航海技術專業實訓教學中虛擬現實技術的運用探索

文/柯桂強

1.航海技術專業當中使用虛擬現實技術的必要性

1.1 將理論與實踐相結合。航海技術的學習更多的是為了將來的航海工程做貢獻，為我國的航海事業添磚加瓦。在課堂上使用虛擬現實技術，教師就可以將航海工程當中的情景模擬識是如何應用到具體的現實生活中的。在日后的復習或者是實際的操作當中能夠很好地將理論和實踐相結合，學生也能更快地適應航海工程。學生在大學的課程學習中就能掌握一定的專業能力，這也能為以后的航海工程中專業人員的培養打下一定的基礎，也能夠為我國的航海事業節約一定的成本。

1.2 虛擬現實技術可以很好地節約高校的教學成本。虛擬現實技術的使用可以讓學校節約成本，在傳統的航海技術的課程教學當中，有許多學校仍然愿意使用傳統的實體的航海的設備來對學生進行實踐教學。但是實體的設備在展開教學的過程當中具有一定的局限性，如果學校使用的是實體的教學的設備，對設備的維修和護理都需要定期開展，如果設備出現問題需要進行檢修工程，還需要再次投入資金。如果學校使用的是虛擬現實的技術進行教學，就能夠很好的實現資源的可持續利用。因為虛擬現實技術更多的是依賴信息設備展開的，教師通過相應的計算機設備使用相應的軟件而開展一定的課堂教學，而且使用虛擬現實技術教學，如果學生在模擬的時候犯了錯誤，因為是虛擬現實的技術，所以教師根本不用擔心會對相關的設備造成一定的損毀，同時還可以將學生因為錯誤操作會產生什么樣的后果接近現實的場景具體的呈現在學生的面前，學生可以加深自己對專業技能的印象。而且，對于虛擬現實技術學校并不需要定期地進行修理和維護，這也為學校節約了一定的資金和成本[1]。而且，我國是一個航運大國，隨著技術的逐漸發展，我國的航運業在世界當中所占據的地位越來越高。但是因為我國航運技術與發達國家相比較而言仍然是存在一定的差距，對于專業的航運的人員也有很大的需求。為了更好地招收航運的專業人員，我國的高校對于航海專業進行了一定的擴招的模式，為我國的航海事業輸送更加優秀的人才。但是隨著招收的人數的逐漸增加，高校如果想要對學生進行實體的操作教學，就需要投入更多的設備設施讓學生可以進行專業的學習。

2.當前我國的航海技術專業教學的現狀

2.1 在實際實踐當中存在著教學資源的限制。雖然我國的諸多高校的航海專業的學校都設有自己的訓練的設備和場地，但是隨著高校航海專業的學生招收的數量越來越多，那些設備并不能滿足學校越來越多的學生的訓練需求，而且很多時候學校因為能夠投入的經費比較有限，設備的購買需要資金同時設備的維修和保養也需要投入一定的資金，這樣會讓能夠使用的設備數量越來越少。當設備的數量不能很好地滿足學生數量的時候，學生很多時候都只能觀摩教師在設備上的操作而不能保證學生有充足的時間進行實體的實踐操作，久而久之，學生實踐操作只會更加不熟練。

2.2 實際實踐的時間較少。在當前的實踐教學當中存在著各種限制和約束，首先的限制和約束就是學校對于實體設備的限制。實體的航海技術教學設備價格昂貴，學校能夠投入的設備較為有限，除了設備的購買之外，學校還需要投入一定的資金對設備進行維修和保養，確保設備可以正常地投入教學當中。而且實體設備在操作過程中如果有不當的行為，學生很有可能會因為誤操作導致機械設備出現故障或者其他危險的情況。當設備出現故障問題的時候，學校需要更換或者是重新維修設備。而且在課堂教學當中因為實踐教學的時間比較有限，學生在課堂上能夠實際操作實體設備進行實踐學習的次數都是比較有限的，學生僅僅只憑借幾次的練習遠遠達不到熟練的程度的，所以實踐教學也會在傳統的教學當中受到一定的限制。

3.虛擬現實技術在航海技術教學當中的具體的應用

3.1 虛擬現實技術。虛擬現實技術主要是由電腦的主機、3D顯示器以及軟件系統三個部分組成的。對于電腦主機的要求是必須能夠滿足比較高的轉速的電腦，因為虛擬航海技術需要專業的設備進行場景的模擬和創制，如果要達到與實際的場景相同效果，就必須要有比較專業的處理器創造出相應的場景，所以電腦的主機必須是要有較高的轉速，能夠處理一定的畫面；3D顯示器主要是將虛擬的場景更加真實地展現在學生的眼前，讓學生通過顯示器觀察到的畫面與實際的畫面之間存在比較少地誤差。設備的開關以及按鈕等的特點與細節也應該更加真實地展現，這樣學生在通過顯示器進行操作的時候，設備可以通過學生具體的操作給予相關的反應。最后就是要有一個專業的軟件系統，軟件系統是為了保證航海技術的軟件等可以在特定的設備當中運行[2]。

