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VR教育方案

（一）建設(shè)背景

 2021年3月13日《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標(biāo)綱要》正式公布，虛擬現(xiàn)實和增強現(xiàn)實產(chǎn)業(yè)被列為數(shù)字經(jīng)濟重點產(chǎn)業(yè)，已正式進入國家規(guī)劃布局，未來五年VR/AR技術(shù)在教育、軍工、政務(wù)、金融、醫(yī)療等領(lǐng)域?qū)V泛應(yīng)用。

 國家教育部從2016年以來共計發(fā)布了近60余項與虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)相關(guān)的通知及意見，僅在2019年就發(fā)布了近17項。部分相關(guān)政策如下：

1．2021年3月教育部下發(fā)了《關(guān)于公布2020年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》（教高函〔2021〕1號），全國共有10所高校獲批開設(shè)虛擬現(xiàn)實技術(shù)專業(yè)。

2．2019年9月教育部發(fā)布《關(guān)于深化本科教育教學(xué)改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》教高〔2019〕6號，意見中指出全面提高課程建設(shè)質(zhì)量。實施國家級和省級一流課程建設(shè)“雙萬計劃”，著力打造一大批具有高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的線下、線上、線上線下混合、虛擬仿真和社會實踐“金課”。積極發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+教育”、探索智能教育新形態(tài)，推動課堂教學(xué)革命。

3．2019年2月教育部辦公廳關(guān)于印發(fā)：《2019年教育信息化和網(wǎng)絡(luò)安全要點》的通知 教技廳〔2019〕2號文件：該《工作要點》中提出要培養(yǎng)提升教師和學(xué)生的信息素養(yǎng)，推動大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新技術(shù)在教育教學(xué)中的深入應(yīng)用。

4．2018年9月教育部正式公布： 在《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育（專科）專業(yè)目錄》中設(shè)置“虛擬現(xiàn)實應(yīng)用技術(shù)”專業(yè)，從2019年開始實行。全國考生可以在2019年正式報考該專業(yè)。

5．2018年4月教育部印發(fā)《教育信息化2.0行動計劃》中指出，要加強職業(yè)院校、高等學(xué)校虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)環(huán)境建設(shè)，服務(wù)信息化教學(xué)需要。以國家精品在線開放課程、示范性虛擬仿真實驗教學(xué)項目等建設(shè)為載體，加強大容量智能教學(xué)資源建設(shè)。

（二）建設(shè)必要性

 VR技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為全球科技企業(yè)最受關(guān)注的領(lǐng)域，Oculus 、索尼HTC等都推出了新的VR消費級產(chǎn)品，阿里巴巴也宣布成立VR實驗室，BAT也已經(jīng)全面進VR領(lǐng)域。調(diào)查顯示，VR與游戲、旅游、汽車、家裝、演藝、新聞結(jié)合的商業(yè)模式或內(nèi)容在用戶中最受關(guān)注的程度較高。

 VR行業(yè)迅猛發(fā)展帶來了強勁的人才需求，VR屬于新興技術(shù)，相關(guān)的人才培養(yǎng)尚未成熟，而VR核心技術(shù)涉足圖形圖像、輸入算法、交互、光學(xué)等諸多尖端領(lǐng)域，對專業(yè)人才的要求極為嚴(yán)苛，所以技術(shù)較強的廠商的核心成員幾乎都是海歸、博士等。而技術(shù)型人才占據(jù)了VR行業(yè)的半壁江山，高端人才的供不應(yīng)求是整個行業(yè)的現(xiàn)狀。

 為加大VR技術(shù)人才培養(yǎng)力度，2018年9月14日，教育部正式宣布在《普通高等學(xué)校高等職業(yè)教育（專科）專業(yè)目錄》中設(shè)置“虛擬現(xiàn)實應(yīng)用技術(shù)（610216）”專業(yè)，從2019年開始實行。這意味著從2019年開始，虛擬現(xiàn)實（VR）應(yīng)用技術(shù)將成為高職院校的一個專業(yè)類型進行招生，這將會為VR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供更多的技術(shù)技能人才。

（三）建設(shè)目標(biāo)

 基于自身VR優(yōu)質(zhì)課程資源校內(nèi)已有資源為基礎(chǔ)，以校企聯(lián)合辦學(xué)為契機，建設(shè)專業(yè)化VR實訓(xùn)教室為手段，為VR行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈培養(yǎng)更多高素質(zhì)技術(shù)技能人才，讓高職院校的VR應(yīng)用技術(shù)專業(yè)成為國內(nèi)領(lǐng)先的虛擬現(xiàn)實應(yīng)用技術(shù)培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用推廣基地。具體思路：

