VR技術(shù)在燃?xì)庹{(diào)壓工藝課程實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

上海市奉賢中等專業(yè)學(xué)校 衛(wèi)晶菁

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步帶動計算機(jī)領(lǐng)域的突飛猛進(jìn)，VR(Virtual Reality)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。目前，國內(nèi)外關(guān)于VR技術(shù)的研究主要集中于實驗室、軍事演練、工程技術(shù)制造、虛擬校園等方面。在教學(xué)領(lǐng)域，主要集中于高等院校的教學(xué)應(yīng)用，對于中等職業(yè)學(xué)校教學(xué)方面的研究幾乎沒有。在專業(yè)研究方向上，主要涉及工程技術(shù)類，如橋梁建設(shè)、建筑施工、機(jī)械裝調(diào)與維修等，或者是公安教學(xué)，如刑偵勘探等，幾乎沒有涉及到城市燃?xì)鈱I(yè)的研究。

1 燃?xì)庹{(diào)壓工藝傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)

燃?xì)庹{(diào)壓工藝課程涵蓋氣體基礎(chǔ)知識、調(diào)壓裝置工藝流程、調(diào)壓器及其附屬設(shè)備等內(nèi)容，旨在讓學(xué)生掌握燃?xì)庹{(diào)壓的基本理論和相關(guān)技能，能更好地適應(yīng)企業(yè)的相關(guān)崗位要求。

城鎮(zhèn)燃?xì)鈱I(yè)的燃?xì)庹{(diào)壓工藝傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)采用硬件設(shè)備進(jìn)行建設(shè)，通過操作調(diào)壓設(shè)備進(jìn)行教學(xué)實訓(xùn)。由于受場地限制以及安全因素的影響，無法開展更多和企業(yè)實際操作相關(guān)的站務(wù)實訓(xùn)任務(wù)。目前主要存在以下問題：

(1)學(xué)生在現(xiàn)有實操教學(xué)資源下，無法掌握企業(yè)對調(diào)壓工崗位的所有技能要求。根據(jù)企業(yè)崗位設(shè)置要求，調(diào)壓工一般需要掌握設(shè)定調(diào)壓設(shè)備的壓力、拆裝常見種類的調(diào)壓器、調(diào)壓設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)、調(diào)壓站的壓力檢測、戶內(nèi)安檢、模擬加臭等。在我?，F(xiàn)有的調(diào)壓實訓(xùn)室，只能進(jìn)行兩種調(diào)壓器的拆裝和維護(hù)、調(diào)壓設(shè)備的壓力檢測和設(shè)定。

(2)設(shè)備損耗大，教育成本高，資源浪費(fèi)。如在調(diào)壓器拆裝項目中，由于學(xué)生操作不當(dāng)、使用次數(shù)頻繁等原因造成器材損耗非常大。綜合所有實訓(xùn)項目的設(shè)備損耗，對學(xué)校的教育支出造成了一定壓力。同時，廢棄的零件不能重新利用，在資源上造成極大浪費(fèi)，不環(huán)保。

(3)風(fēng)險體驗。城市燃?xì)獾南嚓P(guān)崗位具有一定危險性，燃?xì)獗ㄊ鹿蕦乙姴货r，學(xué)生必須提高安全意識，具備嚴(yán)謹(jǐn)工作態(tài)度。但從安全因素考慮，傳統(tǒng)實訓(xùn)過程中采用了壓縮空氣代替甲烷，學(xué)生無法得到操作失誤帶來的風(fēng)險體驗，在態(tài)度上容易懈怠。

2 VR技術(shù)與燃?xì)庹{(diào)壓工藝課程結(jié)合

2.1 VR概述

VR又稱為靈境技術(shù)，是一種綜合多種科學(xué)技術(shù)的計算機(jī)領(lǐng)域新技術(shù)。其結(jié)合計算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、多媒體、人工智能、人機(jī)接口等交叉技術(shù)，通過“沉浸感”“交互性”“構(gòu)想性”，讓使用者如身處在真實的環(huán)境中以實現(xiàn)特殊的目的。

