基于虛擬交互技術(shù)的高職園林測(cè)量實(shí)訓(xùn)改革研究

尹曉科

【摘要】虛擬交互技術(shù)在教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，具有巨大的應(yīng)用前景。本文探討了虛擬交互技術(shù)的概念、特征、優(yōu)越性以及在高職園林測(cè)量實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】虛擬交互技術(shù) 高職園林測(cè)量實(shí)訓(xùn)

【中圖分類號(hào)】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）26-0225-01

一、虛擬交互技術(shù)

虛擬交互技術(shù)是一門新興的綜合信息技術(shù)，融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像處理、多媒體技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)等多方面信息技術(shù)。它通過(guò)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)構(gòu)成三維數(shù)字模型，產(chǎn)生逼真的虛擬環(huán)境，在視覺(jué)上給用戶一種多維度的虛擬環(huán)境。與通常的CAD、3DMAX系統(tǒng)所產(chǎn)生的三維模型不同，它不是一個(gè)靜態(tài)的世界，而是一個(gè)互動(dòng)的環(huán)境。

虛擬交互技術(shù)主要有以下四個(gè)特征：第一，強(qiáng)烈的臨場(chǎng)感。用戶在模擬環(huán)境中，能夠感到虛擬世界是真實(shí)存在的。第二，友好的交互性。交互性是指用戶對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度。例如，用戶用手直接抓取環(huán)境中的物體時(shí)，手里會(huì)有握著東西的感覺(jué)，并可以感覺(jué)到物體的重量，視場(chǎng)中的物體也隨著手的移動(dòng)而移動(dòng)。第三，多感知性。除了具有一般計(jì)算機(jī)的視覺(jué)感知外，還具備聽(tīng)覺(jué)感知、力覺(jué)感知、觸覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知甚至包括味覺(jué)感知、嗅覺(jué)感知等。第四，虛擬交互世界的自主性。也就是說(shuō)虛擬環(huán)境中的物體會(huì)依據(jù)物理定律進(jìn)行動(dòng)作。

二、虛擬交互技術(shù)在高職園林測(cè)量實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的作用

目前高職園林測(cè)量的實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)大多是使用測(cè)量?jī)x器對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐能力培養(yǎng)。受各種現(xiàn)實(shí)條件影響，某些實(shí)訓(xùn)內(nèi)容環(huán)節(jié)往往不能較好的完成，影響了學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，抑制了學(xué)生的創(chuàng)造能力。

虛擬交互技術(shù)應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)飛躍。學(xué)生與虛擬環(huán)境是互相作用、互相影響的一個(gè)整體的兩個(gè)方面，它營(yíng)造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式代之為學(xué)習(xí)者通過(guò)自身與信息和環(huán)境的相互作用來(lái)得到知識(shí)、技能的新型學(xué)習(xí)方式。虛擬實(shí)訓(xùn)既可縮短訓(xùn)練的時(shí)間，又可獲得更加直觀、真實(shí)的效果，還能將測(cè)量?jī)x器的結(jié)構(gòu)原理和精密設(shè)備作虛擬實(shí)訓(xùn)，一方面培養(yǎng)學(xué)生操作、維護(hù)和檢修儀器的技能，另一方面培養(yǎng)學(xué)生自我訓(xùn)練的意識(shí)和創(chuàng)新能力。虛擬交互技術(shù)在高職園林測(cè)量的實(shí)訓(xùn)中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1.建設(shè)基于虛擬設(shè)備的虛擬實(shí)訓(xùn)室

高職園林測(cè)量課程的實(shí)踐性非常強(qiáng)，隨著科技的發(fā)展，測(cè)量?jī)x器的升級(jí)換代非常快，特別是在當(dāng)前創(chuàng)新教育引領(lǐng)學(xué)生發(fā)展的環(huán)境下，平均不到五年，儀器就已無(wú)法滿足學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)需要。由于測(cè)量?jī)x器的被動(dòng)淘汰，必然產(chǎn)生大量的更新需求，因此高額的采購(gòu)費(fèi)用是成為高職院校實(shí)訓(xùn)教學(xué)迅速發(fā)展和改革的最大瓶頸。相對(duì)于現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)場(chǎng)所的建設(shè)，投資建立一套相應(yīng)的虛擬交互系統(tǒng)的投資要小得多。通常虛擬交互系統(tǒng)的投資是現(xiàn)實(shí)儀器及相關(guān)設(shè)備投資的十幾分之一。測(cè)量?jī)x器在將來(lái)會(huì)不斷更新?lián)Q代，而用虛擬交互技術(shù)的實(shí)訓(xùn)基地只需要在原有基礎(chǔ)上改進(jìn)、完善即可，不再需要任何投入。因此，從科學(xué)技術(shù)上尋求一種新型的、實(shí)用的方法來(lái)建設(shè)基于虛擬儀器的虛擬實(shí)訓(xùn)室，必將是高職教育走出實(shí)訓(xùn)困境的唯一出路。

2.激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維

虛擬交互技術(shù)具有強(qiáng)烈的“身臨其境”的沉浸感和發(fā)人想象的刺激性，利用它進(jìn)行實(shí)訓(xùn)教學(xué)可以給學(xué)生一種強(qiáng)烈的真實(shí)感，可為學(xué)生提供實(shí)際操作替代經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，利用虛擬交互技術(shù)開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生可有更多的實(shí)踐機(jī)會(huì)，高效大膽地進(jìn)行多次嘗試，其積極主動(dòng)性增強(qiáng)，實(shí)踐的趣味性較強(qiáng)，實(shí)踐方式靈活多樣。同時(shí)，通過(guò)虛擬交互技術(shù)，可將學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的假設(shè)進(jìn)行虛擬，呈現(xiàn)相應(yīng)的結(jié)果或效果。這樣有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，進(jìn)行主動(dòng)的探索性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。

3.技能訓(xùn)練綜合全面

由于虛擬交互技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在逼真的虛擬環(huán)境中以自然的方式進(jìn)行交互，所以它非常適合技能培訓(xùn)。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，學(xué)生的主要精力可放在原理的理解應(yīng)用、實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)及操作具體情境中，軟件的幫助功能可以有效解決教師指導(dǎo)力度不夠的弊端，有利于提高實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量。

虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性和交互性，使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個(gè)角色，全身心地投入到學(xué)習(xí)中去，這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。利用沉浸型虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以做各種各樣的技能訓(xùn)練，對(duì)高職的實(shí)訓(xùn)、技能性教學(xué)有著無(wú)比強(qiáng)大的推動(dòng)作用。

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