Web3d技術(shù)在高職院校教學(xué)中的應(yīng)用*

邸志宏

(忻州職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 山西 忻州 034000)

Web3d技術(shù)在高職院校教學(xué)中的應(yīng)用*

邸志宏

(忻州職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 山西 忻州 034000)

一些高職院校在技能型人才培養(yǎng)過程中遇到的最大的問題就是實(shí)訓(xùn)設(shè)備滯后，實(shí)習(xí)條件跟不上社會和技術(shù)發(fā)展的要求，從而使得高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)受到極大的制約。我們利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的Web3d技術(shù)來解決這個問題，取得了比較滿意的效果。學(xué)院通過校企合作開發(fā)的路子實(shí)現(xiàn)了Web3d技術(shù)在機(jī)械類專業(yè)、旅游類專業(yè)、財經(jīng)類專業(yè)實(shí)訓(xùn)中的初步應(yīng)用，為Web3d技術(shù)在高職院校中的應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí);Web3d;校企合作

近年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢的變化，技能型人才需求不斷增加，培養(yǎng)更多高素質(zhì)技能型人才已經(jīng)成為高等職業(yè)院校刻不容緩的任務(wù)。然而，一些高職院校在技能型人才培養(yǎng)過程中遇到的最大的問題就是實(shí)訓(xùn)設(shè)備滯后，實(shí)習(xí)條件跟不上社會和技術(shù)發(fā)展的要求，從而使得高素質(zhì)技能型人才培養(yǎng)受到極大的制約。

如何解決這個問題，在教育部、財政部下發(fā)的《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》(教高［2006］16號)文中提到加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)基地建設(shè)是高等職業(yè)院校改善辦學(xué)條件、彰顯辦學(xué)特色、提高教學(xué)質(zhì)量的重點(diǎn)，各高職院校要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，開發(fā)虛擬工廠、虛擬車間、虛擬工藝、虛擬實(shí)驗(yàn)。這個文件為我們提供了一種思路，我們可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的Web3d技術(shù)來解決這個問題。

一、Web3d技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)是指用計算機(jī)生成的一種特殊環(huán)境，人可以通過使用各種特殊裝置將自己“投射”到這個環(huán)境中，并操作、控制環(huán)境，實(shí)現(xiàn)特殊的目的，即人是這種環(huán)境的主宰［1］。概括地說，虛擬現(xiàn)實(shí)是人們通過計算機(jī)對復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化操作與交互的一種全新方式。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)，能夠使學(xué)生由知識的被動接受者變成了虛擬環(huán)境中的參與者，可以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，帶給學(xué)生體驗(yàn)式學(xué)習(xí)的愉悅經(jīng)歷。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等教育尤其是高等職業(yè)教育中有著廣闊的應(yīng)用前景。

Web3d技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的一種。通過使用Web3d技術(shù)可以開發(fā)出應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)頁面中達(dá)到照片級渲染效果的虛擬場景，實(shí)現(xiàn)動畫效果，并可根據(jù)瀏覽者輸入的指令及時反饋信息，達(dá)到人機(jī)交互的目的。Web3d還可以簡單地被看成是Web技術(shù)和3d技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，網(wǎng)絡(luò)性、三維性和交互性是其顯著的本質(zhì)特征［2］。

通過應(yīng)用Web3d技術(shù)，用戶可以在網(wǎng)上瀏覽以三維形式表現(xiàn)的物體，并進(jìn)行交互性操作。Web3d能以較低的成本獲得一定程度的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，它在立體空間的展示，立體物體的展示，展品的介紹，虛擬空間的營造與構(gòu)建，虛擬場景的構(gòu)造等方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢。Web3d技術(shù)利用這些優(yōu)勢構(gòu)建的虛擬環(huán)境能夠給學(xué)生以真實(shí)的體驗(yàn)，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，提高學(xué)生的想象力［2］。利用Web3d技術(shù)構(gòu)建的虛擬實(shí)習(xí)環(huán)境能夠彌補(bǔ)高等職業(yè)院校由于資金缺乏、場地緊張而造成的實(shí)習(xí)條件滯后的局面，很大程度上緩解“學(xué)”與“練”的問題，并且可以模擬實(shí)踐教學(xué)中的危險環(huán)節(jié)，避免了傷害。

二、Web3d技術(shù)在高職教育教學(xué)中的應(yīng)用

在我院的高職專業(yè)當(dāng)中，機(jī)械設(shè)計與制造專業(yè)在實(shí)訓(xùn)當(dāng)中需要購買昂貴的設(shè)備，并且設(shè)備要經(jīng)常更新，還需經(jīng)常購買實(shí)驗(yàn)耗材。旅游管理專業(yè)在實(shí)訓(xùn)當(dāng)中需要到旅游景點(diǎn)實(shí)訓(xùn)，這也要付出很多的人力、財力。財經(jīng)類專業(yè)在實(shí)訓(xùn)當(dāng)中沒有合適的市場環(huán)境。鑒于這些專業(yè)的特點(diǎn)，它們可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來解決。我們采取了先進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)模擬，再進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)踐的辦法來培養(yǎng)學(xué)生的技能，這樣做達(dá)到了事半功倍的效果。

