高職實(shí)訓(xùn)教學(xué)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

許晶 楊曉輝

【摘要】本文主要研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高職院校機(jī)械制造專業(yè)實(shí)訓(xùn)中的運(yùn)用方法，通過分析已有的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)或者生產(chǎn)中的應(yīng)用，結(jié)合高職院校機(jī)械制造專業(yè)實(shí)訓(xùn)的特點(diǎn)和內(nèi)容，探討研究面向高職院校機(jī)械制造專業(yè)實(shí)訓(xùn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的框架體系和教學(xué)平臺。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 高職院校 機(jī)械制造 實(shí)訓(xùn)教學(xué)

【中圖分類號】G71 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）03-0246-02

前言

我國高職院校的教學(xué)目標(biāo)，就是培養(yǎng)在生產(chǎn)、建設(shè)、管理和服務(wù)第一線的高技能專門人才。操作技能的培養(yǎng)是高職院校教學(xué)活動(dòng)區(qū)別于其他院校教學(xué)活動(dòng)的特點(diǎn)。操作技能的要領(lǐng)只能在反復(fù)實(shí)踐中逐漸加強(qiáng)。然而，由于機(jī)械制造專業(yè)實(shí)訓(xùn)開支較大且具有一定的危險(xiǎn)性，還存在師資力量受限的問題，老師不可能對每一個(gè)學(xué)生作針對性指導(dǎo)，故實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)效性并不強(qiáng)。鑒于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有其諸多優(yōu)點(diǎn)，探索將其應(yīng)用到高等職業(yè)學(xué)校機(jī)械制造專業(yè)實(shí)訓(xùn)當(dāng)中，通過虛擬現(xiàn)實(shí)的方法，學(xué)生可以根據(jù)自己的基礎(chǔ)知識及動(dòng)手情況對于實(shí)訓(xùn)進(jìn)度和內(nèi)容進(jìn)行側(cè)重和把握。這樣一方面是讓學(xué)生更好地結(jié)合自己的實(shí)際情況進(jìn)行學(xué)習(xí)，有更為穩(wěn)固和踏實(shí)的學(xué)習(xí)過程，另一方面節(jié)約了教學(xué)成本、減小了教學(xué)危險(xiǎn)性。

一、高職實(shí)訓(xùn)教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀

高職院校是培養(yǎng)基層第一線的高級技術(shù)應(yīng)用型專門人才的基本平臺。在人才培養(yǎng)過程中，或者說是實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，其主要實(shí)現(xiàn)手段是依托課程學(xué)習(xí)體系。隨著教學(xué)手段和教學(xué)方法的變革，以及高等院校教學(xué)手段的豐富化、多樣化，高職教育的發(fā)展也步入一個(gè)嶄新的階段，各個(gè)高職院校在師資力量、教學(xué)設(shè)備、教學(xué)環(huán)境等方面投入了大量的精力和財(cái)力，且成效顯著。但從實(shí)訓(xùn)教學(xué)方面來看，依舊存在以下問題：

1.教學(xué)場地有限，教師在講解過程中，由于設(shè)備器材有限，只有部分學(xué)生能較為清楚地看到設(shè)備器材；

2.實(shí)訓(xùn)教學(xué)所用器材種類多、成本高，大量設(shè)備器材磨損折舊量大；

3.由于科技發(fā)展迅速，教學(xué)器材的更新?lián)Q代無法趕上技術(shù)的進(jìn)步；

4.在車間教學(xué)時(shí)，學(xué)生在操作中存在一定的危險(xiǎn)性；

5.由于學(xué)生是學(xué)習(xí)，對于儀器設(shè)備不夠熟悉，在實(shí)踐中誤操作較多，容易導(dǎo)致儀器設(shè)備故障甚至無法使用，因此也存在一定的安全隱患。