3.2 虛擬現實技術在實際的課堂教學中的應用。課堂上是虛擬顯示技術使用的主要的陣地。首先通過虛擬現實的技術，教師可以向學生展示相關的航海設備的構建。掌握具體的航海的設備的構建是航海技術學習開展的第一課，也是學生學習后續的知識的基礎。學生需要掌握航海設備船體的各個部件操作技能。如果按照傳統的教學的方式進行學習，學生只能通過平面的圖片學習航海的設備。而通過使用虛擬現實技術，學生可以通過更加立體的操作室，從三維的角度更好地掌握航海設備的內部的構成的要件，更好地掌握相關的專業知識。在課堂中教師使用虛擬現實技術除了能讓學生更加直觀地了解到航海設備的內部的結構構造之外，教師還可以使用虛擬現實的技術給學生創造一個更加立體的教學環境，讓學生的學習興趣也能通過相關的課堂教學得到更好的激發。

3.3 虛擬現實技術在實驗教學當中的應用。航海的模擬技術在現代的許多的船舶作業等中也有著十分廣泛的應用。如果將該技術實際的應用到現代的航海技術教學當中，就能讓學生更好地熟悉設備的適用方式，扎實學生的航海技術。這也能夠為學生后續的航海的工作奠定一定的基礎。而且通過實驗的教學，教師還能讓學生更加熟悉具體的使用的流程與教學的情境，讓學生將實際的航海的相關過程與實際的教學的情景進行聯系，學生可以在虛擬技術的支持之下將航海的具體的過程與實際的情景進行結合，讓學生更真實的感受自己在操縱駕駛臺，這樣不僅可以讓學生充分的掌握教師在課堂上所傳授的知識點，學生還可以發揮自己的主觀能動性，學習更多的知識點[3]。實驗教學當中使用虛擬現實技術可以讓學生每個人在操作實踐的時候都能有充分的時間進行實踐的模擬操作。使用虛擬現實技術帶領學生進行實踐教學的時候，教師只需要指導學生如何對虛擬現實技術的系統進行實踐操作，在指導結束之后學生就可以自行的使用系統進行實踐的學習和鍛煉。學生熟悉了實踐的系統之后，即便是教師沒有在現場，學生也可以自行地進行實踐的學習和訓練。所以除了課堂上的時間學習時間，學生也可以在課后的時間到實驗訓練的教室自主地進行實踐學習。

3.4 使用虛擬現實技術對學生開展教學訓練。通過虛擬現實技術對學生展開一定的訓練主要是幫助學生了解如何使用一定的軟件構建航海的設備并通過相應的設備設施展現出來。首先教師可以指導學生使用相關的三維實體軟件進行圖紙的設計和建設，讓學生通過軟件建設相應的設備推。學生通過圖紙建設能夠更加準確地了解到設備整體的模型。在模型構建完成之后還需要對模型進行一定的優化，優化的主要目的是為了讓學生對模型的各個零件部分進行打磨，學生通過打磨之后知道自己設計的圖紙中模型的問題出現在哪里，這樣學生對模型的印象和知識點會更進一步了解[4]。在完成了上述的步驟之后，教師就可以組織安排學生將相應的圖紙按照一定的操作導入到相關的虛擬現實技術的軟件當中，并通過軟件將學生設計的圖紙三維化地展現出來。這樣的虛擬現實技術的設計可以更好地幫助學生學習到航海設備各個部分的組成，學生會更加深入地了解到設備組成與結構。

4.結束語

綜上所述，在我國當前的航海教學專業當中存在著諸多的不足之處。首先是設備的限制，因為學校對于航海專業能夠投入的資金比較有限，學校如果購買相應的實體設備，實體設備數量購買有限而且對于相應的設備學校還需要進行維修和保養。其次，還包括了課程實踐教學時間比較有限的問題，因為學生如果要進行實踐操作的練習，必須要有專業人員陪同防止有問題發生。但是如果在課堂上使用虛擬現實技術展開教學，首先學校的資金成本在一定程度上可以得到節約，學校可以開設比實體技術更多的虛擬現實技術提供給學生實踐操作。除此之外，運用虛擬現實技術教學，只要學生掌握了一定的操作，可以不受時間和空間的限制展開實踐操作的訓練，學生在這些訓練當中可以更加熟悉實踐操作。

引用出處

[1]徐穎,歐健俊,鄧文博.虛擬現實技術在專業教學中的應用研究與探討[J].教育現代化,2020,v.7(16):96-97.

[2]余夢露.虛擬現實技術在職業院校教學中的應用現狀與對策研究[J].武漢交通職業學院學報,2020,22(2):62-63.

[3]劉洪濤.探討虛擬現實技術在解剖學實驗教學中的應用研究[J].國際感染病學：電子版,2020,9(2):1-2.

[4]孫琦.“精神的豐碑”虛擬博物館仿真實驗教學的探索與實踐[J].淮陰師范學院學報:自然科學版,2021,20(4):54-55.