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1、立项 申 请目录1、创客虚拟现实11.1、建设背景11.2、教育创新31.3、全力推动42. 建设方向及目标13.1虚拟现实云教室建设23.1.1虚拟现实云教室简介23.1.2虚拟现实教学管理云平台建设43.1.3混合现实教学辅助软硬件53.2虚拟现实教学内容库建设73.2.1电焊操作模拟仿真系统介绍73.2.2喷涂操作模拟仿真系统114. 项目合作保障155. 项目建设资金预算 176. 项目建设配置附表 25职业学校虚拟现实实训试验室项目立项申请书v3.01、创客虚拟现实11、建设背景2016年9月3日，国家主席习近平在杭州出席2016年 二十国集团工商 峰会开幕式，并发表题为中国发展新起
2、点全 球增长新蓝图的主旨演讲。习近平主席指出：“创新是从根 本上打开增长之锁的钥匙。以互联网为核心的新一轮科技和产 业革命蓄势待发，人工智能、虚拟现实等新技术日新月异，虚 拟经济与实体经济的结合，将给人们的生产方式和生活方式带 来革命性变化。”虚拟现实技术上升为国家战略，将是中国实 现经济持续增长的新力量。虚拟现实产业给人们带来生活上的颠覆性改变，虚拟现实 产业也得到政府的大力支持。中共中央、国务院印发了国家 创新驱动发展战略纲要，明确提出发展新一代信息网络技术， 加强虚拟现实技术研究和产业发展，增强经济社会发展的信息 化基础，推动产业技术体系创新，创造发展新优势。虚拟现实 产业提升到国家战略
3、层次。高等教育改革展方向提出，加强人 才培养与“中国制造2025”“一带一路”“互联网+ ”等国家 战略的有效对接，建设一批功能集约、资源共享、运行高效的 专业类或跨专业类实验教学平台、加强各行各业紧缺人才培养 和学科交叉人才培养。将虚拟现实技术应用到高等教育中，高 度匹配高等教育改革的总体方向。2016年9月29日，在工 信部电子信息司指导下，由中国电子信息产业发展研究院、北 京航空航天大学虚拟现实技术与系统国家重点实验室、歌尔股职业学校虚拟现实实训试验室项目立项申请书v3.0 份有限公司、宏达通讯有限公司（）等虚拟现实领域主要企业、 研究机构联合发起成立虚拟现实产业联盟（英文缩写IVRA）
4、。 此举，意味着中国虚拟现实产业发展进入快车道，上市公司纷 纷抢滩布局虚拟现实产业。1.2、教育创新教育部于2010年3月发布的关于战略性新兴产业相关 专业申报和审批工作的通知中指出：在“国家决定大力发展 互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等关系到 未来环境和人类生活的一些重要战略性新兴产业”的背景下， “加大战略性新兴产业人才培养力度，支持和鼓励有条件的高 等学校从创新理念收入，加速创新内容体系研发、创新手段和 管理体制的逐步建立，积极培养战略性新兴产业相关专业的人 才”，以满足国家战略性新兴产业发展对高素质人才的迫切需 求。因此，将互联网+、虚拟现实技术等创新科技融入到大众 创
5、业、万众创新的时代浪潮之中，实现专创融合、优创发展成 为了高职/高校在推进创新创业改革的机遇与挑战。党的十八届五中全会通过的中共中央关于制定国民经济 和社会发展第十三个五年规划的建议中提到：提高高校教学 水平和创新能力，推进有特色高水平大学建设，明确“十三五” 时期高等教育改革发展的主攻方向，改变以往“千校一面”、 不接地气、脱离实际的人才培训及创新创业思路。在设置专业 时，区分“研究型”、“应用型”、“技能型”等不同定位， 在举办创新创业培养及孵化促进时，区分“运营创新型”、“技 术攻坚型”、“市场优化型”等不同定位，加强高校与政府、 产业、行业、企业深度结合，通过政策导向、倾斜投入，推进