2.2 VR燃?xì)庹{(diào)壓工藝實訓(xùn)教學(xué)

VR燃?xì)庹{(diào)壓工藝實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)是指依據(jù)城鎮(zhèn)燃?xì)庹{(diào)壓工藝課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合企業(yè)相關(guān)崗位技術(shù)要求，引進(jìn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建構(gòu)燃?xì)鈱嵱?xùn)教學(xué)所需的接近于真實工作環(huán)境的場景。學(xué)生可通過頭戴式VR設(shè)備、定位器以及手柄的操作，模擬實操訓(xùn)練，提升技能水平，完成各種預(yù)定的實訓(xùn)項目。

VR燃?xì)庹{(diào)壓工藝實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)調(diào)壓實訓(xùn)課程的不足，使學(xué)生掌握相關(guān)技能并能熟練應(yīng)用于實際工作崗位，提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力，完善學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)；通過VR技術(shù)引入教學(xué)，創(chuàng)新教師的教學(xué)模式，拓展教師教學(xué)法能力，提升教師自身專業(yè)素養(yǎng)；豐富了學(xué)校實訓(xùn)資源，對本校其他專業(yè)課程VR實訓(xùn)室的建設(shè)提供了借鑒。

3 VR燃?xì)庹{(diào)壓工藝實訓(xùn)教學(xué)優(yōu)勢

和傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)相比，VR技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)的引入，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)中的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)延伸燃?xì)鈱I(yè)的知識體系，豐富學(xué)生的專業(yè)知識。在VR模擬系統(tǒng)中，可以通過多媒體技術(shù)向?qū)W生呈現(xiàn)海陸開采、燃?xì)膺\(yùn)輸?shù)葓鼍?，幫助學(xué)生建構(gòu)更完整的專業(yè)知識體系。

(2)減少損耗、降低教育成本。學(xué)生戴上設(shè)備、利用手柄在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行實訓(xùn)模擬，不僅掌握了操作技能，又避免了零件損耗等問題。

(3)解決安全隱患。天然氣，主要成分為甲烷，屬易燃?xì)怏w，燃點為650 ℃，爆炸極限為5%～15%，遇到高熱、火星或火苗極易引起燃燒爆炸。安全起見，在實訓(xùn)教學(xué)中，一般用壓縮空氣代替天然氣。但壓縮空氣屬于高壓、高速氣流，若操作使用不當(dāng)，也會對使用者以及周圍的人造成傷害。VR模擬系統(tǒng)很好地避免了這一安全隱患。

(4)體驗事故、尊重生命，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。天然氣的教學(xué)離不開生命教育，然而教師說一百次都不如讓學(xué)生自己體驗一次。學(xué)生的錯誤操作會引發(fā)相應(yīng)的故障，小至螺帽丟失，大至引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸。在實際傳統(tǒng)教學(xué)中不可能讓學(xué)生真正體驗由于自己的操作失誤而引發(fā)的事故，但VR技術(shù)的沉浸性教學(xué)方式能讓學(xué)生體驗到緊張、害怕、茫然、無助等情感變化。這對于他們學(xué)會尊重生命、養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度大有裨益。

(5)綠色環(huán)保。每一個人都應(yīng)該是守衛(wèi)地球的綠色小戰(zhàn)士，VR模擬軟件能做到設(shè)備零損耗，既節(jié)約了教育開支，又為綠色環(huán)保做出了一份貢獻(xiàn)。

4 VR技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)實例

城鎮(zhèn)燃?xì)鈱I(yè)的核心課程除燃?xì)庹{(diào)壓工藝外，管道工、燃?xì)饩邫z修等課程都存在不能通過實訓(xùn)操作掌握相關(guān)技能的情況。所以VR技術(shù)在調(diào)壓實訓(xùn)課程中的建設(shè)應(yīng)用是這個專業(yè)其它核心課程建設(shè)的先驅(qū)，通過這門課程的建設(shè)應(yīng)用研究，可以對后續(xù)課程的VR軟件建設(shè)提供一定的理論支持和實踐參考。

