基于虛擬交互技術的高職園林測量實訓改革研究

尹曉科

【摘要】虛擬交互技術在教學中得到了廣泛應用，具有巨大的應用前景。本文探討了虛擬交互技術的概念、特征、優越性以及在高職園林測量實訓教學中的應用。

【關鍵詞】虛擬交互技術 高職園林測量實訓

【中圖分類號】G71 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）26-0225-01

一、虛擬交互技術

虛擬交互技術是一門新興的綜合信息技術，融合了計算機技術、數字圖像處理、多媒體技術、互聯網技術、傳感器技術等多方面信息技術。它通過計算機圖形學構成三維數字模型，產生逼真的虛擬環境，在視覺上給用戶一種多維度的虛擬環境。與通常的CAD、3DMAX系統所產生的三維模型不同，它不是一個靜態的世界，而是一個互動的環境。

虛擬交互技術主要有以下四個特征：第一，強烈的臨場感。用戶在模擬環境中，能夠感到虛擬世界是真實存在的。第二，友好的交互性。交互性是指用戶對模擬環境內物體的可操作程度和從環境得到反饋的自然程度。例如，用戶用手直接抓取環境中的物體時，手里會有握著東西的感覺，并可以感覺到物體的重量，視場中的物體也隨著手的移動而移動。第三，多感知性。除了具有一般計算機的視覺感知外，還具備聽覺感知、力覺感知、觸覺感知、運動感知甚至包括味覺感知、嗅覺感知等。第四，虛擬交互世界的自主性。也就是說虛擬環境中的物體會依據物理定律進行動作。

二、虛擬交互技術在高職園林測量實訓教學中的作用

目前高職園林測量的實訓教學環節大多是使用測量儀器對學生進行實踐能力培養。受各種現實條件影響，某些實訓內容環節往往不能較好的完成，影響了學生實踐能力的培養，抑制了學生的創造能力。

虛擬交互技術應用于教育是教育技術發展的一個飛躍。學生與虛擬環境是互相作用、互相影響的一個整體的兩個方面，它營造了“自主學習”的環境，由傳統的“以教促學”的學習方式代之為學習者通過自身與信息和環境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式。虛擬實訓既可縮短訓練的時間，又可獲得更加直觀、真實的效果，還能將測量儀器的結構原理和精密設備作虛擬實訓，一方面培養學生操作、維護和檢修儀器的技能，另一方面培養學生自我訓練的意識和創新能力。虛擬交互技術在高職園林測量的實訓中的作用主要體現在以下幾個方面。

1.建設基于虛擬設備的虛擬實訓室

高職園林測量課程的實踐性非常強，隨著科技的發展，測量儀器的升級換代非常快，特別是在當前創新教育引領學生發展的環境下，平均不到五年，儀器就已無法滿足學生的創新實訓需要。由于測量儀器的被動淘汰，必然產生大量的更新需求，因此高額的采購費用是成為高職院校實訓教學迅速發展和改革的最大瓶頸。相對于現實實訓場所的建設，投資建立一套相應的虛擬交互系統的投資要小得多。通常虛擬交互系統的投資是現實儀器及相關設備投資的十幾分之一。測量儀器在將來會不斷更新換代，而用虛擬交互技術的實訓基地只需要在原有基礎上改進、完善即可，不再需要任何投入。因此，從科學技術上尋求一種新型的、實用的方法來建設基于虛擬儀器的虛擬實訓室，必將是高職教育走出實訓困境的唯一出路。

2.激發學生的創造性思維

虛擬交互技術具有強烈的“身臨其境”的沉浸感和發人想象的刺激性，利用它進行實訓教學可以給學生一種強烈的真實感，可為學生提供實際操作替代經驗。同時，利用虛擬交互技術開展實踐教學，學生可有更多的實踐機會，高效大膽地進行多次嘗試，其積極主動性增強，實踐的趣味性較強，實踐方式靈活多樣。同時，通過虛擬交互技術，可將學生在學習過程中產生的假設進行虛擬，呈現相應的結果或效果。這樣有利于激發學生的創造性思維，進行主動的探索性學習，培養學生的創造能力。

3.技能訓練綜合全面

由于虛擬交互技術可實現在逼真的虛擬環境中以自然的方式進行交互，所以它非常適合技能培訓。在實訓過程中，學生的主要精力可放在原理的理解應用、實訓設計及操作具體情境中，軟件的幫助功能可以有效解決教師指導力度不夠的弊端，有利于提高實踐教學質量。

虛擬現實的沉浸性和交互性，使學生能夠在虛擬的學習環境中扮演一個角色，全身心地投入到學習中去，這非常有利于學生的技能訓練。利用沉浸型虛擬現實系統，可以做各種各樣的技能訓練，對高職的實訓、技能性教學有著無比強大的推動作用。

參考文獻：

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