將虛擬訓練引入實踐教學研究

[摘要] 開展虛擬訓練優點明顯，將虛擬訓練引入實踐教學成為必然。本文通過對當前虛擬訓練系統的分析得出，平民式桌面化的虛擬訓練系統更為符合當前實際，并提出了開發這種系統應注意的問題。最后總結了將虛擬訓練引入實踐教學的經驗做法。

[關鍵詞] 虛擬技術 虛擬訓練 實踐教學

隨著科學技術的迅猛發展，特別是虛擬現實技術進人實用化階段，開始受到各方的高度重視。相比虛擬技術在航空、航天、電力、化工、醫療等領域的廣泛應用，虛擬技術在教育領域的實際應用之路還有很大差距。目前，傳統實裝訓練實踐教學受到裝備數量、人員操作水平和環境因素的限制，已經不能滿足當前形式的需要。因此，利用虛擬技術經濟、快速、有效的特點，將虛擬訓練引入實踐教學很好的緩解甚至解決當前實踐教學中存在的諸多難題，已經成為發展的必然趨勢。

一、開展虛擬訓練的優點

1.虛擬訓練費用低效率高

開展虛擬訓練無需動用實裝，無需專業保障人員，無需到實際訓練場地。不受人員、天氣、場地、裝備的限制，在低消耗的條件下可同時滿足多人不同任務的訓練。

2.虛擬訓練即安全又環保

開展虛擬訓練不存在實裝訓練人員、裝備的安全損傷問題，沒有實際操作中產生的大量噪音、油污、廢氣等對人員的危害和對環境的污染，大大減少了訓練占用或毀壞的設備工具。

3.虛擬訓練質量高效果好

虛擬訓練能根據實際情況有針對性的提高操作人員技術上的不足，嚴格檢驗操作步驟、方法、注意事項和有關安全規定，與實裝訓練配合可以形成優勢互補，實現理想的教學效果。

二、虛擬訓練系統的選擇

目前的虛擬訓練系統按照選用的軟硬件設備和沉浸感的不同可分為貴族式和平民式兩種。貴族式需配備頭盔顯示器、三維鼠標、力回饋器等高檔外設，用戶操作的沉浸感好，但價格昂貴，技術上還不完善。平民式使用傳統外設，主要依靠軟件來實現相關功能，沉浸感不足但比較經濟，易得到普及。

顯然，在目前的條件下平民式桌面化的虛擬現實訓練系統有其獨特的優點。一方面，它體積小、費用低、運行可靠，對用戶的負擔小，易于被接受;另一方面，隨著PC機性能的快速提高，在沉浸效果和交互的實時性上有較大的提升空間，有利于利用現有資源，并易于與實裝訓練配合，比較符合我們目前裝備配備的現狀。

三、開發桌面式虛擬訓練系統應注意的問題

一個平民式桌面化的虛擬訓練系統開發，主要應注意好兩個方面的內容:一個是裝備基礎模型的建立，另外一個是人機交互仿真的控制。

1.裝備基礎模型的建立

三維模型是整個虛擬訓練系統的前提和基礎，對于一些復雜裝備，利用3D軟件在建模之初就要做好系統規劃，分解好建模任務。建模主要是實體造型，為滿足仿真實時性和逼真性的需求，建立的模型必須具備合適的多邊形數目，能夠支持實時仿真;能夠保持裝備的基本層次結構和裝配關系。

2.人機交互仿真的控制

如果系統任務模型是由操作步驟組成，那么必須細致綜合考慮受訓人員接受裝備保障知識的認知過程、操作時的交互類型、交互方式和操作反饋等因素與基礎模式的約束關系，防止在封裝時受到這些約束的限制。另外必須合理而又巧妙地應用操作反饋，這樣才能提高操作訓練內容的交互性。

四、將虛擬訓練引入實踐教學的經驗做法

1.虛實結合優勢互補

在實踐教學中將虛擬訓練與實裝訓練有機結合，充分發揮虛擬訓練重復性強、實裝訓練直觀性好的優點，實現虛擬訓練多練實裝訓練精練的目標。使虛擬訓練與實裝訓練相互補充，相互促進，克服各自缺點，發揮各自優勢，實現一次實習操作達到多次實習操作的效果。

2.從實際出發合理建設

根據不同專業特點，從實際出發，開發優質高效虛擬訓練系統，科學籌劃好硬件條件建設和開展虛擬訓練所需人才的培養。理清建設思路，確保正確方向，力求即能滿足眼前現實需要又能滿足未來發展需要，使引入虛擬訓練后的實踐教學具備高效順暢的外部環境和人員保證。

3.加強配套制度建設

要想讓引入虛擬訓練后的實踐教學運轉順暢必須有一套科學合理行之有效的規章制度和規定要求作保障。因此必須對原有實踐教學規章制度和規定要求進行調整刪減，建立和補充適合虛擬訓練的規章制度和規定要求，并形成完整的制度體系。

4.進行試點及時總結

將虛擬訓練手段引入實踐教學的應用和鋪開必須遵循教學改革的一般規律，從實際出發、因地制宜，先調查研究摸清情況，開展試點建設工作。在試點建設和運行的基礎上是查找問題，總結經驗，不斷調整和更正建設偏差和失誤;避免盲目建設，造成人力物力財力的浪費。

參考文獻:

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