虛擬現實VR技術在實訓教學中的創新應用

何永冰

摘 要 虛擬現實技術在當今已經不是什么新鮮事，但對于該技術的應用仍處于探索階段。無論是教育、醫療、教育、教學等，對虛擬現實技術的應用越來越廣泛。由于虛擬現實技術本身具有的交互性特征，使該技術在實訓中經常能夠使實訓者身臨其境，展開聯想，獲得最優的實訓效果。因此，探索虛擬現實技術在實訓教學中的應用，不但涉及到該技術本身應用前景的拓展，更能夠為學生和教師提供多種手段更好的實訓學習。因此，從虛擬現實技術概念、特征入手，解析當前虛擬現實技術在實訓教學中的現狀，針對現狀中的不足，提出虛擬現實技術在高職實訓教學中的新方法和手段。

關鍵詞 虛擬現實技術 實訓教學 創新應用

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A

1虛擬現實技術的概念和特征

虛擬現實技術的概念。所謂虛擬現實就是英文Virtual Rerlity的縮寫。目前，虛擬現實技術以其特有的沉浸性、構想性、交互性的特征，已滲入到教育、醫學、軍事、商業、影視等領域。沉浸性，使用者隨時隨地地利用交互設備，完全沉浸在自己所需的“環境”中，“真真切切”地在自然狀態下感知虛擬世界。構想性，使用者在其所“置身”的環境中，體驗感知新的知識和所需物品，促使使用者加深對事物的理解，產生新的構想。交互性，使用者利用特定的輸入、輸出設備，（如數據頭盔、數據手套等）同虛擬環境中的對象進行交互和溝通操作。虛擬現實技術帶給我們的是具有真實感的序列立體圖象，能大大方便我們對于對象的認識和理解。

2虛擬現實技術的優勢

虛擬現實技術對比傳統的高職教育教學中的實驗課和實際訓練課程所具有的優勢有以下四個方面。一是成本低。以往高職教學中的實驗實訓課程必須要有相應的實驗室和實訓基地方可完成，而建立實驗室和實訓基地所需的財力物力以及場地的消耗與限制可想而知。然而使用虛擬現實技術，學校無需再擴充任何原有的基礎設施，只需要在原基礎上進行改良和完備。二是靈活性好。對于實驗實訓課程中學生所遇到的需要教師進行多次重復演示的盲點和重點，只要通過虛擬現實技術，將問題放大，即可進行清晰明朗的反復演示。三是效率高。眾所周知，所有的實驗實訓課都有可能發生突發性的事件，而通過虛擬現實技術開展的精準性極高的實驗實訓，有效地避免了這一點。四是消耗低。通過在計算機系統上運行的虛擬仿真系統軟件，其所消耗的能量很少，設備所需的維護率也很低，解決其所出現的故障也簡單易行。虛擬現實技術，能形象生動地表現教學內容，有效地營造一個跟隨技術發展的教學環境，提高學生掌握知識、技能的效率，達到優化教學過程，提高教學質量的目的。

3高職實訓教學的現狀

教師圍繞教材，通過理論課傳授理論知識給學生，利用實訓室進行實際性的演示，對學生進行實際訓練，以達到提高學生們動手實踐的能力，這是傳統的高職教育教學的方式。傳統的高職實訓課程的方式一般有兩種。第一種：一些需要在特定的實驗場地，通過專門的實訓設備而進行的實驗，教師在實訓場地設定好實訓的預定目標效果，學生通過一些實訓操做步驟達到教師預設的實訓目標。第二種：一些要借助實訓軟件而進行的實訓，如沙盤、廣聯達算量、施工模擬等。

4虛擬現實技術在實訓教學中的應用

（1）虛擬實訓室。由于資金資源等諸多問題的影響，高職教育教學所必須的原有實驗室無法滿足日益進步的教學內容的要求，而利用虛擬現實技術可以構建出各種各樣與時俱進的虛擬實驗室，學生可以當場“置身”于如同所需的實際環境中進行實踐體會，完全不受時間空間的限制。虛擬現實技術建立的虛擬環境是由基于真實數據建立的數字模型組合而成，通過強大的三維建模技術建立逼真的三維場景，對規劃項目進行真實“再現”。譬如虛擬現實技術所模擬的建筑施工現場，學生可親臨其中，真切地了解和體會全部經過。

（2）虛擬實物。高職教育教學實訓中教學設備中有部分價值不低，而其中許多機械又很容易磨損報廢，對教學經費造成相當的壓力。而利用虛擬現實技術所制造的極其逼真的虛擬實物，完全可以替代實物用于實訓。譬如在建筑施工技術，虛擬的構件可任意拆裝、移動，更易讓學生領會到現象和本質。

（3）模擬訓練。利用虛擬現實技術構建出各種虛擬的實訓現場，譬如高空墜落、坍塌等的建筑安全培訓，學生可“置身”其中，反復多次練習，有的放矢地進行強化訓練，得到過硬的技能。虛擬現實技術的教育應用發展了課堂教學，彌補了現實教學中的種種不足。這一點的顯著應用就是虛擬實訓，對于那些對條件要求高、在現實中做不了的實訓，或者是危險性高的實訓，可以采用虛擬實訓的方式完成。

（4）虛擬過程。利用虛擬現實技術可以演示出一些現實生活當中無法見到的變化經過。學生通過虛擬現實技術親自操控這些無法見到的變化經過，深入理解抽象的理論知識。譬如混凝土的碳化，腳手架的失穩。

5虛擬現實技術在實訓教學中應用的意義

虛擬現實技術的利用，使得學生在自然的狀態下與各種實訓環境進行交互，可以有針對性地解決學習中的問題，充分激發學生的學習熱情，提高了學習效率。學生不僅是旁觀者，更是一個身臨其境的體驗者和參與者。在虛擬現實技術構建的各種環境中，學習者的感官器官可以真實地領略到許多肉眼所無法看見的真實的事物變化過程，使得一些抽象的知識變得通俗易懂。

6結束語

實訓教學中創新應用虛擬現實技術，不僅有效地解決了學校經費，而且還及時地緩解了學校實驗設備不足、老化、更新度不夠的問題。這種新型的教學方法給實訓教學所帶來的巨大改觀，使得學生收獲頗多。endprint