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        虛擬仿真技術(shù)在服裝工藝教學(xué)中的應(yīng)用

        2023-12-14 09:51:42蘇燕璇
        西部皮革 2023年21期
        關(guān)鍵詞:仿真技術(shù)服裝工藝

        蘇燕璇

        (廣東職業(yè)技術(shù)學(xué)院 服裝學(xué)院,廣東 佛山 528000)

        0 引言

        虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用,為服裝專業(yè)教育提供了新的思路和方法。通過將虛擬仿真軟件嵌入虛擬平臺,學(xué)生可以在不受時間、空間和教學(xué)條件限制的情況下,完成實驗和操作[1]。例如:在服裝工藝教學(xué)中,服裝工藝課往往以老師示范、學(xué)生跟做的模式為主,由于操作的不可逆,在課程中教師需要準(zhǔn)備較多試樣,以便可以分組示范。在示范中,由于觀察角度不同,不能保證每位同學(xué)都能全方位看到老師的準(zhǔn)確手法和縫制要點,并且一旦學(xué)生縫錯,只能拆除或重新準(zhǔn)備裁片,既浪費時間又浪費材料。利用虛擬仿真技術(shù)可以讓教師和學(xué)生都反復(fù)操作,在模擬中分析服裝工藝縫制的順序和裁片的組合關(guān)系,促進實際動手能力的提升,并且能模擬各種服裝的縫紉制作,解決了課時緊張無法涉及所有服裝款式教學(xué)和學(xué)校工藝室縫制設(shè)備受限的瓶頸問題。這不僅提高了教學(xué)效率,還讓學(xué)生在實踐中掌握了更多的技能和總結(jié)更多經(jīng)驗。

        1 服裝工藝與智能設(shè)備實訓(xùn)教學(xué)背景

        隨著時代的發(fā)展,服裝行業(yè)也在不斷地變革和創(chuàng)新。智能制造技術(shù)的應(yīng)用,讓服裝制造變得更加高效、精準(zhǔn)和智能化。而這也對服裝專業(yè)教育提出了更高的要求。但由于服裝智能設(shè)備比較昂貴,設(shè)備占地大,教學(xué)成本和學(xué)生單位操作時間均無法滿足實踐課程建設(shè)需求。如何讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中掌握數(shù)字化技術(shù)、智能設(shè)備操作等能力,成為適應(yīng)新形勢下服裝智能制造的人才,是服裝專業(yè)教育亟待解決的問題。

        將服裝智能設(shè)備操作與服裝工藝教學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)相結(jié)合,圍繞服裝工藝流程與服裝智能設(shè)備認(rèn)知環(huán)節(jié)、操作流程和考核標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計腳本,再根據(jù)腳本通過3D 仿真、動畫等技術(shù)建設(shè)虛擬實訓(xùn)室,從而模擬根據(jù)服裝工藝流程操作服裝智能設(shè)備的過程,讓學(xué)生更直觀更充分的理解,掌握模擬操作服裝智能設(shè)備,將服裝從設(shè)計到成品的整個工藝流程,從而提高學(xué)生的專業(yè)知識與設(shè)備操作技術(shù)儲備,助力服裝專業(yè)的學(xué)生成為智能制造人才培養(yǎng)[2]。

        2 服裝智能制造教學(xué)平臺建設(shè)與實踐

        2.1 服裝工藝智能制造教學(xué)平臺建設(shè)

        如何提高教學(xué)效益,是教學(xué)實踐中至關(guān)重要的措施。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造性是至關(guān)重要的。所以只有再創(chuàng)造教學(xué)情景,才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和輕松愉快的課堂氣氛,使學(xué)生有身臨其境之感。觸發(fā)學(xué)生的真實情感,由此促進學(xué)生實際操作能力的不斷提高。虛擬仿真教學(xué)模式,通過模擬服裝企業(yè)的生產(chǎn)情景,為學(xué)生提供的實驗情景更加真實,使學(xué)生對于服裝生產(chǎn)過程的每一個環(huán)節(jié)真正熟悉和了解,能夠在虛擬的情景模擬中,對服裝企業(yè)的生產(chǎn)氛圍更好的感受,以進一步提高實際動手操作能力。

