試論虛擬儀器與虛擬實(shí)驗(yàn)在軍隊(duì)院校教育中的應(yīng)用

王大朋

[摘 要] 軍隊(duì)院校教育的開展，是為了培養(yǎng)優(yōu)秀的軍事人才，鍛煉和提升其實(shí)踐能力。為了進(jìn)一步提高教學(xué)效果，需要將先進(jìn)的技術(shù)手段應(yīng)用進(jìn)來(lái)?；诖?，分析了虛擬儀器與虛擬實(shí)驗(yàn)的功能，探討其在軍隊(duì)院校教育中的主要作用。然后從軍隊(duì)院校教育的實(shí)際出發(fā)，合理運(yùn)用虛擬儀器與虛擬實(shí)驗(yàn)，為軍校學(xué)員的進(jìn)步與成長(zhǎng)提供重要的幫助。

[關(guān) 鍵 詞] 虛擬儀器；虛擬實(shí)驗(yàn)；軍隊(duì)院校教育

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）13-0111-01

在軍隊(duì)院校教育當(dāng)中，為了更好地提高學(xué)員的綜合素質(zhì)，需要采取科學(xué)的教學(xué)方法，并引入先進(jìn)的技術(shù)手段。虛擬儀器和虛擬實(shí)驗(yàn)在軍隊(duì)院校教育中得到應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了對(duì)教學(xué)方法的創(chuàng)新，學(xué)員能夠在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)時(shí)交互、感知和操作，展開一系列的試驗(yàn)訓(xùn)練，從中能夠得到良好的鍛煉，對(duì)學(xué)員的成長(zhǎng)與發(fā)展有著積極的幫助作用。根據(jù)軍隊(duì)院校教育的需求，合理、恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用虛擬儀器與虛擬實(shí)驗(yàn)。

一、虛擬儀器與虛擬實(shí)驗(yàn)在軍隊(duì)院校教育中的功能和作用

（一）提供更多的教學(xué)選擇

在軍隊(duì)院校教育中，使用虛擬儀器和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，開展虛擬實(shí)驗(yàn)。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)三維圖形生成、多傳感交互和高分辨顯示等技術(shù)手段，構(gòu)建不同模擬空間環(huán)境，而學(xué)員能夠利用傳感設(shè)備進(jìn)入虛擬空間當(dāng)中，進(jìn)行模擬訓(xùn)練，其中包括一些現(xiàn)實(shí)情況下無(wú)法進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)空間的過(guò)程十分簡(jiǎn)單、便捷，且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，無(wú)需考慮實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等條件，而學(xué)員在參與虛擬實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，能夠獲得真實(shí)的體驗(yàn)，從中得到鍛煉和提升。虛擬儀器與虛擬實(shí)驗(yàn)為軍隊(duì)院校教育提供了更多的教學(xué)選擇[1]。

（二）降低實(shí)際訓(xùn)練的危險(xiǎn)性

軍隊(duì)院校教育中，一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具有一定的危險(xiǎn)性，如果學(xué)員親身參與，可能會(huì)對(duì)其身體健康造成損害，如果通過(guò)觀看錄像進(jìn)行學(xué)習(xí)，雖然能夠避免危險(xiǎn)，但是學(xué)員缺乏實(shí)際的體驗(yàn)，難以達(dá)到理想的實(shí)驗(yàn)效果。當(dāng)遇到此類實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)予以代替，既能夠降低實(shí)際訓(xùn)練的危險(xiǎn)性，同時(shí)能夠給予學(xué)員真實(shí)的訓(xùn)練體驗(yàn)。在安全性得到保障的前提下，學(xué)員能夠放下顧慮，有助于學(xué)員潛力的挖掘。

（三）突破時(shí)間和空間的局限性

虛擬實(shí)驗(yàn)沒(méi)有時(shí)間和空間的局限，只需要利用虛擬儀器，便可以讓學(xué)員置身于各類場(chǎng)景中，能夠駕駛飛機(jī)、艦艇、坦克，來(lái)到接近真實(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境中，進(jìn)而從中學(xué)習(xí)更多的內(nèi)容，全面鍛煉學(xué)員的能力，并熟悉未來(lái)的工作環(huán)境。學(xué)員能夠隨時(shí)、隨地進(jìn)行訓(xùn)練，并在訓(xùn)練過(guò)程中發(fā)現(xiàn)自身的不足，有針對(duì)性地進(jìn)行改進(jìn)和提升。另外，虛擬儀器還具有虛擬人物形象的功能，能創(chuàng)設(shè)更為真實(shí)的場(chǎng)景。

