虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在應(yīng)用型本科院校實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中的重要性研究

[摘 要]隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸普及到社會(huì)中個(gè)各個(gè)領(lǐng)域中。通信工程的發(fā)展與應(yīng)用也是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正常運(yùn)行的關(guān)鍵措施針對(duì)通信工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中危險(xiǎn)性高、費(fèi)用大以及事故與故障的再現(xiàn)與模擬處理等問(wèn)題，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到通信專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中來(lái)，使得學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中能夠了解完整的工作過(guò)程和知識(shí)體系，建立起與未來(lái)工作具體實(shí)踐的聯(lián)系，從而更好地適應(yīng)未來(lái)工作崗位的要求。者將根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，綜合分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在應(yīng)用型本科院校實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中的重要性研究，分析以通信工程專業(yè)為出發(fā)點(diǎn)。

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；本科院校；實(shí)踐教學(xué)；通信工程

中圖分類號(hào)：TH411 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）34-0016-01

現(xiàn)階段來(lái)看，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人類辦公生活中和娛樂(lè)休閑中的一個(gè)重要平臺(tái)，在生活領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域等均需要使用計(jì)算機(jī)。我國(guó)在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中均依靠計(jì)算機(jī)來(lái)控制，在日常辦公過(guò)程中也需要計(jì)算機(jī)的相關(guān)支持。隨著我國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，而以計(jì)算機(jī)以及虛擬技術(shù)為背景的通信工程專業(yè)就是依靠計(jì)算以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的專業(yè)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠通過(guò)數(shù)據(jù)模型來(lái)模仿真實(shí)的環(huán)境從而達(dá)到現(xiàn)實(shí)中無(wú)法達(dá)到的高度要求，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也可以被應(yīng)用到實(shí)驗(yàn)中，來(lái)進(jìn)行仿真分析，為科學(xué)家或者研究者提供必要的數(shù)據(jù)支持。本文接下來(lái)就將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用本科院校通信工程教學(xué)實(shí)踐中的意義以及作用進(jìn)行分析。

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本含義、基本特點(diǎn)

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本含義

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是綜合了以下幾種技術(shù)的一種現(xiàn)實(shí)模擬技術(shù)：（1）傳感器技術(shù)——sensor technology；（2）計(jì)算機(jī)成像技術(shù)——Computer imaging technology；（3）計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)——Computer graphics technology。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的技術(shù)，能夠?qū)⑺憩F(xiàn)出來(lái)的圖像應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)中。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的人需要戴上特制的頭盔和手套才能夠進(jìn)行傳感，從而讓計(jì)算機(jī)的輸入感和真實(shí)感更為強(qiáng)烈。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有以下兩個(gè)鮮明特點(diǎn)：（1）交互性；（2）想象性。通過(guò)使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠讓用戶在虛擬的環(huán)境下有一個(gè)良好的互動(dòng)，讓用戶能夠釋放出自己的最大能量，繼而在輕松的狀態(tài)下工作。一旦工作過(guò)程中出現(xiàn)意外事故，也能夠自動(dòng)修復(fù)。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為用戶提供了一個(gè)保障的空間和平臺(tái)。用戶在此環(huán)境中，能夠大膽的開(kāi)拓思維和發(fā)揮想象力，使得其工作效率大大提高。

2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在通信工程專業(yè)教學(xué)過(guò)程中存在的基本問(wèn)題

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的知識(shí)儲(chǔ)備無(wú)法跟上時(shí)代發(fā)展步伐

我國(guó)現(xiàn)階段關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)理論不夠充足，因此無(wú)法全方位地概括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的各個(gè)細(xì)節(jié)，最終一旦出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)勢(shì)必會(huì)無(wú)法找到合適的解決手段和方法。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，需要一些專業(yè)人才來(lái)解決其中問(wèn)題。在研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過(guò)程中，由于缺乏完善的設(shè)備以及專業(yè)型的人才，所以導(dǎo)致虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)展不夠順利。據(jù)調(diào)查研究顯示，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究帶來(lái)的好處比較多，但是受到一定限制，因此我國(guó)本科院校的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)其院校自身的實(shí)際情況具體問(wèn)題具體分析，從通信工程專業(yè)的實(shí)際情況考慮，調(diào)查問(wèn)題，以虛擬技術(shù)為出發(fā)點(diǎn)，將虛擬技術(shù)科學(xué)合理的應(yīng)用至通信工程專業(yè)教學(xué)過(guò)程中。

2.2 虛擬與現(xiàn)實(shí)之間無(wú)法很好地對(duì)接

在虛擬環(huán)境中，由于使用者的操作方法無(wú)法運(yùn)用大現(xiàn)實(shí)中，所以使得虛擬與現(xiàn)實(shí)之間無(wú)法很好地對(duì)接。同時(shí)通信專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中涉及通信線路工程設(shè)置，衛(wèi)星、移動(dòng)通信基站設(shè)備的安裝，綜合布線等內(nèi)容均存在一定危險(xiǎn)性，為實(shí)際中的實(shí)踐教學(xué)帶來(lái)一定困難。

3.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在本科院校通信工程專業(yè)教學(xué)中的重要性以及具體應(yīng)用