        目前大部分職業(yè)院校的教學(xué)模式都是采用“云平臺+虛擬仿真軟件”混合式教學(xué)的方法[3]。廣東職業(yè)技術(shù)學(xué)院服裝智能制造虛擬仿真教學(xué)平臺,是以國家教育部項目“基于紡織服裝全產(chǎn)業(yè)鏈的職業(yè)教育虛擬仿真實訓(xùn)基地”為依托建立起來的,將虛擬軟件嵌入虛擬平臺的教學(xué)平臺。平臺將服裝設(shè)計和工藝的課程資源整體設(shè)計,虛擬仿真資源與項目化教學(xué)相融合搭建的虛擬仿真平臺。將微視頻(知識點、技能點)、教學(xué)參考、習(xí)題測試等內(nèi)容,用動畫形式生動的在虛擬平臺上展現(xiàn),使得學(xué)生更容易接受課程教學(xué)內(nèi)容,更有利于學(xué)生的分類分層教學(xué)和因材施教。結(jié)合服裝智能設(shè)備虛擬仿真資源,搭建一個虛實結(jié)合的教學(xué)平臺。加強了師生的互動和考核評價,解決了課時緊張無法涉及所有服裝款式教學(xué)和學(xué)校工藝室縫制設(shè)備受限的瓶頸問題。這不僅提高了教學(xué)效率,還讓學(xué)生在實踐中掌握了更多的技能和經(jīng)驗。目前已經(jīng)用于服裝生產(chǎn)性實踐、服裝精益管理、服裝專業(yè)項目實踐等課程,構(gòu)建了一個由課程教學(xué)動畫分解演示工藝流程、虛擬仿真操作智能制造設(shè)備、實訓(xùn)綜合平臺。以男襯衫為例,智能款式設(shè)計的男襯衫款式設(shè)計到智能制造的虛擬仿真實訓(xùn)結(jié)構(gòu)體系,如圖1 所示。

        圖1 男襯衫智能制造虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)平臺結(jié)構(gòu)體系

        2.2 虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)模塊設(shè)計與實施

        虛擬仿真系統(tǒng)包含學(xué)習(xí)系統(tǒng)、虛擬工廠、考核系統(tǒng)三大模塊。虛擬仿真實訓(xùn)教學(xué)采用模塊化,組件化設(shè)計,可以靈活的進行各功能模塊的加載學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要包括虛擬工廠、設(shè)備認(rèn)知、工藝準(zhǔn)備、材料準(zhǔn)備、裁剪實驗、縫紉實驗、后整理實驗八個實驗?zāi)K,學(xué)生根據(jù)課程需要,進入不同實驗?zāi)K進行定向?qū)W習(xí)。

        虛擬仿真系統(tǒng)通過動畫、模型等虛擬方式構(gòu)建虛擬工廠。虛擬工廠包含智能款式設(shè)計和智能制造兩個模塊。智能款式設(shè)計模塊構(gòu)建設(shè)計場景,在虛擬模特上進行襯衫領(lǐng)型、門襟、口袋、袖型、袖克夫、后背、面料、紐扣、圖案位置等的自由選擇和搭配,系統(tǒng)中含有各種零部件庫。這部分內(nèi)容主要針對提高學(xué)生在襯衫款式設(shè)計時,對面料和版型等方面的細(xì)節(jié)設(shè)計的想象空間,學(xué)生在進行制板及工藝設(shè)計與款式設(shè)計可在虛擬庫中尋找所需要的部件進行款式設(shè)計,并可根據(jù)老師要求撰寫詳細(xì)的圖片及文字說明。智能款式設(shè)計模塊,以虛實結(jié)合的方法通過款式選擇自動生成成衣,并實時顯示試衣效果及動態(tài)展示場景。讓我們可以立刻看到成衣制作完成后的效果。老師可以在線講評學(xué)生作品,學(xué)生可及時修正并看到作品成功的樣子。減少了低年級學(xué)生由于對工藝不熟練,以至于在成品制作的過程中帶來的焦慮,大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主動性[4]。

        智能制造模塊,包括虛擬服裝車間設(shè)計和虛擬服裝設(shè)備的認(rèn)識和虛擬安全操作。虛擬車間設(shè)計構(gòu)建虛擬實訓(xùn)場景,這部分功能主要針對二、三年級學(xué)生,學(xué)生已經(jīng)較系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了服裝生產(chǎn)工藝流程和生產(chǎn)管理理論,對服裝生產(chǎn)流水線設(shè)計、與服裝工藝?yán)碚摷安僮饔幸欢ɡ斫?。根?jù)教學(xué)要求選擇車間場景,通過對服裝工藝流程的理解,對設(shè)備的工作地進行排布,服裝生產(chǎn)的工藝設(shè)定,服裝工序設(shè)定,編制合適的生產(chǎn)流水線,同時還可對虛擬工廠進行視角切換、車間漫游等制定生產(chǎn)車間設(shè)計方案。虛擬設(shè)備構(gòu)建服裝智能制造生產(chǎn)代表性的常用設(shè)備和特種設(shè)備,通過對服裝智能制造生產(chǎn)所需要的設(shè)備進行深入調(diào)研,根據(jù)用途進行分類,進行3D 建模。服裝工藝分為裁剪類、縫紉類、燙整類等。利用3Ds Max 進行設(shè)備虛擬建模,三百六十度觀察設(shè)備的外觀結(jié)構(gòu),了解設(shè)備的屬性和特點;通過虛實結(jié)合了解設(shè)備操作方法,滿足設(shè)備認(rèn)知的教學(xué)實踐需要。通過服裝生產(chǎn)管理虛擬現(xiàn)實實訓(xùn)系統(tǒng),利用虛擬現(xiàn)實等技術(shù)手段,結(jié)合學(xué)校的實際教學(xué)情況,構(gòu)建出智能化虛擬仿真教學(xué)實驗,推進實驗教學(xué)改革,培養(yǎng)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)意識、提高學(xué)習(xí)效率。

