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淺談虛擬現實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)教育中的應用
1虛擬現實(shí)技術(shù)概述
虛擬現實(shí)（virtualreality）技術(shù)最早提出于20世紀80年代，簡(jiǎn)稱(chēng)為VR,它可以讓用戶(hù)創(chuàng )建虛擬仿真世界，也可以讓用戶(hù)親身體驗虛擬仿真世界，實(shí)現真正的人機交互。虛擬現實(shí)技術(shù)集合了仿真技術(shù)、人機對接技術(shù)、傳感技術(shù)、計算機圖形學(xué)、三維動(dòng)畫(huà)、動(dòng)作捕捉技術(shù)、視頻音頻編輯技術(shù)、技術(shù)廣角立體顯示技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等，是一門(mén)集合了多種技術(shù)的強大的綜合技術(shù)。模擬真實(shí)環(huán)境是由計算機來(lái)完成場(chǎng)景的制作并生成具有實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的逼真的三維動(dòng)畫(huà)；運用人機接口技術(shù)和傳感設備實(shí)現感知性；運用動(dòng)作捕捉技術(shù)對用戶(hù)的肢體動(dòng)作進(jìn)行跟蹤，優(yōu)化觸覺(jué)反饋，實(shí)現人機交互的自然技能；運用音頻編輯技術(shù)實(shí)現自然環(huán)境的立體聲輸入輸出等。虛擬現實(shí)具有多感知性、虛擬現實(shí)沉浸感、虛擬現實(shí)交互性和虛擬現實(shí)自主性4個(gè)特征。多感知性是指除了普通計算機所具備的對圖像的感知外，我們的仿真系統還具備對聲音、觸摸、運動(dòng)甚至味道的感知等，最佳的仿真系統應該具備人類(lèi)所具有的一切感知功能。虛擬現實(shí)沉浸感是指用戶(hù)作為體驗者存在于仿真環(huán)境中所感受到的真實(shí)程度，最佳的模擬環(huán)境應該使體驗者身臨其境難辨真假。虛擬現實(shí)交互性是指用戶(hù)和仿真環(huán)境之間的自然和諧程度，用戶(hù)對模擬環(huán)境內物體的可操作，模擬環(huán)境亦能做出準確的反饋。虛擬現實(shí)自主性是指仿真環(huán)境中的物體能夠依據真實(shí)客觀(guān)世界物理運動(dòng)定律運動(dòng)。
2虛擬現實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)教育教學(xué)中的應用
職業(yè)教育的宗旨是培養高素質(zhì)勞動(dòng)者和技能型、應用型人才，高等職業(yè)學(xué)校應具備培養大規模高素質(zhì)技能型人才的能力，學(xué)歷教育和職業(yè)技能培訓并舉，形成形式多樣、靈活開(kāi)放的教育教學(xué)模式。而對于技能的培養，學(xué)生主動(dòng)地去交互和被動(dòng)的灌輸，教學(xué)效果也天差地別，將虛擬現實(shí)技術(shù)引入高等職業(yè)學(xué)校無(wú)疑更加有利于高素質(zhì)技能型人才的塑造與培養。虛擬現實(shí)技術(shù)可以為學(xué)生營(yíng)造富有趣味的仿真學(xué)習環(huán)境，讓學(xué)生去親身經(jīng)歷和感受比教師空洞抽象的解說(shuō)更加直觀(guān)易懂，從而培養學(xué)生自主學(xué)習的能力。將傳統的以教師為主導、以教促學(xué)的教學(xué)模式轉變?yōu)橐詫W(xué)生為主體的新型教學(xué)模式，學(xué)生通過(guò)自身與仿真環(huán)境的交互體驗來(lái)獲得知識和技能，能有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng )造力和想象力。下面筆者將從以下3個(gè)方面探討虛擬現實(shí)技術(shù)在高等職業(yè)教育教學(xué)中的應用。
2.1建立虛擬實(shí)訓基地
實(shí)訓基地是職業(yè)學(xué)校完成實(shí)踐實(shí)訓教學(xué)、培養學(xué)生應用職業(yè)能力的必要所在，隨著(zhù)教育改革的不斷深入，越來(lái)越多的職業(yè)學(xué)校加大實(shí)訓基地的投入和建設力度。實(shí)訓基地的建設成本高、周期長(cháng)、后期設備維護和更新也需要不斷地追加資金投入，顯然存在一定的弊端。而基于虛擬現實(shí)技術(shù)建立的虛擬實(shí)訓基地不僅可以節約時(shí)間和空間，還可以節省大量的資金投入，有效地減少后期維護成本。在虛擬實(shí)訓基地，環(huán)境是由計算機生成的仿真世界，所需要的設備和部件也是計算機生成虛擬設備，后期維護時(shí)可以根據教學(xué)需要輕松完成虛擬設備更新和添加。當今社會(huì )是個(gè)科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代，技能型課程內容更新也較快，在虛擬實(shí)訓基地教學(xué)內容的更新更加容易，能夠使學(xué)生的技能培養和時(shí)代的步伐保持一致，充分保證技能教學(xué)的先進(jìn)性。