二、虛擬儀器與虛擬實(shí)驗(yàn)在軍隊(duì)院校教育中的實(shí)際應(yīng)用

虛擬儀器與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍隊(duì)院校教育中的實(shí)際應(yīng)用，要組織科研小組，建立虛擬實(shí)驗(yàn)室，根據(jù)軍隊(duì)院校教育的實(shí)際需要，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、儲(chǔ)存、分析和處理，以提高學(xué)員綜合素質(zhì)，培養(yǎng)優(yōu)秀的軍事人才。以作戰(zhàn)的軍人醫(yī)生培養(yǎng)為例，探討虛擬儀器與虛擬實(shí)驗(yàn)在軍事訓(xùn)練中的應(yīng)用。

（一）場(chǎng)景模擬

醫(yī)生的主要職責(zé)是深入海防一線，為戰(zhàn)士提供醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)，保障他們的身體健康。醫(yī)生往往需要面對(duì)惡劣的工作環(huán)境以及各類突發(fā)性的傷病，加上醫(yī)療條件有限，醫(yī)療工作的開展存在一定的困難。醫(yī)生在工作的過(guò)程中，需要具備良好的醫(yī)學(xué)素養(yǎng)和嫻熟的業(yè)務(wù)能力，并需要熟悉作戰(zhàn)環(huán)境。而在醫(yī)生的培養(yǎng)過(guò)程中，學(xué)員往往不能親臨作戰(zhàn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，缺乏實(shí)際的體驗(yàn)。而利用虛擬儀器進(jìn)行模擬，利用三維圖像合成進(jìn)行背景生成，配合以視點(diǎn)控制和音響控制，能夠生成真實(shí)的作戰(zhàn)環(huán)境，給學(xué)員身臨其境之感。在接近真實(shí)的虛擬環(huán)境中，學(xué)員能夠感受到緊張和壓力，能夠達(dá)到更好的訓(xùn)練效果。另外，還可以利用虛擬儀器來(lái)模擬傷員，學(xué)員能夠在虛擬場(chǎng)景下進(jìn)行傷員救治的訓(xùn)練，打破了現(xiàn)實(shí)條件下的諸多局限。目前，基于虛擬實(shí)驗(yàn)的虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境與視景仿真教學(xué)在教育工作中得到應(yīng)用，并取得了良好的效果。

（二）單兵模擬訓(xùn)練

虛擬實(shí)驗(yàn)是一種創(chuàng)新的軍隊(duì)院校教學(xué)方法，在虛擬實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行單兵模擬訓(xùn)練，設(shè)計(jì)不同的醫(yī)療救助場(chǎng)景。學(xué)員利用傳感裝置，選擇合適的治療方案，執(zhí)行相應(yīng)的戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作，從中鍛煉其醫(yī)療技術(shù)水平、應(yīng)急反應(yīng)能力和環(huán)境適應(yīng)能力。在虛擬環(huán)境中，學(xué)員能夠有視覺(jué)、聽覺(jué)和觸感的真實(shí)體驗(yàn)。學(xué)員在執(zhí)行操作的過(guò)程中，能夠客觀、準(zhǔn)確地進(jìn)行評(píng)價(jià)，糾正其錯(cuò)誤，提高其單兵作戰(zhàn)能力，幫助學(xué)員成為一名優(yōu)秀的作戰(zhàn)醫(yī)生。在虛擬環(huán)境當(dāng)中，各項(xiàng)訓(xùn)練具有很強(qiáng)的針對(duì)性，同時(shí)還能夠保障其安全性，可以根據(jù)軍事訓(xùn)練的需要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)控。另外，為了鞏固學(xué)員的各項(xiàng)技術(shù)操作，可以多次、反復(fù)地進(jìn)行訓(xùn)練[2]。

綜上所述，虛擬儀器與虛擬實(shí)驗(yàn)是一種先進(jìn)的技術(shù)手段，具有三維圖形生成、多傳感交互和高分辨顯示等功能。在軍隊(duì)院校教育中，虛擬儀器與虛擬實(shí)驗(yàn)發(fā)揮著重要的功能和作用。利用虛擬實(shí)驗(yàn)，為軍隊(duì)院校教育提供更多的教學(xué)選擇，能夠降低實(shí)際訓(xùn)練的危險(xiǎn)性，突破了時(shí)間和空間的局限性。在場(chǎng)景模擬和單兵模擬訓(xùn)練當(dāng)中，對(duì)提高軍校學(xué)員的綜合素質(zhì)和戰(zhàn)斗能力有著積極的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]張萍，何斌.軍隊(duì)院校網(wǎng)絡(luò)信息化教育發(fā)展中幾點(diǎn)思考[J].經(jīng)濟(jì)研究導(dǎo)刊，2014（29）：175-176.

[2]張燕紅，郭天杰，趙秀麗，等.軍隊(duì)院校計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育“向?qū)崙?zhàn)聚焦、向部隊(duì)靠攏”的改革探討[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2014，10（17）：4099-4100.