        圖3 服裝虛擬車間

        通過虛實結(jié)合的教學(xué)方式,虛擬車間的設(shè)計首先根據(jù)襯衫的生產(chǎn)工藝流程編制好生產(chǎn)線,同時對虛擬智能設(shè)備進行模擬操作,對智能設(shè)備的性能和安全操作進行虛擬練習(xí),測試工序所需標(biāo)準(zhǔn)工時,然后將所需智能設(shè)備與普通工業(yè)平縫機的搭配,根據(jù)工藝要求和虛擬車間的面積對設(shè)備進行排布。通過虛擬車間的測試考核檢驗所排布的流水線是否合理,并給出模擬流水線排布的錯誤和修改意見。

        虛擬仿真考試系統(tǒng)主要是考核學(xué)生的學(xué)習(xí),利用在線學(xué)習(xí)平臺,設(shè)置了三種模式,分別為學(xué)習(xí)模式、考核模式和教師模式。學(xué)生進入學(xué)習(xí)模式和考核模式,完成相關(guān)知識的學(xué)習(xí)、實驗操作、報告提交和實驗考核等;教師進入教師模式完成實驗考核內(nèi)容發(fā)布、學(xué)生學(xué)習(xí)情況查閱、實驗報告批改和實驗成績發(fā)布等。

        2.3 虛擬仿真教學(xué)模式

        虛擬仿真技術(shù)因其特有屬性常用于線上教學(xué)與線下教學(xué)的補充,利用線上教學(xué)平臺結(jié)合虛擬仿真教學(xué)的混合式教學(xué)方式,可以對教學(xué)課程課時少,知識點不夠全面的教學(xué)進行補充,是未來虛擬仿真教學(xué)的新模式。目前,我院使用的虛擬仿真平臺與線下課程的混合式教學(xué),能夠較好地兼顧服裝學(xué)院的自身教學(xué)特點和需求。學(xué)生借助虛擬仿真平臺開展線上實時互動反饋教學(xué),同時在課堂上可利用虛擬課程資源,實施從理論到虛擬的一體化教學(xué),最終利用平臺的考核系統(tǒng)來評估學(xué)生的虛擬操作的教學(xué)效果。

        圖4 男襯衫虛擬縫合與展示

        在服裝工藝課程教學(xué)中,老師通過課堂上的理論教學(xué)基礎(chǔ),結(jié)合線上或在線的虛擬仿真課程對學(xué)生的理論知識進行考察,同時結(jié)合虛擬平臺的模擬操作練習(xí),讓學(xué)生利用與虛擬操作相對應(yīng)的服裝智能設(shè)備進行實際操作,最終實現(xiàn)虛實結(jié)合的教學(xué)模式。通過此類模式,能夠減少試錯成本,提高線下實踐課程的教學(xué)效果,解決了智能設(shè)備昂貴,占地面積大,維修維護成本貴,實訓(xùn)設(shè)備不足的教學(xué)現(xiàn)狀。

        3 結(jié)語

        隨著教育信息化的逐步深入,高職院校的虛擬仿真教學(xué)也不僅僅是虛擬仿真軟件結(jié)合云平臺的混合式教學(xué),將虛擬軟件嵌入虛擬平臺除了工藝流程和設(shè)備操作,虛擬仿真技術(shù)還可以應(yīng)用于學(xué)習(xí)和職業(yè)規(guī)劃。通過虛擬仿真技術(shù),學(xué)生可以模擬不同的職業(yè)場景,了解不同職業(yè)的工作內(nèi)容和要求。這不僅有助于學(xué)生選擇適合自己的職業(yè)方向,還可以讓學(xué)生更好地了解職業(yè)發(fā)展的趨勢和要求。

        總之,虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用,為服裝專業(yè)教育提供了新的思路和方法。通過虛擬仿真平臺,學(xué)生可以在實踐中掌握更多的技能和經(jīng)驗,成為適應(yīng)新形勢下服裝智能制造的人才。同時,虛擬仿真技術(shù)還可以應(yīng)用于學(xué)習(xí)和職業(yè)規(guī)劃,讓學(xué)生更好地了解職業(yè)發(fā)展的趨勢和要求。讓我們一起探索虛擬仿真技術(shù)在服裝專業(yè)教育中的應(yīng)用,助力學(xué)生成為智能制造人才。

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