3.1 重要性

目前，我國(guó)大多數(shù)的新建應(yīng)用型本科院校仍然沿用傳統(tǒng)教學(xué)模式，注重理論知識(shí)的灌輸、忽視動(dòng)手實(shí)踐的環(huán)節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)少、自主學(xué)習(xí)能力差。雖然學(xué)校已經(jīng)逐漸意識(shí)到實(shí)踐教學(xué)的重要性，并在一定程度上加大實(shí)踐教學(xué)在整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中的比重，但是由于受現(xiàn)有教學(xué)模式的影響，其有效性、創(chuàng)造性、發(fā)展性都在低級(jí)層面上徘徊?？偨Y(jié)起來(lái)目前高校實(shí)踐教學(xué)存在以下幾個(gè)問(wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊更新不夠及時(shí)；（2）某些實(shí)驗(yàn)由于存在危險(xiǎn)性，難以進(jìn)行；（3）一些實(shí)驗(yàn)消耗材料過(guò)多，增加經(jīng)費(fèi)開(kāi)支；（4）設(shè)備臺(tái)套數(shù)有限，滿足不了學(xué)生人人動(dòng)手的需要等。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所要求的模型數(shù)據(jù)要求精度非常之高，因此需要控制虛擬化的技術(shù)也很高，將可視化操作進(jìn)入其中具有一定的代入感。從學(xué)科角度來(lái)看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在通信工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)中將大有可為，首先我們可以解決實(shí)操實(shí)訓(xùn)中危險(xiǎn)性大的問(wèn)題，如通信設(shè)備的安裝，綜合布線等；其次，我們可以解決實(shí)操實(shí)訓(xùn)中費(fèi)用太高的問(wèn)題，能夠滿足公司的實(shí)際需要；同時(shí)可以解決一些小概率事件（事故與故障的再現(xiàn)與模擬處理等），從而使得學(xué)生在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中能夠了解完整的工作過(guò)程和知識(shí)體系，建立起與未來(lái)工作具體實(shí)踐的聯(lián)系，從而更好地適應(yīng)未來(lái)工作崗位的要求。

3.2 具體應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)中，也是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的形式之一，這種教學(xué)方法可以進(jìn)一步分為兩大類即：虛擬實(shí)驗(yàn)以及虛擬訓(xùn)練。

第一，虛擬實(shí)驗(yàn)：傳統(tǒng)的模擬電子線路、單片機(jī)、程控交換等實(shí)踐教學(xué)依賴于實(shí)驗(yàn)設(shè)備（包括實(shí)驗(yàn)箱、仿真器、萬(wàn)用表等），使得實(shí)驗(yàn)室前期建設(shè)投入巨大，此外相關(guān)設(shè)備的發(fā)展和更新速度都非?？欤⑶覂r(jià)格昂貴，在實(shí)踐教學(xué)中往往是三到四人一組，嚴(yán)重影響實(shí)踐教學(xué)效果；同時(shí)傳統(tǒng)的通信原理、計(jì)算機(jī)原理等實(shí)踐教學(xué)都是利用圖示或放視頻的方式向?qū)W生展示，這種互動(dòng)性很弱的教學(xué)方式不利于學(xué)生理解記憶，很難形成一套完整的知識(shí)體系。基于以上問(wèn)題，可以采用模擬實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)制作仿真課件或者在實(shí)踐中引入虛擬電子實(shí)驗(yàn)軟件的方法，營(yíng)造一個(gè)可供觀察并可以動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作，對(duì)虛擬世界中的事物進(jìn)行控制。

第二， 虛擬訓(xùn)練：通信設(shè)備維修、基站配置、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、電力操作等實(shí)踐實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目是通信工程專業(yè)中既重要又危險(xiǎn)的實(shí)踐項(xiàng)目，同時(shí)相關(guān)的通信設(shè)備（如基站等）價(jià)格昂貴，發(fā)展、更新速度快，并且二次開(kāi)發(fā)和維護(hù)費(fèi)用也很高；這使得傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)很難進(jìn)行，而學(xué)生對(duì)于以上設(shè)備的操作訓(xùn)練卻也是十分必要，不可或缺?；谝陨蠁?wèn)題，我們可以采用虛擬訓(xùn)練方法，利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，制造一個(gè)接近真實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境，讓學(xué)生身處其中，自己動(dòng)手操縱儀器，獲得經(jīng)驗(yàn)，掌握工作能力。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文根據(jù)相關(guān)工作經(jīng)驗(yàn)，綜合分析虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在應(yīng)用型本科院校實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中的重要性研究，分析以通信工程專業(yè)為出發(fā)點(diǎn)。綜上所述，從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用到計(jì)算機(jī)的維護(hù)、組裝開(kāi)始分析，將具體問(wèn)題應(yīng)用到實(shí)際共組中，不難發(fā)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國(guó)雖然取得了一定進(jìn)步，但是由于基礎(chǔ)比較差，所以無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)快速推廣。

參考文獻(xiàn)

[1] 李安，周南潤(rùn)，王玉皞等.通信工程國(guó)家級(jí)特色專業(yè)虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，32（1）：150-154.

[2] 范孟娟，嚴(yán)焰，鐘英等.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在體育節(jié)目制作中的應(yīng)用：機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J].武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，50（12）：18-22.

作者簡(jiǎn)介

李冰冰，（1989.02.21-）性別：女，籍貫：吉林省，民族： 漢族，學(xué)歷：研究生，職稱：助教，研究方向：實(shí)踐教學(xué)改革，數(shù)字信號(hào)處理.endprint