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高职教育工作中虚拟现实技术的运用探析

时间:2019-12-18 来源:计算机产品与流通 作者:于涛 本文字数:2509字

  摘    要: 传统的教育教学模式与现阶段高等职业院校教学需求存在较大差距,本文以虚拟现实技术的发展为切入点,就其在高等职业院校教学中的应用进行了深入的分析,得出了虚拟现实技术对于整合教学资源改进教学模式,提高实训教学效果提升学生创新能力,增进师生、校企和社会之间联系等方面具有深远的意义。

  关键词: 虚拟现实技术; 高等职业教育; 虚拟校园; 仿真实训;

  随着我国经济社会加快转型、产业结构不断调整升级以及工业化进程的飞速发展,高等职业教育得到了极大的重视和发展。培养高素质技能型人才,大力提升制造业水平,推进现代服务业升级,对于我国当前经济社会的发展具有至关重要的意义。这一系列的调整变化,使得传统的教育教学模式必须加以改进,才能满足现阶段教育教学的需求。而虚拟现实技术的广泛应用,必将成为促进高等职业教育发展的强劲动力。

  一、虚拟现实技术的发展

  20世纪80年代后期,作为美国VPL公司创始人的拉尼尔最早提出了“虚拟现实技术”这一概念,利用计算机模拟出使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的三维虚拟世界。欧洲相比美国在虚拟现实技术方面起步较晚,最具代表性的是英国Bristol公司研发的DVS系统,该系统在当时处于领先地位。日本的东京大学、NEC公司等机构在建立大规模虚拟现实技术知识库和虚拟现实游戏等方面作了很多工作。虽然我国在虚拟现实技术方面的研究较欧美日而言起步较晚,但国家对此支持力度却很大、市场反响也很热烈,发展迅速。2017年,国务院、工业和信息化部、中共中央办公厅先后出台了支持虚拟现实技术行业发展的一系列相关政策和文件。2018年,世界VR产业大会在江西省南昌市举办,与会期间发布了《2018中国VR/AR产业投融资白皮书》,对于中国VR/AR八大重要趋势进行了研判,包括投融资整体回归理性,以及投融资轮次向后期过渡等。同年11月1日,全国首个VR人才培养项目在南昌结业。虚拟现实技术,即利用计算机生成的模拟环境,创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,是一种集多源信息融合、交互式三维动态视觉影像和实体行为于一体的系统仿真,使用户沉浸到该环境中。沉浸感、交互性和想象力是虚拟现实技术所具有的特征。沉浸感作为虚拟现实技术最重要的特征,是指用户在虚拟环境中所感受到的自身作为主角存在的真实程度;交互性是指用户在虚拟环境中对于对象的可操作程度,以及可从虚拟环境中所得到的反馈的自然程度;想象力是指用户基于在虚拟环境中获取的各种信息和自身的行为等,对于虚拟环境运行状态的各种变化,能够通过思维判断、推理和联想对其未来进展进行想象的能力。目前,虚拟现实技术涉及到军事、教育、医学、影视等众多领域,范围广泛,已成为重要的发展学科。

  二、基于虚拟现实技术的虚拟仿真校园

  逼真的三维虚拟仿真校园的构建,是依据真实的校园场景,以虚拟现实技术为基础,再利用遥感影像数据,实现校园的地理空间信息与真实场景相结合,可集成虚拟仿真实训、虚拟数字图书馆等功能。虚拟仿真校园的应用主要体现在三个层面。一是供用户浏览的虚拟校园环境展示,用户可以在虚拟仿真校园中选择不同视角观看校园景观环境,达到全方位认识校园的目的。二是以虚拟现实技术作为教学基础平台,利用虚拟现实的交互性模拟真实实训环境,随时随地满足教学实训需求。三是结合校园的数字化及信息化建设,可为广大师生提供更加高效、便捷和丰富的一站式信息服务,同时可为学校领导提供实时、有效、准确的各类数据分析,为各部门实现协同化办公,对校园管理、教学、信息服务进行多方位展示。
 

高职教育工作中虚拟现实技术的运用探析
 

  三、基于虚拟现实技术的虚拟仿真实训

  在传统工业制造性课程教学中,学生到实际生产车间中只能进行简单的设备认知教学,数控车床加工运行时,学生只能在安全围栏外进行观看,无法进入到加工现场,也无法查看设备的运行状态。虚拟现实技术可解决此类课程在教学上存在的不足之处,通过对数控车床、数控铣床等设备等比例建模,在打造的虚拟仿真实训环境中重建加工设备,让学生通过这种虚拟现实的交互性,对模拟环境内的物体进行操作。

  通过虚拟仿真实训,可以更好地满足教学中的个性化需求,学生们也能够更好地发挥其主观能动性,从而实现实训与企业实际生产之间的统一。基于虚拟现实技术的虚拟仿真实训环境,可以随时生产各种新设备、不断更新教学内容以满足各类教学需求,包括化工工艺、矿产勘查以及智能机器人控制等仿真实训。虚拟仿真实训也更为安全,在避免学生们危险操作的同时,还能够实现反复训练,从而大大提高学生的实践操作技能。

  四、基于虚拟现实技术的虚拟数字图书馆

  数字图书、期刊和影像资料等传统意义上的数字图书馆,均存在一些缺点,如资源形式单一、整合度低等。而基于虚拟现实技术的虚拟数字图书馆则具有多样化、立体化等优点,大大改善了传统数字图书馆的不足。基于虚拟现实技术的虚拟数字图书馆,能将各书库的分布以及图书馆的各项功能更为生动地展现在读者面前,无需繁琐的文字介绍和复杂的操作说明,就能使每一位读者在虚拟数字图书馆场景中轻松畅游。对于珍贵的历史文献资料,在虚拟数字图书馆中,三维的虚拟现实历史文献生动地呈现在读者面前,读者既可以轻松借阅学习,也保护了珍贵的文献资料。虚拟数字图书馆相较于传统的数字图书馆更为直观,也更加准确,也更有利于实现高等职业院校教学的目的。

  五、结语

  虚拟现实技术完全打破了时间和空间的限制,在逼真的虚拟现实环境下,学生们的各个感官和虚拟的外部世界相互作用,完全沉浸在虚拟现实创造的教学环境中。

  虚拟现实技术在高等职业院校教学中的应用,整合了教学资源,优化了教学环境,提高了实训教学效果,提升了学生创新能力,增进了师生、校企和社会之间的联系。

  参考文献

  [1] 李小林,徐剑坤,潘程奇.虚拟现实技术在高校实践教学中的应用研究[J].教育教学论坛.2018(6):140-141.
  [2] 吴建华.虚拟现实技术在高校实践教学中的应用[J].轻工科技.2018(9):76-77.
  [3] 唐雪涛.虚拟现实技术对高等职业教育实践教学的促进作用[J].无线互联科技.2017(5):88-89.
  [4] 程琳琳,欧薇,余国兴.虚拟现实技术在高职教学中的应用与前景[J].广东交通职业技术学院学报.2017(4):97-99.
  [5] 刘琴.计算机虚拟现实技术解析及其在高职院校教学中的应用探究[J].计算机产品与流通.2017(8):157-158.

    论文来源参考:于涛.虚拟现实技术在高等职业院校教学中的应用[J].计算机产品与流通,2019(12):161.
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