簡議虛擬仿真技術(shù)在陶瓷梭式窯燒成理論課堂教學(xué)中的應(yīng)用

李羿達

【摘 要】本文通過對虛擬仿真技術(shù)及其在教育領(lǐng)域的闡述，在分析陶瓷梭式窯燒成理論傳統(tǒng)教學(xué)及不足的基礎(chǔ)上，討論了虛擬仿真技術(shù)在陶瓷梭式窯燒成理論課堂教學(xué)中的應(yīng)用方法。

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真；教學(xué)方法；梭式窯

中圖分類號：G64.41 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：11007-0125（2018）14-0196-01

一、虛擬仿真技術(shù)概述

虛擬仿真技術(shù)是一種計算機應(yīng)用技術(shù)，通過對虛擬環(huán)境的構(gòu)建來實現(xiàn)使用者與虛擬環(huán)境中的目標(biāo)進行交互，來達到沉浸體驗的效果。根據(jù)用戶體驗程度的不同分為沉浸式、分布式、增強式和桌面式虛擬仿真四類。在這其中要以桌面式虛擬仿真應(yīng)用起來最為便捷，它主要以計算機和投影儀等常見的設(shè)備進行操控和展現(xiàn)。即對硬件設(shè)備要求不高而且實現(xiàn)的成本又較低，適合在一對多的教學(xué)中應(yīng)用。

二、虛擬仿真技術(shù)在教育中的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用中，突破了固有的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)場景。相對于影相資料來說，在高逼真的三維虛擬仿真教學(xué)情境中，對操作繁瑣的大型精密設(shè)備的認知以及日常學(xué)習(xí)生活中難以觸及的知識和概念的體驗則會更容易被學(xué)生理解和接受。從這個角度來說不僅提高了教師對知識的傳授效率，也提高了學(xué)生對知識的接收效率。虛擬仿真教學(xué)一改以往傳統(tǒng)的單向教育模式，以體驗和認知為基礎(chǔ)將學(xué)生帶入仿真的虛擬情境中，通過切身體會、思考和探究，來激發(fā)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動性。

三、陶瓷梭式窯燒成理論傳統(tǒng)教學(xué)及不足

梭式窯是氣窯的一種，由于生產(chǎn)便捷、大小多變，既能應(yīng)對日用瓷等流水線的生產(chǎn)要求，又能達到藝術(shù)瓷的特殊燒成效果，且可以靈活地安排生產(chǎn)時間，目前被許多工廠和作坊所采用。由于操作細致、步驟繁多、燒成周期較長且要人為操作，所以在陶瓷梭式窯燒成中有很多不可控的因素。因此陶瓷梭式窯燒成課堂教學(xué)一般分為理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩部分。理論課堂教學(xué)中主要針對梭式窯所處的環(huán)境結(jié)構(gòu)、燒成制度、操作方法、燒成原理、注意事項等內(nèi)容加以闡述和說明，就燒成原理而言，不同氣氛下窯內(nèi)的空氣流動狀態(tài)是學(xué)生較難理解的內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)中大多采用的是單向教學(xué)模式。而在陶瓷燒成過程中，除觀火孔和煙囪外梭式窯整體呈密封狀態(tài)，更需要人為控制8-12小時以保證燒成制度順利完成，可謂充滿了變數(shù)。在實踐教學(xué)中諸如更換液化氣、調(diào)整壓力閥、點火、合理調(diào)控火焰顏色等細微又不可缺失的操作都具有一定程度的危險性，在這期間既要熟練掌握操作步驟又要合理應(yīng)對突發(fā)狀況，同時還要兼顧燒成溫度。稍有不慎，輕則陶瓷燒成效果不理想，重則生命和財產(chǎn)安全將受到威脅。這些都是在陶瓷梭式窯燒成理論教學(xué)中需要學(xué)生熟知并且加以重視的難點內(nèi)容。正是因為這種燒成工藝的特殊性導(dǎo)致在實際理論教學(xué)中，很難給學(xué)生提供針對性的影像資料用以加深對陶瓷梭式窯燒成原理的理解以及對陶瓷梭式窯嚴謹操作的重視。

四、虛擬仿真技術(shù)在陶瓷梭式窯燒成理論課堂教學(xué)中的應(yīng)用方法

（一）構(gòu)建陶瓷梭式窯燒成仿真教學(xué)系統(tǒng)。在陶瓷梭式窯燒成仿真教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建中主要使用的工具有編程平臺Visual Studio，建模工具Autodesk 3d Max ，交互實現(xiàn)Open GL技術(shù)。通過Autodesk 3d Max軟件構(gòu)建出梭式窯全部結(jié)構(gòu)及其燒成環(huán)境，運用Open GL技術(shù)來實現(xiàn)交互效果并通過Visual Studio平臺使用 C++語言來編寫Open GL（3D 圖形和模型庫）來實現(xiàn)最后的仿真教學(xué)系統(tǒng)。在陶瓷梭式窯燒成仿真教學(xué)系統(tǒng)中，主要是運用對鼠標(biāo)的控制來完成3D模型的交互功能，包含了鼠標(biāo)的左鍵右鍵和滾動鍵。在梭式窯燒成理論教學(xué)過程中，需要全方位體現(xiàn)梭式窯中的多個結(jié)構(gòu)，因此3D模型的放大、縮小；水平、垂直位移；全角度旋轉(zhuǎn)等操作通過鼠標(biāo)實現(xiàn)最為便捷。

（二）運用陶瓷梭式窯燒成仿真教學(xué)系統(tǒng)進行梭式窯燒成理論教學(xué)。在陶瓷梭式窯燒成理論教學(xué)中，將虛擬仿真技術(shù)引入并應(yīng)用到陶瓷梭式窯燒成理論教學(xué)系統(tǒng)中，在虛擬仿真環(huán)境下，教師引導(dǎo)學(xué)生加強陶瓷梭式窯燒成過程中對設(shè)備的熟知、理論的理解，目的是培養(yǎng)學(xué)生們的操作手法和危險意識以及梭式窯燒成原理的理解。由于學(xué)生在虛擬仿真情境中，受限程度較為寬松，錯誤操作導(dǎo)致的后果特效強烈，對復(fù)雜原理的理解容易加深。從燒成工藝角度上來看，是從根本上培養(yǎng)學(xué)生的操作意識和理解能力，最終提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，促進學(xué)生對陶瓷梭式窯燒成工藝的合理把握，對陶瓷梭式窯燒成工藝經(jīng)驗的合理運用，以及對陶瓷梭式窯燒成工藝嚴謹性思維的熟練駕馭等。

五、結(jié)語

綜上，在目前的陶瓷梭式窯燒成理論教學(xué)中，依舊存在許多需要完善的地方，而虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)對這種大型且具危險性的設(shè)備操作以及復(fù)雜燒成工藝原理的理解會達到很好的教學(xué)效果，在合理運用虛擬仿真技術(shù)下，通過構(gòu)建虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，能從根本上提升學(xué)生的陶瓷梭式窯燒成工藝的操作技能以及對原理的理解，促進陶瓷梭式窯燒成理論教學(xué)的不斷發(fā)展。

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