江西冶金職業(yè)技術(shù)學(xué)院 黃輝

一．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（即Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR技術(shù)），是20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)全新的實(shí)用技術(shù)，它囊括計(jì)算機(jī)、電子信息、仿真技術(shù)，其基本實(shí)現(xiàn)方式是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為主，利用并綜合三維圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、顯示技術(shù)、伺服技術(shù)等多種高科技的最新發(fā)展成果，借助計(jì)算機(jī)等設(shè)備模擬創(chuàng)建一個(gè)三維虛擬世界，不僅真實(shí)的再現(xiàn)客觀世界，甚至趕超客觀世界，打破時(shí)間和空間的限制，給使用者提供視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)及其他感覺(jué)的體驗(yàn)。VR技術(shù)是一種全新的人機(jī)交互模式，使用者可以根據(jù)自己的意愿對(duì)虛擬世界進(jìn)行操縱和改變，身臨其境般地探索虛擬世界的事物。

VR技術(shù)的發(fā)展方向主要?dú)w納為: 低成本快速建模技術(shù)、實(shí)時(shí)三維圖形生成和顯示技術(shù)、新型交互設(shè)備的研制、智能化和自然的虛擬現(xiàn)實(shí)建模以及分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。隨著VR技術(shù)的發(fā)展以及內(nèi)容的不斷豐富，VR將成為影響所有領(lǐng)域的革命性技術(shù)，預(yù)期將成為下一代通用計(jì)算平臺(tái)。PC時(shí)代，我們用鼠標(biāo)和鍵盤操作虛擬桌面；智能手機(jī)時(shí)代，我們用touch、擬物方式和屏幕交互； 下一個(gè)時(shí)代，我們或許可以直接用視覺(jué)、手勢(shì)、語(yǔ)音去操作真實(shí)世界，就像人與人溝通一樣。

二．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)電專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

1. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的作用

在計(jì)算機(jī)軟件飛速發(fā)展的今天，VR技術(shù)逐漸被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，成為時(shí)代的新寵兒。而用于教育領(lǐng)域更成為教育改革的重要手段，促使著教學(xué)手段的快速更新。教師要嚴(yán)謹(jǐn)利用VR技術(shù)進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，謹(jǐn)慎把握方向，將VR技術(shù)完美地與課堂教學(xué)相結(jié)合，在有限的空間提供無(wú)限的可能。借助VR技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，教師能夠利用仿真、模擬、借用等方式，使教學(xué)環(huán)境更為逼真，接近真實(shí)世界。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于教學(xué)，能夠最大程度上地揭示與展現(xiàn)事物的本質(zhì)，虛擬展示事物的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其之間的關(guān)系。有效發(fā)揮學(xué)生自我感知能力，使學(xué)生能夠接收更多更具體的信息，加深對(duì)知識(shí)的理解與記憶，也能夠促使學(xué)生更加熟練地掌握專業(yè)技能。

2. VR技術(shù)在機(jī)電專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用的必要性

當(dāng)前職業(yè)教育，主要培養(yǎng)技術(shù)技能型人才?；谶@種定位，職業(yè)教育偏重實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，實(shí)際的操作能力，使他們能掌握一定的專業(yè)技能，職業(yè)院校機(jī)電專業(yè)課程的培養(yǎng)目標(biāo)亦如此：為相關(guān)企業(yè)培養(yǎng)高素質(zhì)技術(shù)技能型人才。然而在實(shí)際教學(xué)中，機(jī)電專業(yè)課程尤其是一體化課程往往會(huì)因?yàn)閷?shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等方面的不足，而使一些應(yīng)該開(kāi)設(shè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目無(wú)法開(kāi)展。利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)這些方面的不足，學(xué)生可以做各種各樣的實(shí)踐，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)訓(xùn)一樣的體驗(yàn)，從而豐富感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解，提高各種機(jī)電方面的實(shí)踐技能。

