学海网

试析VR技术在高职教学中的应用

论文关键词:VR　职业教育　虚拟实验室　人机交互 
　　论文摘要:多媒体技术、计算机网络技术的出现给传统的教学模式带来了革命性的影响，VR技术在高职教学中的应用，可以大大地提高教学质量，促进学生实践能力的发展和提高。 
　　目前各大高校的办学规模均在逐步扩大，多个校区并存的现象已成为现实，加之各个校区地理位置又较远，原有的教学资源就显然不能满足教学的需要，尤其是实验课存在的问题更为突出。教育部《关子全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中指出要充分利用现代信息技术开发虚拟工厂、虚拟实验。因此将VR技术和职业教育结合起来就成为必要。VR技术进人高职院校能有效地营造教学环境和实验环境，提高学生掌握知识技能的能力。

本文阐述VR技术在高职教育中的应用。 
　　1．VR的概念和特征 
    VR( Virtual Reality，虚拟现实)是利用计算机、电子技术、图像技术、传感器技术、多媒体技术、人机接口技术及仿真技术等多种科学技术发展起来的计算机领域的最新技术，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。虚拟技术是一门富有挑战性的交叉技术、前沿科学和研究领域。目前虚拟技术已涉及到军事、教育、医学、心理学、商业、影视等领域，是21世纪的重要发展学科。 
    虚拟环境是利用计算机生成并控制的，因此人处在利用VR技术创建的虚拟环境之中和真实环境是没有差别的。VR具有3个最突出的特性:沉浸性(Illusion of Immersion )、构想性(Imagination)和交互性(Interactivity )。 
    1)沉浸性(Illusion of Immersion)沉浸感是指用户在纯自然的状态下借助交互设备和自身的感知觉系统对虚拟环境的投人程度。虚拟世界给人一种身临其境的感觉。 
    2)构想性(Imagination)指借助虚拟技术可以使用户沉浸其中并获得新的知识，从而使用户深化概念和萌发新意。因此说VR可以启发人创造性思维，使抽象概念具体化。 
    3)交互性(Interactivity)人们可以通过使用专门的输人和输出设备(主要通过数据手套、头盔、数据衣等)以自然地方式(如自身的语言、动作等)和虚拟世界中的对象进行交互操作和交流。 
　　2．VR技术的优势 
    VR技术与传统的实验实训课比较，有以下的优势: 
    (1)投资少。相对于建设实验室或实训基地来说虚拟实验系统所需的投资要少得多，而利用VR技术对实验设备的更新，只要在原有的基础上改进和完善就可以完成。 
    (2)灵活性好。对于实验实训中难点和重点，在虚拟系统中可以反复演练，将细节放大，可以人为地进行记录和重现。 
    (3)效率高。利用VR技术开展的实验课，精确性高，突发事件发生地可能性小。 
    (4)消耗低。VR系统通常是以软件的形式在计算机上运行，能耗很低，设备维修率低，出现故障也容易解决。  　3虚拟现实技术在职业教育中的应用 
    职业教育不仅要给学生传授文化知识，更重要的是让学生掌握专业技术和技能，强调学生的生产实践能力，培养学生的动手能力是职业教育的特色和重点。 
    (3)效率高。利用VR技术开展的实验课，精确性高，突发事件发生地可能性小。
    (4)消耗低。VR系统通常是以软件的形式在计算机上运行，能耗很低，设备维修率低，出现故障也容易解决。
　　3虚拟现实技术在职业教育中的应用
    职业教育不仅要给学生传授文化知识，更重要的是让学生掌握专业技术和技能，强调学生的生产实践能力，培养学生的动手能力是职业教育的特色和重点。
    VR技术在教学中的应用表现在以下几个方面:
    (1)虚拟实验室。利用VR技术可以构建各种虚拟实验室，缓解高职院校实验教学资源不足的问题，推动实验教学的现代化发展，可以使学生足不出户完成实验，却可以获得和真实环境下一样的实验体会，加深对实验教学内容的理解。虚拟实验室还可打破时间和空间的限制，例如学生可以进人犯罪现场，了解案发过程，这是其他的实验方法无法比拟的。虚拟实验既可以缩短时间，又可以获得直观、逼真的效果。
    (2)虚拟实物。职业教学中的很多试验设备比较昂贵，更新换代又比较快，有些仪器又比较容易坏，这就增加了教学费用。利用虚拟技术就可以为学生制作“虚拟”设备。虚拟设备逼近客观事实，向学生揭示事物的本质。例如在机械制图教学中，很多机械元件不方便拆卸，利用虚拟实物，老师可以通过“移植”、“借用”等教学方式就很容易让学生看到现象和本质。
    (3)模拟训练。利用VR技术结合多媒体技术可以构建虚拟的实习环境，在这个虚拟的环境中进行驾驶、维修等职业技能训练。在该环境中，学生可以反复练习，发现自己存在的问题，通过多次的训练，掌握正确的操作方法。
    (4)虚拟过程。用VR的方法来展现一些现实生活中无法看到的变化过程。学生通过自己的实验来控制事物的变化过程，完成所学知识的构建。
　　4 VR技术在高职教育中的意义
    在VR中，基于自然方式的交互作用和个别化的学习环境提高了学生的学习兴趣，学生既是一个观察者，又是一个积极的参与者。学生的各种感觉与虚拟的学习环境相互联系和作用，这就激发了学生的学习兴趣，增强了学习的效果。
    在VR环境下，学习者的各个感官都在和虚拟的外部世界发生着作用，学生完全沉浸于虚拟现实创造的学习环境中。例如我们在讲网络中的数据传输时，可以利用VR来实现，学生可以设置数据的格式、数据流动的方向和交换的方式等，这样学生对网络的数据传输的理解会更深人。
　　5结语
    职业教育中引人VR技术，适应我国职业教育发展的需求。在学校经费不足的情况下，利用多媒体技术、实物仿真技术与VR技术结合的方法，建立虚拟的现代化实验室，缓解了实验设备不足的问题，同时也突破了传统的教学手段，构建了一种全新的教学模式。
　　VR技术作为一门新兴的科学技术，它还在不断地前进和摸索。但VR技术自身的优点使我们相信，在职业技术教育中，VR技术将有非常广阔的发展前景。