淺析虛擬現(xiàn)實技術在機械類網絡教學中的應用

戚鵬展

摘要：本文主要分析了虛擬現(xiàn)實技術在機械類網絡教學中的應用，首先介紹了虛擬現(xiàn)實技術在機械類網絡教學中的桌面式、沉浸式、疊加式、分布式的虛擬現(xiàn)實關鍵技術，之后闡述了其在教學資源和教學網站的構建應用，希望以此提升機械類學科的教學質量。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實；網絡教學；應用

一、概述

利用虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)機械類學科的網絡教學，大大提升了機械類學科教學的效率和質量。通過虛擬現(xiàn)實技術，將機械相關的理論知識、各種設計圖、裝配圖、零件、機械動作設計等內容通過虛擬現(xiàn)實技術展現(xiàn)出來，突破了傳統(tǒng)口述和二維圖畫展示的教學方式，突出了現(xiàn)代教學理念中對機械理論知識的分析及對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而完成機械結構的設計與分析、機械運動方案的設計等內容，真正提升了學生的學習能力。虛擬現(xiàn)實技術在機械類網絡教學中的應用研究，對整合機械類學科教學資源，提升教學效果和質量具有非常重要的現(xiàn)實意義。

二、機械類網絡教學中的虛擬現(xiàn)實技術

虛擬現(xiàn)實技術是一個非常廣泛的概念，一般指采用穿戴式數(shù)碼設備來實現(xiàn)的虛擬場景技術，即能夠通過虛擬現(xiàn)實，讓人們體驗真實場景的相關技術和方法。

在機械類網絡教學中使用的關鍵虛擬現(xiàn)實技術包括桌面式、沉浸式、疊加式、分布式。桌面式虛擬現(xiàn)實技術是以計算機為基礎，通過顯示器，采用虛擬現(xiàn)實技術展示物體模型，通過輸入設備對物體模型進行360°的操作和瀏覽，從而實現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實世界交互和體驗的一種技術。沉浸式虛擬現(xiàn)實技術是通過穿戴式設備，為體驗者從視覺、聽覺、觸覺等多感官角度創(chuàng)造一個全新的虛擬環(huán)境，從而使其融入虛擬環(huán)境中體驗逼真的模擬效果。疊加式虛擬現(xiàn)實技術是在沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基礎上，通過將顯示實際環(huán)境的相關數(shù)據(jù)輸入到計算機中，而后以穿透型的頭盔顯示器為基礎，疊加計算機在實際環(huán)境的數(shù)據(jù)基礎上虛擬的圖像，從而帶給體驗者虛擬環(huán)境的逼真感受。疊加式虛擬顯示技術增強了體驗者的虛擬感受，其可以真實地按照實際工作需求對虛擬環(huán)境中的虛擬物體進行操作，從而完成相關的虛擬體驗。在疊加虛擬現(xiàn)實技術上，增強實際的數(shù)據(jù)傳輸，將體驗者的動作真實地同步到生產環(huán)境中，可以借助虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)生產環(huán)境的操作。分布式虛擬現(xiàn)實技術是在其他虛擬現(xiàn)實技術的基礎上，借助互聯(lián)網打造一個豐富、共享的虛擬空間，從而突破上述虛擬現(xiàn)實技術的空間限制，實現(xiàn)世界各地體驗者的零距離體驗，進行機械類學科的學習與交流。分布式虛擬現(xiàn)實技術將計算機處理、數(shù)據(jù)存儲借助云計算、大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)分布處理，通過不同地理位置的分布計算機共同協(xié)調，從而實現(xiàn)遠程協(xié)作的教學目的。

三、虛擬現(xiàn)實技術在機械類網絡教學中的應用

1.構建機械類網絡教學平臺的虛擬資源

通過虛擬現(xiàn)實技術，教師可以構建完善、可視化、形象直觀的機械類網絡虛擬平臺資源。學生在課前預習或課后復習時，能夠通過該虛擬平臺中直觀形象的網絡虛擬模型，實現(xiàn)對相關機械類理論知識的學習和思考，進而提升自己的空間思考意識和創(chuàng)新能力。首先，通過虛擬現(xiàn)實技術，能夠為機械類學科構建虛擬網絡教學平臺。結合微課的形式，學生在教師的講解下，對教學模型進行全方位的學習，對機械結構和動作原理進行分析和理解。其次，通過虛擬網絡教學平臺，可以豐富學習環(huán)境。通過各種全新、直觀的教學模型，教師可以讓學生對新型教學方式產生好奇心，進而對機械類學科的學習呈現(xiàn)濃厚的興趣，從而在教學平臺上與教師和其他學生進行溝通和交流，最終提升教學質量。最后，基于虛擬現(xiàn)實技術的教學平臺增強了機械類學科教學的交互性和可視性。學生學習機械理論知識、分析機械結構和動作原理將更加輕松，真正掌握機械類學習的理論知識和內容。

2.構建虛擬現(xiàn)實化的實訓網站

基于虛擬現(xiàn)實技術，可以輕松實現(xiàn)DW可視化的網頁編輯器，從而讓學生輕松地對網絡預訂的教學模型進行查看、編輯、增強等操作。學生登錄到該教學網站，通過自己掌握的理論知識，可以對機械類教學模型進行設計、同步設置、還原等操作，將理論知識應用在虛擬現(xiàn)實中，從而提高學生的交互性學習和實際應用技能。

四、總結

基于虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)的機械類網絡教學平臺，利用現(xiàn)代網絡技術對傳統(tǒng)教學方法進行改進，可以彌補傳統(tǒng)教學過程中的不足，提升學生的實際分析能力和動手實踐能力，真正提升學生對機械類知識的理解和應用。

參考文獻：

熊曉紅.基于虛擬現(xiàn)實技術的機械類網絡教學平臺研究[J].南方農機，2016，47（10）：135.