VR技術在高職實驗教學中應用的探討

摘 要 隨著計算機技術、網絡通信技術、多媒體軟件技術的快速發展，影響著社會生活的方方面面。特別是VR技術的快速發展和應用，為高職實驗教學帶來了新的契機。作者根據VR技術的特點，探討指出了該技術在高職實驗室建設方向及教學方法的創新。

【關鍵詞】VR技術；實驗教學；教學方法

隨著技術的不斷革新和發展，教育方式也在不斷變更和重構，而這些新的教育方式必然需要新的學習環境去適應。在互聯網萬物互聯的時代背景下，教育信息化已經成為教育領域家喻戶曉的名詞，而教育信息化的發展需要教育信息化學習環境作為基礎支撐。

1 VR技術介紹

虛擬現實技術是由計算機硬件、軟件以及各種傳感器構成三維虛擬環境。由于虛擬現實技術能夠創造前所未有的內容和更加豐富神奇的環境，身臨其境地交互，使其在模擬演示、軍事訓練、實驗與實踐等方面體現出強大的優勢。虛擬現實技術不斷被推廣應用，深刻地影響著社會各個領域，教育領域也不例外。利用最新虛擬現實技術來開發虛擬實驗教學環境，有助于解決學校教育和遠程教育中實驗室資源的瓶頸。

VR技術利用計算機生成一種模擬環境，采用多源信息融合的交互式形成的三維動態視景和實體行為的系統仿真，使用戶沉浸到該環境中。其逼真性和實時交互性為系統仿真技術提供有力的支撐。同時具有沉浸性、交互性和構想性，使人們能沉浸其中，超越其上，出入自然，形成具有交互效能多維化的信息環境。

在教育領域中，特別是實驗實訓教學環節中VR技術的應用是已經越來越普及，越來越重要。通過在仿真的環境中物理環境的感知、監控和調節功能進一步增強，增強現實等技術的應用使虛擬環境與物理環境無縫融合。因此，新技術的發展是學習環境創新和變革的根本性原因。

2 實驗室建設中創新的探討

在傳統的高職教學模式中，以老師與實驗實訓教材為中心，教學生理論知識，然后以實驗室為中心，進行針對性的實驗訓練，以提高學生的實踐動手能力。以往的實驗一般通過：具有專業設施設備的實驗場地進行，通過設計一定題目，通過分階段完成題目達到拆分實驗步驟，測試教學成果的實驗目的；此外由于某些實驗設備價值較高，占用場地較大，模擬題目手段單一等問題，便有了通過實驗仿真軟件進行，比如接發列車模擬站場設備故障、線路故障，城市軌道交通中突發事件的處置等。此類實驗能夠大大提高學生的專業技能，但傳統的實驗教學缺乏直觀認識，學生的感觸也不高，缺乏身臨其境的感覺。而 VR 虛擬技術的誕生，在一定程度了彌補不足。

虛擬現實VR技術是人類溝通交流技術的自然演進，通過靜態的印刷、互動的二維到互動的三維技術，隨著技術的發展就要求在高職教育方面特別是實驗室建設方面健全體系方案。

2.1 建設方案

高職院校要提供影視、動畫、開發、設計等四個方面的VR專業建設方案和思路，從教學計劃、環節到實驗、實訓項目的設計提供整體思路，并且整個設計階段要滿足學生在現場一線的需求，現場需要什么樣的人才，在實驗實訓中就怎么去通過VR虛擬技術去訓練。

2.2 師資培訓

在完成VR虛擬技術實驗實訓硬件設備的購置外，對于院校要系統化的培訓雙師型教師與骨干教師的培養計劃，并由這樣的教師負責專業課程的授課實施服務，并與設備供應商保持溝通，確保設備正常及數據的更新。

2.3 配套硬件

高職院校量身定制適合本校本專業教學的VR+智慧教室，滿足教師授課，學生學習、實訓、實驗等各類教學場景的使用，提供場地規劃。包括全套教材、素材等教學資源，部署VR移動教學平臺，以及專家組教學解答服務。

3 實驗設計與過程

實驗中的虛擬仿真就是將多媒體技術與虛擬現實技術應用于實驗、實訓環節，通過現代教育思路和方法，將現場的場景直觀的反映在學生面前，并模擬事故或故障，通過交互性與智能性相結合，讓學生結合自己所學的理論知識對問題進行解決。

3.1 仿真性

VR虛擬仿真技術最大的特點，是能讓使用者置身于另一個空間中，這個空間可以是有計算機構建的，可以通過實景捕捉形成。VR使用者將完全隔絕于現實環境之外，另外它還具有沉浸性、交互性、構想性等特點。根絕這些特點在系統開發的時候，便要把教學理念、教學目標、操作程序、師生角色、教學策略與評價諸多因素統籌考慮，教學方式由傳授變為探索。

3.2 實用性

對現場問題有針對性的設計，在虛擬教學中能夠模擬現場環境中的要求，符合現場技術規章要求有一套嚴格完整的操作流程和設計程序，便于師生去操作、運用根據技術規章讓學生對問題進行解決，能夠給情景再現，鞏固理論學習，增強教學效果。

3.3 公開性

VR虛擬仿真教學，滿足互聯互動，能夠通過互聯網進行資源同步分享，無論學生處于何時何地，只要有權限登錄便可進行學習操作，為在職教育奠定基礎。

4 結語

職業教育在人才培養的過程，通過虛擬現實技術可以為學生創設更加真實的學習任務和情境，更加具象的表征形式，生動的交互體驗，讓學生在虛擬環境中觀察、探索和實驗，從而加深其對知識的理解和激發學習興趣，同時也是技術性人才培養過程的發展趨勢。

參考文獻

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作者單位

西安鐵路職業技術學院 陜西省西安市 710026