在虛擬實(shí)訓基地，虛擬現實(shí)的沉浸感和交互性能真正地開(kāi)啟學(xué)生為主體的教學(xué)模式，學(xué)生在虛擬的仿真環(huán)境中扮演角色，身臨其境。人機交互更有利于學(xué)生夯實(shí)技能操作的基本功。以筆者學(xué)校為例，像動(dòng)物外科手術(shù)技能、汽車(chē)維修技能、農機具修理技能、模具制作技能、果蔬苗木栽培技能、計算機維修技能、組網(wǎng)技能等各種職業(yè)技能的訓練可以直接依托于虛擬實(shí)訓基地，學(xué)生可以在虛擬仿真的環(huán)境中反復加以練習，直到完全掌握操作技能為止。對于設計類(lèi)課程而言虛擬實(shí)訓基地更是學(xué)生最好的實(shí)訓場(chǎng)所，如園林規劃設計、室內裝潢設計等，學(xué)生可以通過(guò)虛擬現實(shí)將自己的作品實(shí)景呈現，制作漫游動(dòng)畫(huà)，徜徉其中。除此之外，虛擬實(shí)訓基地還具備一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是在實(shí)訓時(shí)幾乎沒(méi)有安全隱患。例如汽車(chē)駕駛技術(shù)學(xué)習、危險的化學(xué)實(shí)驗就可以在仿真環(huán)境中完成，從而成功地規避風(fēng)險。
2.2開(kāi)發(fā)具有交互功能的教學(xué)課件
職業(yè)教育的宗旨是培養技能型人才，以往的偏向理論教學(xué)以及過(guò)分依賴(lài)教師講授的教學(xué)模式已經(jīng)遠遠不能滿(mǎn)足教學(xué)需要。隨著(zhù)教育改革的不斷深入和信息技術(shù)的發(fā)展，教學(xué)方法也在不斷更新，逐步引入計算機輔助教學(xué)(CAI)已經(jīng)大大地改善傳統教學(xué)模式的局限性。雖然傳統的課件具備了圖、文和聲音并茂的功能，顯著(zhù)提高了學(xué)生的學(xué)習興趣、改善了教學(xué)效果，但是在一些教學(xué)難點(diǎn)或者技能操作課程上仍然不能滿(mǎn)足教學(xué)需要；在表現一些技能型知識點(diǎn)如機械運動(dòng)規律、機械維修、零件組裝、計算機拆裝等方面，傳統課件制作難度高，展示效果不理想，而引入虛擬現實(shí)技術(shù)的課件開(kāi)發(fā)實(shí)現了逼真的三維的展現形式，實(shí)現了人機交互，學(xué)生可以身臨其境體驗所學(xué)知識和技能，這就使得學(xué)生的學(xué)習過(guò)程更加生動(dòng)形象，對于知識和技能的理解與掌握也更加容易。
2.3開(kāi)展基于虛擬現實(shí)技術(shù)的遠程教育
遠程教育也是當前高等職業(yè)學(xué)校教育的發(fā)展方向之一，它以計算機和網(wǎng)絡(luò )為媒介，極大地方便了網(wǎng)絡(luò )教學(xué)。傳統的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)有的是錄屏講解，有的是教師課堂實(shí)錄，學(xué)生接觸不到教師以及相關(guān)操作的所需的教具，存在一定的局限性，教學(xué)效果往往事倍功半。尤其對于實(shí)踐性很強的技能型學(xué)科影響更大，例如計算機組裝與維修課程，學(xué)生光靠看老師的視頻講解，死記硬背操作步驟，不如現場(chǎng)操作一次效果來(lái)得好。正因為如此，對于實(shí)踐性較強的學(xué)科來(lái)說(shuō)，引入虛擬現實(shí)技術(shù)模擬仿真環(huán)境，建立虛擬實(shí)驗室顯得尤為重要�；谔摂M現實(shí)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)讓學(xué)生可以在虛擬實(shí)驗室自主學(xué)習的同時(shí)還可以自己動(dòng)手拆裝，更直觀(guān)地學(xué)習并加以練習和體驗，教學(xué)效果必將事半功倍。
3結語(yǔ)
虛擬現實(shí)技術(shù)作為一門(mén)前沿高新技術(shù)，將其應用到高等職業(yè)教育教學(xué)中是一種創(chuàng )新型教育手段，具有廣闊的發(fā)展前景。它提供了逼真的教學(xué)環(huán)境，使得傳統信息化教學(xué)手段有了質(zhì)的飛躍，讓課堂教學(xué)變得更加豐富、立體、生動(dòng)和富有成效，尤其讓技能教學(xué)更直觀(guān)化，能有效激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習能力、想象力和創(chuàng )造力。虛擬現實(shí)技術(shù)的應用能夠促進(jìn)職業(yè)學(xué)校教科研水平的提高，改善實(shí)驗實(shí)習場(chǎng)所并節約資源，豐富教學(xué)手段，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，提高教學(xué)效率。
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