1.在機(jī)械設(shè)計與制造專業(yè)的應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計與制造專業(yè)在實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)中，走校企合作開發(fā)的路子，與本地的法蘭廠家共同建立了數(shù)控機(jī)床虛擬實(shí)驗(yàn)室。虛擬實(shí)驗(yàn)室是在學(xué)?，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)設(shè)備的基礎(chǔ)上構(gòu)建的，軟件采用Web3d技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

我們采用了很多高職院校使用的《虛擬數(shù)控機(jī)床仿真實(shí)訓(xùn)與考核系統(tǒng)》，該系統(tǒng)提供了學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)和考核三大平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)床操作全過程仿真、加工運(yùn)行全環(huán)境仿真、全面的碰撞檢測、進(jìn)行數(shù)控程序處理、傳輸程序、測量工件。該系統(tǒng)采用Converse3d虛擬現(xiàn)實(shí)引擎構(gòu)建數(shù)控機(jī)床主機(jī)及其部件三維模型，所有部件都可360度全方位觀看，具有真實(shí)、直觀、立體的效果，并將其發(fā)布為網(wǎng)絡(luò)瀏覽器可以瀏覽的網(wǎng)頁格式，通過在網(wǎng)頁中加入相應(yīng)的JavaScirpt腳本語言，以使該模型具有交互功能。學(xué)生在操作中可以不斷改變參數(shù)，即可獲得即時的模型反饋信息。

通過數(shù)控機(jī)床虛擬實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生操作的熟練程度提高，對于危險的環(huán)節(jié)也有了清楚的認(rèn)識，在現(xiàn)場操作中會更加熟練和安全。

2.在旅游管理專業(yè)的應(yīng)用

旅游管理專業(yè)在實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)中，與旅行社合作，在計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的技術(shù)支持下，建立了旅游虛擬實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)。該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)采用Converse3d虛擬現(xiàn)實(shí)引擎，畫面具有極高沉浸感，系統(tǒng)包括示范講解模塊和考核模塊。學(xué)生既可以沿旅游路線漫游，也可以在某一景點(diǎn)駐足，或者進(jìn)入景點(diǎn)聽取導(dǎo)游的精彩講解，或者自己進(jìn)行講解，由系統(tǒng)給出得分。該系統(tǒng)設(shè)置了不同類型的多個旅游場景，使學(xué)生能夠在不同的場景中得到充分的練習(xí)。學(xué)生完全是在一個接近于真實(shí)的虛擬環(huán)境下學(xué)習(xí)，不再是傳統(tǒng)的書本教育和普通的多媒體教學(xué)，從而極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。

3.在財務(wù)類專業(yè)的應(yīng)用

財務(wù)類專業(yè)與計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)合作，建立了3d虛擬商城。虛擬商城采用嵌入IE等主流瀏覽器的方式運(yùn)行，無需下載客戶端，嵌入Web頁面中，三維場景數(shù)據(jù)在用戶瀏覽過程中，采取動態(tài)多線程技術(shù)逐步下載到本地，不影響用戶操作，與B2C商城僅僅停留在純網(wǎng)頁的二維展示層面上相比，3d虛擬商城集虛擬場景、即時聊天、電子商務(wù)于一體，使人們的購物體驗(yàn)煥然一新。用戶可以選擇自己喜歡的角色在商城中漫游，購買自己喜歡的商品，還可以自己做虛擬售貨員，以三維的形式展示商品，裝修自己的店鋪。在虛擬商城的設(shè)計中，融入了ERP管理理念，使得電子商城的設(shè)計更加合理。學(xué)生通過使用3d虛擬商城，將平時所學(xué)各種營銷、財務(wù)管理、ERP的知識融入其中，對于學(xué)生知識的掌握大有裨益，以便將來更好適應(yīng)競爭激烈的市場。

學(xué)院通過校企合作開發(fā)的路子實(shí)現(xiàn)了Web3d技術(shù)在機(jī)械類專業(yè)、旅游類專業(yè)、財經(jīng)類專業(yè)實(shí)訓(xùn)中的初步應(yīng)用，其表明Web3d技術(shù)有助于解決不可視、不可摸、不可入、危險性場所的實(shí)訓(xùn)問題，解決了一些高職院校實(shí)訓(xùn)資金不足、設(shè)備型號落后，場地限制的問題。同時將Web3d技術(shù)引入到各專業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，提高了教學(xué)質(zhì)量，解決了部分實(shí)踐性環(huán)節(jié)教學(xué)難題，加快了高素質(zhì)技能型人才的培養(yǎng)。

［1］百度.VR 的概念.http://zhidao.baidu.com/question/64264179.html.

［2］郭磊.Web3D技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)中的應(yīng)用［J］.陜西教育(高教版)，2009，(8).

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