開啟虛擬世界

【摘 要】在虛擬現(xiàn)實三維互動教學中，利用虛擬現(xiàn)實三維互動軟件能把原本抽象難以理解的教學內(nèi)容以三維互動可視化的形式來展現(xiàn)，讓老師教得生動形象，讓學生學得輕松直觀，同時學生還可以親自動手虛擬實訓，大幅縮短學生從課堂學習到了解掌握崗位實操技能的時間。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實三維互動教學 優(yōu)越性

在現(xiàn)代職業(yè)教育中，虛擬現(xiàn)實三維互動教學越來越顯示出了它巨大的優(yōu)越性。而虛擬現(xiàn)實三維互動教學離不開虛擬現(xiàn)實三維互動軟件。虛擬現(xiàn)實三維互動軟件的技術(shù)優(yōu)勢在于以下幾個方面：

一、具有能夠?qū)υO備中各個元器件物理屬性逼真模擬重現(xiàn)的三維互動虛擬現(xiàn)實技術(shù)

讓虛擬設備能夠跟真實設備一樣允許學生按需操作，如電路元器件的接線、組合裝配、通電調(diào)試等。并能用各種測量儀器儀表實時檢測電路中各元器件輸入輸出端的真實信號以判斷實訓操作的正確性。能夠讓虛擬設備像真實設備一樣產(chǎn)生各種各樣時間生產(chǎn)工作過程中可能出現(xiàn)的故障，并模擬排除出現(xiàn)的故障等。

二、構(gòu)建生動、強大、逼真的虛擬模型效果

電路仿真采用物理屬性引擎，通過三維模型及動畫展現(xiàn)仿真效果，操作簡潔直觀。實驗所需的各種仿真元器件和儀器設備都可直接選取并拖到仿真電子實驗工作臺上，還可任意旋轉(zhuǎn)場景，實現(xiàn)360度觀察。仿真儀器設備的控制面板和操作方式與實物相似，測量的波形圖和特性曲線跟實際儀器設備測量的相似，豐富的元器件庫只需簡單設置元器件參數(shù)即可使用。讓學生可以隨時隨地任意搭建仿真電路，完美解決理論教學與實際動手實驗相脫節(jié)的問題。

三、充分利用VR技術(shù)的可互動性，設計了符合人們自然交互習慣的互動操作模式

用于共享信息的人機交互界面，能激發(fā)學生的學習興趣，能提高學生的動手操作能力。支持多人同時在線學習，學生可不受時間、地點限制的隨時上機操作學習，與傳統(tǒng)實體操作儀器設備相比，既節(jié)約了學習時間，提高了學習效率，又降低了對設備的損耗。

四、操作簡單，豐富的實驗教學案例動畫，內(nèi)容展現(xiàn)方式形象生動

游戲般互動實訓，提高了學生的學習興趣。仿真三維虛擬實驗，降低實驗耗材成本，人手一臺，實驗有安全保證，實驗現(xiàn)象清楚，看得懂、學得快。開放式的教學平臺，個性化教學，操作步驟全過程記錄，在線了解學生學習情況，卡通造型步驟操作提示。

五、將各類教學資源有機融合在一起，并提供授課中心平臺

教師可以根據(jù)提供的三維互動教學資源輕松快捷的進行授課。實現(xiàn)教學、實訓、考核三位一體，在方便教師教學的同時，讓學生從聽得懂轉(zhuǎn)變?yōu)榭吹脮?，讓學生從觀摩老師操作轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H動手操作。

六、教師在這個系統(tǒng)上可自行開發(fā)虛擬實訓教學資源內(nèi)容

教師可自建三維模型及制作三維動畫或?qū)ο到y(tǒng)現(xiàn)有的3D模型與動畫進行編輯修改。教師可以任意自繪具有3D互動功能的電路圖并根據(jù)所繪電路圖自動生成3D裝配圖讓學生進行接線，同時系統(tǒng)提供電路接線，自動驗證并輸出接線正確性的判斷結(jié)果。