將VR技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電專業(yè)課程教學(xué)，可以為師生提供一種全虛擬狀態(tài)的學(xué)習(xí)和工作環(huán)境，讓各方都免受由于機(jī)電設(shè)備和其它安全因素導(dǎo)致的阻礙教學(xué)和學(xué)習(xí)的事故。對(duì)于教師而言，VR技術(shù)蘊(yùn)含的先進(jìn)信息化技術(shù)能為教師的教育教學(xué)開(kāi)拓眼界，豐富教學(xué)內(nèi)容，在不斷教學(xué)實(shí)踐中不斷總結(jié)和創(chuàng)新更加適合學(xué)生的教學(xué)模式。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，也可通過(guò)VR技術(shù)，根據(jù)自身情況選擇適合自己學(xué)習(xí)能力的內(nèi)容展開(kāi)學(xué)習(xí)。VR技術(shù)與機(jī)電專業(yè)的結(jié)合，讓教學(xué)和學(xué)習(xí)的自主性進(jìn)一步被釋放，是機(jī)電專業(yè)面向現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)發(fā)展的重要改革，也是信息化時(shí)代“互聯(lián)網(wǎng)+教育”新模式的良好實(shí)踐。

3. 產(chǎn)生的積極效果

（1）可以降低教學(xué)成本

教學(xué)成本的降低可從以下3個(gè)方面體現(xiàn)：

1）減少設(shè)備的采購(gòu)費(fèi)用。為建立功能強(qiáng)大、涵蓋面廣的機(jī)電實(shí)訓(xùn)中心，大部分職業(yè)院校會(huì)采購(gòu)一些先進(jìn)的機(jī)電實(shí)訓(xùn)設(shè)備，這些都將耗費(fèi)一定的教學(xué)資金，而且機(jī)電技術(shù)發(fā)展比較快，崗位需求不斷變化，教學(xué)內(nèi)容也要隨著更新，大批量采購(gòu)?fù)环N機(jī)電設(shè)備將大大增加教學(xué)成本。可以借助VR技術(shù)搭建該種設(shè)備的虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，它具有升級(jí)迅速、擴(kuò)展性好、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，從而減少設(shè)備大批購(gòu)買的資金投入，且能克服學(xué)生實(shí)訓(xùn)工位不足的缺點(diǎn)。

2）降低維護(hù)成本。當(dāng)前大部分職業(yè)院校機(jī)電專業(yè)普遍存在硬件設(shè)備維護(hù)成本偏高，頻繁使用設(shè)備容易導(dǎo)致功能失效、參數(shù)錯(cuò)誤甚至設(shè)備損壞等情形。而在電腦上操作該設(shè)備的虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，先讓學(xué)生熟練掌握了正確的流程以后再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作，則將大大降低設(shè)備的損耗程度，從而節(jié)約大量的實(shí)訓(xùn)開(kāi)支。

3）虛擬仿真系統(tǒng)可突破教學(xué)困境。當(dāng)前職業(yè)院校的高職機(jī)電專業(yè)學(xué)制三年，但在校學(xué)習(xí)時(shí)間比較短，僅有兩年或兩年半。引入虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)則可在短時(shí)間內(nèi)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，從而保證教師的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)進(jìn)度。

（2）能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益

校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室先使用，效果較好可推廣至兄弟院校甚至商業(yè)化。開(kāi)發(fā)后先在機(jī)電專業(yè)實(shí)訓(xùn)室試用，在電腦上安裝該虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)就能實(shí)現(xiàn)多個(gè)班級(jí)同時(shí)進(jìn)行虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)，從而減少學(xué)校資金投入。該虛擬仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)一旦技術(shù)成熟，測(cè)試效果良好，預(yù)計(jì)可把軟件商業(yè)化，投入市場(chǎng)，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

四. 結(jié)束語(yǔ)

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于職業(yè)院校一體化課程教學(xué)，能將傳統(tǒng)教育模式進(jìn)行分解，引領(lǐng)著教育研究者們進(jìn)入一個(gè)可重構(gòu)教學(xué)的教學(xué)模式，沖破了傳統(tǒng)教學(xué)的束縛，能開(kāi)拓教學(xué)手段的新空間，確立非現(xiàn)實(shí)性的合理化，超越與創(chuàng)新新平臺(tái)、新空間。不僅使課堂多元化，提升教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)手段，還能突破時(shí)間與空間的限制，滿足學(xué)生的個(gè)性化學(xué)習(xí)需求。學(xué)生可以在虛擬環(huán)境中反復(fù)實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)而不存在任何風(fēng)險(xiǎn)，而且可以減少教學(xué)資金的投入。