6、高校转型，为经济社会发展作出贡献。1.3、全力推动地方政府在全力推动VR产业的快速发展，虚拟现实产业人 才极其短缺，高校应全力培养与虚拟现实产业相关的创新型、 技能型高端人才。地方经济的发展离不开新兴产业的建立，新兴产业离不开 地方高校的人才培养及输送，在面对新一轮科技、资本浪潮的 趋势之下，对人才的需求更加迫切，教育将和学校一起在虚拟 现实技术领域进行深度结合，重点围绕虚拟现实产业进行人才 培养，帮助合作学校学生成为更有竞争力的受市场欢迎的毕业 生，大幅度提高学生就业和未来职业发展品质。2. 建设方向及目标教学环境建设一一将虚拟现实技术应用到学校的公共课程 和实训教学中，提高学生对知识的应用
7、和实际操作能力，同时 保证我校VR技术在教学中的应用与发展处于国内领先地位。虚拟现实云教室是全球首个多人同步、实时互动虚拟现实 教学与实训环境，云教室提供沉浸式、实践式、交互式的教学 和学习体验。云教室/实训室集高性能计算机工作站、虚拟现 实显示设备、LIGHTHOUSE激光定位器、智能交互一体机等高 端硬件配件以及教室/实训室整体空间设计与布局于一体。虚 拟现实教育解决方案旨在系统性的为学校各个学科领域提供 包括公共课程、工业与建筑设计、电焊钣金、喷漆维修、安全 生产等在内的多样化、订制化的专业虚拟现实课程内容。将传 统的平面2D教学模式转变为VR3D教学模式，革命性的创新了 实践式教学方式
8、，使得虚拟现实教学真正的助力和落地于常规 化课堂和实训教学，快速提高学校办学质量和水平。3. 项目建设规划 3.1虚拟现实云教室建设 3.1.1虚拟现实云教室简介虚拟现实云教室是根据沉侵式、实践式教学特点，结合创 新教学的手段，使用虚拟现实技术和其他科技技术在一定空间 范围内，创新性设计的专有教室。虚拟现实云教室根据学校学 科教育的教材、教学内容，构建三维立体空间教学场地，突破 时空的限制，保持原有的声音、光线、色彩将古今中外的文化、 艺术、科技及各类知识等如实地再现出来，帮助学生在虚拟现 实环境当中，以实践式、沉侵式、交互式的方式学习，从而激 发了学生极大兴趣和认知力，并有利于他们理解和掌握
9、新的理 论知识；另外虚拟现实云教室还可以直接作为虚拟现实人才培 训基地，帮助学校进行高专的虚拟现实人才培养。这样的虚拟 现实教室，可以辅以不同的教学素材，满足不同的教学需求， 并结合不同的专业特点针对性实施体验式或者交互式的特色教 学。在现今人工智能、虚拟现实技术等高速发展的形势下，虚 拟现实运用到学校教育建设当中，将对学校的教学方式和教学 效果产生极大的刺激、推动和促进。实现匹配高职院校通识类学科进行常规课程的教学。通过 虚拟现实云教室，教师可以在进行传统教学的同时，辅以虚拟 现实教学设备和适当的教学内容，实现学生在教室即可以体验 又可以交互操作高度仿真的教学场景，以体验式、实践式、沉 浸式
10、的手段提升教学效果。3.1.2虚拟现实教学管理云平台建设虚拟现实云平台支持教师管理虚拟现实课程内容，控制学生端虚拟现实学习设备，实时掌握虚拟现实课堂教学情况。在 云平台上，教师可以查看、下载、调用本地的或在线的虚拟现实内容库教育内容资源；通过云平台，教师可以向学生推送虚 拟现实学习内容，实时了解学生学习进度、把控学生的学习状 况、获得学生反馈等等。同时，该平台将帮助学生更有效地学 习并理解复杂重要的知识点，通过实时记录学生的使用情况、 互动结果、注意力焦点变化等行为，结合历史信息进行大数据 分析，为教师提供智能化、定制化、个性化的教学建议。3.1.3混合现实教学辅助软硬件虚拟现实云教室混合系统