七、教師或?qū)W生可對邀請的全國知名教師的授課內(nèi)容進行品鑒

首頁為各類課程內(nèi)容展示，進入某一門課程后出現(xiàn)相應的課程介紹，課程評價及相關(guān)課程列表，方便教師或?qū)W生更加快捷、直接的了解本門課程大綱內(nèi)容，以便選擇。與此同時會根據(jù)教師或?qū)W生最近瀏覽授課的記錄，智能的幫助教師或?qū)W生篩選可能感興趣的類似課程。同步記錄學習進度，以方便可以下次繼續(xù)學習，提升使用體驗。

八、系統(tǒng)提供學習模式、實習模式及考試模式

學生可在學習模式下觀看詳細的正確組裝拆卸步驟動畫，可在實習模式下自行組裝拆卸。實驗內(nèi)容的編輯界面，為教師編輯實驗方案提供實時的幫助。通過該界面，教師可編輯實驗的步驟、實驗工作原理的描述或提示內(nèi)容，并可設置各個故障的排除步驟。通過網(wǎng)絡實現(xiàn)網(wǎng)上實驗，可減少真實實驗的次數(shù)和損耗，并真實實現(xiàn)教學實驗不受實驗室的空間及教學實際的限制，讓學生真正體會到24小時在線開放實驗室的優(yōu)越性和方便性。

正是因為虛擬現(xiàn)實三維互動軟件具有這樣的技術(shù)優(yōu)勢，所以虛擬現(xiàn)實三維互動教學才會具有以下優(yōu)越性：

一、顛覆了傳統(tǒng)的教學模式

利用三維技術(shù)與圖片文字相結(jié)合，不僅對儀器設備整機進行解析，還可對具體部件進行拆卸與安裝，并對各控制系統(tǒng)電路等進行仿真模擬，全方位地讓學員了解并掌握教學與實驗內(nèi)容所需的結(jié)構(gòu)及原理。顛覆了傳統(tǒng)的靜態(tài)抽象、以書本為主的教學模式。

二、極大地豐富了教學資源

虛擬仿真不僅包含數(shù)百萬傳統(tǒng)的多媒體資源（圖片、FLASH動畫、視頻、PPT等），更有多達百萬個三維互動模型動畫，含原理展示、仿真實訓、實訓考核等三維互動可視化教學資源。

三、使泛在學習成為了可能

基于互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)和泛在學習理念，可實現(xiàn)授課中心與學校信息中心、多媒體教室教學終端、學生個人電腦、平板和手機等無縫連接。還能隨時隨地調(diào)取豐富的教學資源、并實時同步最新的學習內(nèi)容和學習進度，為網(wǎng)絡學習空間人人通的實現(xiàn)提供了技術(shù)保障。

四、讓學生有身臨其境的真實體驗感

建立的各種各樣的儀器設備模型，不僅可以通過計算機模擬出各個角度所能看到的靜態(tài)的各種儀器設備的視覺效果，還可以模擬出動態(tài)的各種儀器設備的操作方法及組裝拆卸過程，包括組裝拆卸過程中所需要的工具。每個畫面上都有提示性的文字向?qū)W生充分展示，讓學生能夠自己動手操作并很好地了解各種儀器設備的構(gòu)造、操作使用與組裝拆卸。

五、節(jié)省了學習費用、提高了學習效率

許多實驗儀器設備的身價從幾十萬元到上千萬元不等，給學校的教學帶來了沉重的資金壓力。為解決這一難題，學生在虛擬現(xiàn)實三維互動教學軟件上可以掌握儀器設備的工作原理、各部件組裝拆裝、線路測試、故障排除等。解決了教育中的一些常見問題，如看不見、進不去、動不了和難再現(xiàn)等。

六、方便了教師備課

為教師的備課工作提供便捷，教師可以在備課的時候直接從資源庫中調(diào)出對應的教學素材，另外它也能提供相關(guān)資源文件的上傳、編輯、刪除、下載、預覽等?？梢园奄Y源庫看成一個放在網(wǎng)絡上的硬盤或U盤，不管你是在家中、單位的或其它任何地方，只要你連接因特網(wǎng)，你就可以管理、編輯文件，為教師的授課備課提供了便捷的服務，以實現(xiàn)對不同群體的因材施教。