基于虛擬現實技術分析礦山機械教學模式的改革途徑

徐霞

【摘要】科學技術是促進社會經濟發展的主要推動力，更是提高人們生活質量的重要舉措。近些年來，科學技術極大推動了各個領域的發展，提高了人們的生產生活水平?？茖W技術在教育領域中也顯現出了極為重要的作用，特別是虛擬現實技術的出現，使傳統的教學模式發生了巨大的改變，而礦山機械作為社會發展過程中的重要支撐，也進一步推動了礦山機械專業教學模式的改革。鑒于此，本文通過對虛擬現實技術進行簡要闡述的基礎上，基于虛擬現實技術對礦山機械教學模式的改革路徑進行了深入的分析。

【關鍵詞】虛擬現實技術 礦山機械 教學模式 改革途徑

【中圖分類號】G712 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）06-0030-01

一、虛擬現實技術概述

虛擬現實技術又被稱之為VR技術，虛擬現實技術是在上世紀80年代被美國人加隆蘭聶爾首次提出，自此以后虛擬現實技術實現了高速的發展，并逐漸推廣到各個領域當中。虛擬現實技術是通過對三維立體化數字實體的構建，并輔助以光、電、聲等相關特效來營造一種虛擬而又真實的立體化環境，從而使用戶能夠在虛擬環境中產生一種仿佛身處于真實世界當中的感受。此外，用戶還能夠通過虛擬現實技術來進行行為上的交互，進而使虛擬環境能夠根據用戶的行為而發生變化，并將這種變化反饋給用戶的感官。正是由于這種變化，我國著名科學家錢學森為此將VR技術稱之為靈境。虛擬現實技術主要是通過傳感設備來實現信息交換的，對環境的模擬是虛擬現實技術的核心，它借助于計算機來對具備三維立體的實時影像進行展示，利用視覺、聽覺、運動、觸覺等感知設備來對用戶行為進行感知，并根據用戶的輸入來進行模擬環境的變化，并將模擬環境的變化反饋給用戶。虛擬現實技術所采用的系統主要包括共享型系統、簡易型系統與沉浸型系統，其中以沉浸型系統給用戶的感觀最佳，但由于沉浸型系統的設備成本過于昂貴，因此在礦山機械教學模式改革中建議采用簡易型系統或共享型系統。

二、基于虛擬現實技術的礦山機械教學模式的改革途徑

1.礦山機械教學內容的改革

傳統的礦山機械教學模式在教學內容上較為抽象，學生在學習礦山機械知識時，難以通過圖片和文字來對教學內容進行理解，這無疑增加了學生對礦山機械知識學習的難度。礦山機械課程是一門應用實踐性極強的課程，它主要是為了培養學生的實踐能力與知識應用能力，而學生實踐能力的培養不僅僅要依靠教學內容的傳授，還要確保學生能夠進行大量的練習與操作。而借助于虛擬現實技術來進行礦山機械教學內容的改革，教師能夠通過虛擬現實技術來構建一種虛擬化的教學環境，并將礦山機械課程中較難理解的知識點運用UG、Pro/E、3Dmax等軟件進行礦機產品的構建，還可以將礦山機械知識中的零部件尺寸、運動約束關系、運動速度、驅動電機等進行設置、添加、修改與刪除，從而使學生能夠借助于虛擬現實技術來對教學內容中較為抽象的課程知識所構成的礦機產品進行直觀觀察，使學生能夠對礦山機械課程知識點進行更加直觀的理解與深刻的掌握，進而使學生能夠對課程知識融會貫通，這也為學生在后續工作中打下了堅實的理論知識基礎。

2.礦山機械教學方法的改革

傳統的礦山機械教學方法主要是以灌輸為主，這種教學方法過于單一，難以有效提高學生的積極性，而學生也習慣了課程知識的被動接受，長此以往，必然會使學生感覺課程氣氛過于沉悶、枯燥，進而極大程度的影響了學生的學習熱情，扼殺了學生的創新能力。信息技術的發展使教學方法也發生了很大的轉變，通過虛擬現實技術的應用，不僅能夠對課堂中的教學方法進行改進，還能實現網絡化教學，教師借助于虛擬現實技術，并利用Flash MX、Dreamweaver MX、Java.asp等信息化工具，能夠以此構建虛擬現實網絡平臺，并將教學視頻上傳到虛擬現實網絡平臺當中去，從而使學生能夠通過虛擬現實網絡平臺來對教學視頻進行隨時隨地的學習，而且也能利用虛擬現實網絡平臺來進行在線測試、在線交流等，而教師則通夠通過虛擬現實網絡平臺來對學生在學習過程中遇到的困難及問題進行及時掌握，進而調整自身的教學方法，使教學方法便得更具有針對性與有效性，進而實現對學生的個性化培養。

3.礦山機械教學考核方式的改革

長期以來，礦山機械教學在考核方式上主要是采取書面考核為主，而這種考核方式不僅難以對學生的學習情況進行有效考核，而且也不利于學生實踐能力與創新能力的培養。而借助于虛擬現實技術來改革教學考核方式，能夠使學生通過虛擬現實技術進行仿真模擬測試。在仿真模擬測試過程中，學生在虛擬環境下對礦機產品的設計與操作時存在的錯誤與問題會通過計算機進行自動記錄，由教師利用計算機對學生的操作情況進行觀察，進而能夠及時了解到學生對知識的掌握程度與操作能力，并借助于計算機來對學生的考核情況進行評價，從而使學生既能夠在操作過程中加強對知識的運用，又能夠鍛煉學生的應用能力與創新能力，還能夠對學生進行更加全面科學的考核。

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