VR技術(shù)的引入，確實為實訓(xùn)教學(xué)帶來了很多變化，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

4.1 提高學(xué)習(xí)熱情，提升學(xué)習(xí)技能

定位器、頭戴式設(shè)備、手柄的使用讓學(xué)生感覺不是在學(xué)習(xí)，是在“打游戲”。在教學(xué)過程中，學(xué)生全身心投入虛擬場景中進(jìn)行操作，反復(fù)練習(xí)也不覺得疲憊，還會相互指導(dǎo)交流，學(xué)習(xí)熱情高漲。學(xué)生的熱情投入、積極探索就是提高學(xué)習(xí)效率最好的途徑。內(nèi)在的學(xué)習(xí)需求、主動地探索知識，使學(xué)生掌握新技能的速度得到了顯著提高。

4.2 及時有效的評價

在VR軟件中，設(shè)有學(xué)習(xí)模式和考核模式。學(xué)習(xí)模式有高亮提示，學(xué)生在考核模式下可以反復(fù)操練，熟知流程和注意事項。每個學(xué)生還有一個賬號，登陸賬號可自行進(jìn)行考核，了解學(xué)習(xí)效果，針對自己沒有掌握的內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)練習(xí)，提高技能。同時，教師可以在后臺看到學(xué)生考核的分?jǐn)?shù)并在學(xué)生群做出及時反饋。對學(xué)生而言，及時有效的評價是認(rèn)可也是督促，可以讓他體驗到學(xué)習(xí)帶來的成就，并以此督促自己做的更好。

4.3 顯著提高實訓(xùn)的考核分?jǐn)?shù)

學(xué)期結(jié)束，對學(xué)生的操作技能考核是在工況下的調(diào)壓設(shè)備上進(jìn)行，由于學(xué)生已經(jīng)在VR實訓(xùn)系統(tǒng)內(nèi)完成各操作要領(lǐng)并反復(fù)練習(xí)，所以在實操考核中的成績顯著提高。

事物都有兩面性，VR的優(yōu)勢顯而易見，但在教學(xué)過程中，也會遇到學(xué)生為了達(dá)成更好的成績，快速完成操作流程，而忽略了認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，學(xué)生也不會因為自己的操作失誤承擔(dān)后果。在后續(xù)的跟進(jìn)中，還需要對風(fēng)險體驗、考核模式的細(xì)則等問題進(jìn)行更深入的研討改進(jìn)，希望VR軟件可以更好的輔助教學(xué)，使學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)可以使自己的工作崗位技能無限接近于企業(yè)要求。

5 結(jié)語

VR技術(shù)的引入在城市燃?xì)廨斉渑c應(yīng)用專業(yè)的實訓(xùn)教學(xué)中取得了明顯的效果，不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實訓(xùn)教學(xué)中的不足，也顯著提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、提升了學(xué)習(xí)效率，使學(xué)生掌握相關(guān)技能并能熟練應(yīng)用于實際工作崗位，提高學(xué)生的綜合職業(yè)能力，完善學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。通過VR技術(shù)引入教學(xué)，創(chuàng)新教師的教學(xué)模式，拓展教師教學(xué)法能力，提升教師自身專業(yè)素養(yǎng)，對于學(xué)校培養(yǎng)符合企業(yè)崗位需求的中職校技能人才提供了新的方向，“雙師型”教師不僅是專業(yè)技能的發(fā)展，對于新技術(shù)在專業(yè)課程內(nèi)的引入應(yīng)用也要不斷學(xué)習(xí)進(jìn)步，跟上信息時代的步伐。同時豐富了學(xué)校實訓(xùn)資源，對本校其他專業(yè)課程VR實訓(xùn)室的建設(shè)提供借鑒。