VR技術(shù)在高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用的探討

摘 要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、多媒體軟件技術(shù)的快速發(fā)展，影響著社會(huì)生活的方方面面。特別是VR技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用，為高職實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了新的契機(jī)。作者根據(jù)VR技術(shù)的特點(diǎn)，探討指出了該技術(shù)在高職實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方向及教學(xué)方法的創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】VR技術(shù)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)方法

隨著技術(shù)的不斷革新和發(fā)展，教育方式也在不斷變更和重構(gòu)，而這些新的教育方式必然需要新的學(xué)習(xí)環(huán)境去適應(yīng)。在互聯(lián)網(wǎng)萬物互聯(lián)的時(shí)代背景下，教育信息化已經(jīng)成為教育領(lǐng)域家喻戶曉的名詞，而教育信息化的發(fā)展需要教育信息化學(xué)習(xí)環(huán)境作為基礎(chǔ)支撐。

1 VR技術(shù)介紹

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是由計(jì)算機(jī)硬件、軟件以及各種傳感器構(gòu)成三維虛擬環(huán)境。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠創(chuàng)造前所未有的內(nèi)容和更加豐富神奇的環(huán)境，身臨其境地交互，使其在模擬演示、軍事訓(xùn)練、實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐等方面體現(xiàn)出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷被推廣應(yīng)用，深刻地影響著社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，教育領(lǐng)域也不例外。利用最新虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，有助于解決學(xué)校教育和遠(yuǎn)程教育中實(shí)驗(yàn)室資源的瓶頸。

VR技術(shù)利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，采用多源信息融合的交互式形成的三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真，使用戶沉浸到該環(huán)境中。其逼真性和實(shí)時(shí)交互性為系統(tǒng)仿真技術(shù)提供有力的支撐。同時(shí)具有沉浸性、交互性和構(gòu)想性，使人們能沉浸其中，超越其上，出入自然，形成具有交互效能多維化的信息環(huán)境。

在教育領(lǐng)域中，特別是實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)中VR技術(shù)的應(yīng)用是已經(jīng)越來越普及，越來越重要。通過在仿真的環(huán)境中物理環(huán)境的感知、監(jiān)控和調(diào)節(jié)功能進(jìn)一步增強(qiáng)，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等技術(shù)的應(yīng)用使虛擬環(huán)境與物理環(huán)境無縫融合。因此，新技術(shù)的發(fā)展是學(xué)習(xí)環(huán)境創(chuàng)新和變革的根本性原因。

2 實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中創(chuàng)新的探討

在傳統(tǒng)的高職教學(xué)模式中，以老師與實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教材為中心，教學(xué)生理論知識(shí)，然后以實(shí)驗(yàn)室為中心，進(jìn)行針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，以提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。以往的實(shí)驗(yàn)一般通過：具有專業(yè)設(shè)施設(shè)備的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地進(jìn)行，通過設(shè)計(jì)一定題目，通過分階段完成題目達(dá)到拆分實(shí)驗(yàn)步驟，測(cè)試教學(xué)成果的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模淮送庥捎谀承?shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)值較高，占用場(chǎng)地較大，模擬題目手段單一等問題，便有了通過實(shí)驗(yàn)仿真軟件進(jìn)行，比如接發(fā)列車模擬站場(chǎng)設(shè)備故障、線路故障，城市軌道交通中突發(fā)事件的處置等。此類實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼蟠筇岣邔W(xué)生的專業(yè)技能，但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)缺乏直觀認(rèn)識(shí)，學(xué)生的感觸也不高，缺乏身臨其境的感覺。而 VR 虛擬技術(shù)的誕生，在一定程度了彌補(bǔ)不足。

虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)是人類溝通交流技術(shù)的自然演進(jìn)，通過靜態(tài)的印刷、互動(dòng)的二維到互動(dòng)的三維技術(shù)，隨著技術(shù)的發(fā)展就要求在高職教育方面特別是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)方面健全體系方案。

2.1 建設(shè)方案

高職院校要提供影視、動(dòng)畫、開發(fā)、設(shè)計(jì)等四個(gè)方面的VR專業(yè)建設(shè)方案和思路，從教學(xué)計(jì)劃、環(huán)節(jié)到實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供整體思路，并且整個(gè)設(shè)計(jì)階段要滿足學(xué)生在現(xiàn)場(chǎng)一線的需求，現(xiàn)場(chǎng)需要什么樣的人才，在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中就怎么去通過VR虛擬技術(shù)去訓(xùn)練。

2.2 師資培訓(xùn)

在完成VR虛擬技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)硬件設(shè)備的購(gòu)置外，對(duì)于院校要系統(tǒng)化的培訓(xùn)雙師型教師與骨干教師的培養(yǎng)計(jì)劃，并由這樣的教師負(fù)責(zé)專業(yè)課程的授課實(shí)施服務(wù)，并與設(shè)備供應(yīng)商保持溝通，確保設(shè)備正常及數(shù)據(jù)的更新。

2.3 配套硬件

高職院校量身定制適合本校本專業(yè)教學(xué)的VR+智慧教室，滿足教師授課，學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)等各類教學(xué)場(chǎng)景的使用，提供場(chǎng)地規(guī)劃。包括全套教材、素材等教學(xué)資源，部署VR移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)，以及專家組教學(xué)解答服務(wù)。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與過程

實(shí)驗(yàn)中的虛擬仿真就是將多媒體技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，通過現(xiàn)代教育思路和方法，將現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)景直觀的反映在學(xué)生面前，并模擬事故或故障，通過交互性與智能性相結(jié)合，讓學(xué)生結(jié)合自己所學(xué)的理論知識(shí)對(duì)問題進(jìn)行解決。

3.1 仿真性

VR虛擬仿真技術(shù)最大的特點(diǎn)，是能讓使用者置身于另一個(gè)空間中，這個(gè)空間可以是有計(jì)算機(jī)構(gòu)建的，可以通過實(shí)景捕捉形成。VR使用者將完全隔絕于現(xiàn)實(shí)環(huán)境之外，另外它還具有沉浸性、交互性、構(gòu)想性等特點(diǎn)。根絕這些特點(diǎn)在系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)候，便要把教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)、操作程序、師生角色、教學(xué)策略與評(píng)價(jià)諸多因素統(tǒng)籌考慮，教學(xué)方式由傳授變?yōu)樘剿鳌?/p>

3.2 實(shí)用性

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)問題有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，在虛擬教學(xué)中能夠模擬現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中的要求，符合現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)規(guī)章要求有一套嚴(yán)格完整的操作流程和設(shè)計(jì)程序，便于師生去操作、運(yùn)用根據(jù)技術(shù)規(guī)章讓學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行解決，能夠給情景再現(xiàn)，鞏固理論學(xué)習(xí)，增強(qiáng)教學(xué)效果。

3.3 公開性

VR虛擬仿真教學(xué)，滿足互聯(lián)互動(dòng)，能夠通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行資源同步分享，無論學(xué)生處于何時(shí)何地，只要有權(quán)限登錄便可進(jìn)行學(xué)習(xí)操作，為在職教育奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

職業(yè)教育在人才培養(yǎng)的過程，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)更加真實(shí)的學(xué)習(xí)任務(wù)和情境，更加具象的表征形式，生動(dòng)的交互體驗(yàn)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中觀察、探索和實(shí)驗(yàn)，從而加深其對(duì)知識(shí)的理解和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也是技術(shù)性人才培養(yǎng)過程的發(fā)展趨勢(shì)。

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作者單位

西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西省西安市 710026