教學刊，2022，8（10）：180-183.

[6] 解愉嘉.大數據背景下高校糧油倉儲教學改革探討[J].糧食科技與經濟，2020，45（12）：123-125.