11、通过“视频采集系统” + “人像追 踪技术” + “虚拟现实环境再构造”等核心技术，可同步展示出 实时的混合现实影像，从而实现“真实的人物和虚拟的物体事 实叠加到同一个画面或空间中，创设出一个现实和数字化物体 共存并能实时交流的新场景“。其工作原理，是通过特定的摄 像机捕捉现实中的体验者在现实中的动作，与其正在体验的虚 拟现实场景融合，让体验者实时出现在VR场景中。混合现实教 学辅助系统将提供视频采集系统、拍摄器材、画面叠加软件等 在内的实验室全套解决方案。虚拟现实云教室混合现实系统支持混合真人视景和3D虚 拟视景到同一个特定虚拟场景当中，并利用智能化的高清契合 技术无缝衔接视景，形成第一视角
12、和第三视角体验式展示虚拟 现实教学内容的效果，打破物理距离的限制，能够实现第一视 角和第三视角的切换，实时追踪3。真人与3D虚拟场景素材变 化，并能结合进高清视频和自由视角视频。云教室根据沉侵式、实践式教学特点，结合创新教学的手 段，支持虚拟现实设备和多媒体设备融合并应用到教学中，突 破时空的限制，保持原有的声音、光线、色彩将各类知识或场 景如实地再现出来，激发学生兴趣和认知力，解决学习中的重 点和难点提高学习者的接受能力和理解力。3.2虚拟现实教学内容库建设3.2.1电焊操作模拟仿真系统介绍建设虚拟现实电焊技术专业实验室。主要用于机械工程、 电器工业等不同专业领域中与焊接技术相关的技能实训实
13、操。该实验室依托虚拟现实技术和专业的焊接操作模拟系统，提供 虚拟现实教学硬件、软件及焊接资源为一体的完整先进虚拟现 实电焊节能实训实操解决方案。通过虚拟仿真焊接操作模拟系统，可以让使用者有效的和 周围真实环境产生互动，并且实现主观对焊接过程中电流、电 压等参数的设置，对焊板、焊材的选择。另一方面，系统将对 焊接过程中的实时数据做记录和显示，并做网络实时录像转播。电焊技术专业实验室具有以下特点:（1）安全环保设备无强电磁污染、无化学污染、对人无强光高温伤害，整个培训过程绿色环保。（2）操作简单配备的实物模拟焊枪可模拟：二氧化碳气体保护焊枪、手 工焊条焊枪、氯弧焊枪。系统易用、操作简单，所有交互无
14、鼠 标、键盘操作，普通用户通过简单的使用培训可以轻松地完成 一个焊件的整个焊接操作，生成完整的焊缝。（3）触碰力反馈所有的实物焊件能提供真实的触碰力反馈效果，配合系统 精准的空间定位技术让受训者感受到真实的物理空间与虚拟训 练空间一致的触碰感及反馈感。（4）操作零延时本模拟系统采用先进的传感器及显示设备让受训者在虚拟 空间中的操作零延时响应，实现“精准快速”、“指哪焊哪” 的操作感，受训者使用焊枪操作无丝毫滞后感，仿真度极大提 高。整个系统要求运行流畅、无卡顿效果。（5）全球首款3D立体视觉焊接模拟本产品为全球首款使用3D立体视觉进行焊接模拟训练，与 现实中人用双眼来进行空间位置的识别一样，受
15、训者通过立体 头盔显示的立体画面可以直观的识别到枪与焊件的空间距离， 这种立体视觉训练符合人类视觉定位的传统经验让训练真实度 极大提高。这也是其它公司产品并不具备的功能特点。（6）实时广播教学模式老师能在模拟系统上进行广播教学，实时的焊接画面会同职业学校虚拟现实实训试验室项目立项申请书v3.0 步到培训教室的每一台学员机上，以方便学生进行焊接观摩学 习。学员可将老师的焊接过程同步到自己的学员机上，以实时 学习老师的焊接手法，达到“手把手”教学模式。（7）“手把手”引导学习模式学员在进行焊接训练前可以进行“手把手”的引导学习模 式，可以在虚拟的焊接场景中看到系统提供的虚拟“引导焊 枪”，学员只需跟随“引导焊枪”进行焊接操作，就好像有老 师对其“手把手”进行引导焊接手法训练。（8）3D焊接录像可分享及学习老师与学员的焊接录像可通过网络分享给其它任意学员进 行回看，同时优秀的焊接录像还可下载导入模拟机中进行实时 对比焊接学习及训练。（9）实时辅助显示学员进行焊接训练时，系统会提供实时的焊接数据的图形 化提示，如：弧长、行走速度、行走角度等相当于老师与学员职业学校虚拟现实实训试验室项目立项申请书v3.0 一对一专注培训。学员根据这些
