基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)分析礦山機(jī)械教學(xué)模式的改革途徑

徐霞

【摘要】科學(xué)技術(shù)是促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要推動力，更是提高人們生活質(zhì)量的重要舉措。近些年來，科學(xué)技術(shù)極大推動了各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展，提高了人們的生產(chǎn)生活水平?？茖W(xué)技術(shù)在教育領(lǐng)域中也顯現(xiàn)出了極為重要的作用，特別是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，使傳統(tǒng)的教學(xué)模式發(fā)生了巨大的改變，而礦山機(jī)械作為社會發(fā)展過程中的重要支撐，也進(jìn)一步推動了礦山機(jī)械專業(yè)教學(xué)模式的改革。鑒于此，本文通過對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行簡要闡述的基礎(chǔ)上，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對礦山機(jī)械教學(xué)模式的改革路徑進(jìn)行了深入的分析。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 礦山機(jī)械 教學(xué)模式 改革途徑

【中圖分類號】G712 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）06-0030-01

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又被稱之為VR技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是在上世紀(jì)80年代被美國人加隆蘭聶爾首次提出，自此以后虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高速的發(fā)展，并逐漸推廣到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過對三維立體化數(shù)字實(shí)體的構(gòu)建，并輔助以光、電、聲等相關(guān)特效來營造一種虛擬而又真實(shí)的立體化環(huán)境，從而使用戶能夠在虛擬環(huán)境中產(chǎn)生一種仿佛身處于真實(shí)世界當(dāng)中的感受。此外，用戶還能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來進(jìn)行行為上的交互，進(jìn)而使虛擬環(huán)境能夠根據(jù)用戶的行為而發(fā)生變化，并將這種變化反饋給用戶的感官。正是由于這種變化，我國著名科學(xué)家錢學(xué)森為此將VR技術(shù)稱之為靈境。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是通過傳感設(shè)備來實(shí)現(xiàn)信息交換的，對環(huán)境的模擬是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的核心，它借助于計(jì)算機(jī)來對具備三維立體的實(shí)時(shí)影像進(jìn)行展示，利用視覺、聽覺、運(yùn)動、觸覺等感知設(shè)備來對用戶行為進(jìn)行感知，并根據(jù)用戶的輸入來進(jìn)行模擬環(huán)境的變化，并將模擬環(huán)境的變化反饋給用戶。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所采用的系統(tǒng)主要包括共享型系統(tǒng)、簡易型系統(tǒng)與沉浸型系統(tǒng)，其中以沉浸型系統(tǒng)給用戶的感觀最佳，但由于沉浸型系統(tǒng)的設(shè)備成本過于昂貴，因此在礦山機(jī)械教學(xué)模式改革中建議采用簡易型系統(tǒng)或共享型系統(tǒng)。

二、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的礦山機(jī)械教學(xué)模式的改革途徑

1.礦山機(jī)械教學(xué)內(nèi)容的改革

傳統(tǒng)的礦山機(jī)械教學(xué)模式在教學(xué)內(nèi)容上較為抽象，學(xué)生在學(xué)習(xí)礦山機(jī)械知識時(shí)，難以通過圖片和文字來對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行理解，這無疑增加了學(xué)生對礦山機(jī)械知識學(xué)習(xí)的難度。礦山機(jī)械課程是一門應(yīng)用實(shí)踐性極強(qiáng)的課程，它主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與知識應(yīng)用能力，而學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)不僅僅要依靠教學(xué)內(nèi)容的傳授，還要確保學(xué)生能夠進(jìn)行大量的練習(xí)與操作。而借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來進(jìn)行礦山機(jī)械教學(xué)內(nèi)容的改革，教師能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來構(gòu)建一種虛擬化的教學(xué)環(huán)境，并將礦山機(jī)械課程中較難理解的知識點(diǎn)運(yùn)用UG、Pro/E、3Dmax等軟件進(jìn)行礦機(jī)產(chǎn)品的構(gòu)建，還可以將礦山機(jī)械知識中的零部件尺寸、運(yùn)動約束關(guān)系、運(yùn)動速度、驅(qū)動電機(jī)等進(jìn)行設(shè)置、添加、修改與刪除，從而使學(xué)生能夠借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來對教學(xué)內(nèi)容中較為抽象的課程知識所構(gòu)成的礦機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行直觀觀察，使學(xué)生能夠?qū)ΦV山機(jī)械課程知識點(diǎn)進(jìn)行更加直觀的理解與深刻的掌握，進(jìn)而使學(xué)生能夠?qū)φn程知識融會貫通，這也為學(xué)生在后續(xù)工作中打下了堅(jiān)實(shí)的理論知識基礎(chǔ)。

2.礦山機(jī)械教學(xué)方法的改革

傳統(tǒng)的礦山機(jī)械教學(xué)方法主要是以灌輸為主，這種教學(xué)方法過于單一，難以有效提高學(xué)生的積極性，而學(xué)生也習(xí)慣了課程知識的被動接受，長此以往，必然會使學(xué)生感覺課程氣氛過于沉悶、枯燥，進(jìn)而極大程度的影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，扼殺了學(xué)生的創(chuàng)新能力。信息技術(shù)的發(fā)展使教學(xué)方法也發(fā)生了很大的轉(zhuǎn)變，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠?qū)φn堂中的教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，還能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)，教師借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并利用Flash MX、Dreamweaver MX、Java.asp等信息化工具，能夠以此構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)平臺，并將教學(xué)視頻上傳到虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)平臺當(dāng)中去，從而使學(xué)生能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)平臺來對教學(xué)視頻進(jìn)行隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)，而且也能利用虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)平臺來進(jìn)行在線測試、在線交流等，而教師則通夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)平臺來對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的困難及問題進(jìn)行及時(shí)掌握，進(jìn)而調(diào)整自身的教學(xué)方法，使教學(xué)方法便得更具有針對性與有效性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)。

3.礦山機(jī)械教學(xué)考核方式的改革

長期以來，礦山機(jī)械教學(xué)在考核方式上主要是采取書面考核為主，而這種考核方式不僅難以對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行有效考核，而且也不利于學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。而借助于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來改革教學(xué)考核方式，能夠使學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行仿真模擬測試。在仿真模擬測試過程中，學(xué)生在虛擬環(huán)境下對礦機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與操作時(shí)存在的錯(cuò)誤與問題會通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動記錄，由教師利用計(jì)算機(jī)對學(xué)生的操作情況進(jìn)行觀察，進(jìn)而能夠及時(shí)了解到學(xué)生對知識的掌握程度與操作能力，并借助于計(jì)算機(jī)來對學(xué)生的考核情況進(jìn)行評價(jià)，從而使學(xué)生既能夠在操作過程中加強(qiáng)對知識的運(yùn)用，又能夠鍛煉學(xué)生的應(yīng)用能力與創(chuàng)新能力，還能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行更加全面科學(xué)的考核。

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