1 確定高職VR人才培養(yǎng)模式

2 構(gòu)建高職VR人才培養(yǎng)課程體系

3 創(chuàng)新高職VR人才培養(yǎng)實訓(xùn)教學(xué)模式

4 建設(shè)高職VR人才培養(yǎng)實訓(xùn)基地

5 創(chuàng)新高職VR人才培養(yǎng)校企合作模式

（四）建設(shè)方案

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虛擬現(xiàn)實教學(xué)管理云平臺技術(shù)實施方案

一、建設(shè)背景

 近年來，黨中央、國務(wù)院高度重視教育信息化工作。《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》指出：“信息技術(shù)對教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視”，并把“加快教育信息化進程”單獨作為一部分進行了專門的闡述。在全國教育信息化工作電視電話會議上，進一步全面深刻地闡述了教育信息化的重要性，指出教育信息化是改革教育理念和模式的深刻革命，是促進教育公平、提高質(zhì)量的有效手段，是建設(shè)學(xué)習(xí)型社會的必由之路。國家發(fā)改委、工信部等部門在“寬帶中國2013年專項行動計劃”、“信息惠民工程”等一系列國家重大工程中，都把教育信息化列為重點建設(shè)內(nèi)容。

 虛擬仿真教學(xué)是教育信息化建設(shè)的重要內(nèi)容，是學(xué)科專業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物。在國家的諸多政策導(dǎo)向的影響下，開始重視“科學(xué)規(guī)劃、共享資源、突出重點、提高效益、持續(xù)發(fā)展”的指導(dǎo)思想，以全面提高學(xué)生實踐能力為宗旨，以共享優(yōu)質(zhì)實驗教學(xué)資源為核心，以建設(shè)信息化實驗教學(xué)資源為重點，持續(xù)推進實驗教學(xué)信息化建設(shè)，推動教育的改革與創(chuàng)新。

 虛擬仿真實驗教學(xué)依托虛擬現(xiàn)實、多媒體、人機交互、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通儲技術(shù)，構(gòu)建高度仿真的易以實驗環(huán)境和實驗對象,學(xué)生在 虛擬環(huán)境中開展實驗，達到教學(xué)大綱所要求的教學(xué)效果。

二、需求分析

 根據(jù)客戶提供的功能要求進行總結(jié)并設(shè)計需求分析，總結(jié)如下：

第一階段：軟件架構(gòu)

 軟件總體架構(gòu)應(yīng)結(jié)構(gòu)清晰，設(shè)計基于管理器或者組件的模式進行設(shè)計框架是比較好的選擇，本系統(tǒng)適用性的模式應(yīng)該基于管理器的模式進行設(shè)計。每一個板塊對應(yīng)一個管理器。設(shè)計良好的架構(gòu)，將會對開發(fā)效率更高。

第二階段：組件（模塊）實現(xiàn)

 管理器采用依賴注入的方式，交換數(shù)據(jù)。

 模塊數(shù)據(jù)交換通信使用事件系統(tǒng)的方式，消息通過事件中心派遣數(shù)據(jù)。

 或建立管理器間的模塊通信方式。將管理器注冊進事件中心的方式。這種方式可以降低事件發(fā)送的延遲。
 VR設(shè)備操作選擇VR的工具：VRTK插件，可以更好的獲取VR的設(shè)備輸入輸出。

 在界面部分，將針對于面板進行開發(fā)，每個窗體為一個界面UI面板。

三、技術(shù)目標(biāo)

 利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及XR技術(shù)，緊密結(jié)合高校及職教課程體系、教學(xué)大綱，建設(shè)虛擬現(xiàn)實教學(xué)XR實訓(xùn)課程管理云平臺，為高校和職教領(lǐng)域的創(chuàng)新教學(xué)模式提供支撐。整個系統(tǒng)建成后將實現(xiàn)：虛擬現(xiàn)實教學(xué)XR實訓(xùn)課程管理云平臺包括虛擬實驗中心門戶網(wǎng)站、實驗前的理論學(xué)習(xí)、實驗的開課管理、典型實驗庫的維護、實驗教學(xué)安排、實驗過程的智能指導(dǎo)、實驗結(jié)果的自動批改、實驗成績統(tǒng)計查詢、數(shù)字化資源管理、師生互動交流和系統(tǒng)管理等子系統(tǒng)。