近幾年，由于高職院校招生人數(shù)大幅度增加、實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)缺乏、實(shí)訓(xùn)設(shè)備陳舊落后，以及真正建立企業(yè)實(shí)習(xí)基地難度大等原因，實(shí)訓(xùn)教學(xué)難已經(jīng)成為長期困擾高職院校實(shí)踐教學(xué)的普遍性問題。

實(shí)踐表明：運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，為每個(gè)學(xué)生提供在虛擬崗位中的動(dòng)手操作機(jī)會(huì)，進(jìn)而達(dá)到預(yù)期教學(xué)目的。因此，構(gòu)建基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的機(jī)械制造專業(yè)實(shí)訓(xùn)平臺，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)型崗位和相應(yīng)的崗位場景，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)與職業(yè)崗位的無界化具有重要意義。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的優(yōu)勢

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械專業(yè)課程體系中，利用其優(yōu)秀的沉浸性和交互性，擺脫了學(xué)生過度依賴課本的現(xiàn)實(shí)，突破了傳統(tǒng)的教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)了將課堂從“二維”擴(kuò)展到“三維”。將學(xué)生被動(dòng)式學(xué)習(xí)變?yōu)榛?dòng)式學(xué)習(xí)，有效地幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)其動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。使教學(xué)內(nèi)容更加逼真形象，教學(xué)過程更加生動(dòng)靈活。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)既能改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容，又能改善教學(xué)實(shí)踐，同時(shí)還能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。它對于增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的實(shí)效性有明顯的作用：

1.高度激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。虛擬現(xiàn)實(shí)提供了一種寓樂于學(xué)的學(xué)習(xí)形式，這有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在虛擬現(xiàn)實(shí)中，基于自然方式的交互作用和個(gè)性化學(xué)習(xí)環(huán)境提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生不僅僅是一個(gè)觀察者，還是動(dòng)作積極參與者。在這種虛擬的環(huán)境中，學(xué)生的各種感覺與虛擬的學(xué)習(xí)情境相互聯(lián)系和作用。

2.突破時(shí)間和空間限制。建構(gòu)主義主張學(xué)習(xí)情境與實(shí)際情境相結(jié)合，因?yàn)閷?shí)際情境領(lǐng)域具有生動(dòng)性和豐富性，能使學(xué)生掌握高級知識。然而有些情景在現(xiàn)實(shí)生活中不是時(shí)時(shí)刻刻都存在的，有時(shí)間上的限制。有些情境有其特定的時(shí)代背景，在不同的時(shí)代背景下，學(xué)習(xí)者就會(huì)有不同的感受，就容易造成感知上的偏差。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅僅可向?qū)W生提供一種可在實(shí)際生活中可以找到的情境和體驗(yàn)，還可以再現(xiàn)特定的時(shí)代環(huán)境。另外，一些事物的發(fā)展需要漫長的時(shí)間，甚至在現(xiàn)實(shí)的生活中無法觀測到全過程，而通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一些需要幾十年甚至上百上千年才能觀察的變化過程可以在很短的時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生。

3.為學(xué)生提供個(gè)性化的教學(xué)服務(wù)。使用虛擬現(xiàn)實(shí)可給學(xué)生提供機(jī)會(huì)去嘗試不同的選擇，但沒有做“真實(shí)的事情”的危險(xiǎn)、費(fèi)用或時(shí)間消耗。人們還可嘗試在現(xiàn)實(shí)世界里不可能做的各種方案，對于不同方案進(jìn)行比選。這樣既可使學(xué)生免受傷害，也可較為方便、小耗費(fèi)地得到最佳實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

基于虛擬現(xiàn)實(shí)的虛擬測試技術(shù)是通過將虛擬現(xiàn)實(shí)仿真技術(shù)拓展到測試分析的一般領(lǐng)域而形成的適用于通用的測試目的的一種新型的測試技術(shù)，使得在由計(jì)算機(jī)軟件生成的虛擬測試環(huán)境中對產(chǎn)品性能進(jìn)行仿真和測試成為可能。

參考文獻(xiàn)：

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