基于VR/AR技術的應用型本科教學改革研究

【摘 要】由于科學技術的迅猛發展，致使傳統應用型本科院校人才培養與社會人才需求的矛盾日益突出，雖然在一定程度上增大了實踐教學的比重，但其有效性、創造性均在低級層面上發展。而VR/AR技術能夠在虛擬環境中引入真實的場景，實現良好的用戶環境交互感受，將其引入通信工程專業本科教學能夠很好地提高教學效果。本文針對傳統本科教學中存在的問題，結合VR/AR技術的特點，提出了VR/AR技術在應用型本科院校通信工程專業教學中的具體應用方法。

【關鍵詞】VR/AR技術；應用型；通信工程

一、傳統應用型本科院校在通信工程專業教學中存在的基本問題

隨著通信行業科學技術的不斷發展，通信設備日益更新，現有通信公司對人才的需求與高校的培養模式之間的矛盾日益凸顯。而我國高等教育為了進一步適應現代社會發展對人才需求的變換，充分意識到傳統本科院校人才培養存在極大的問題，并在一定程度上通過加大實踐教學比重從而使得學生能夠更加適應時代以及社會的需求，但是其有效性、創造性等均在低級層面上發展，并未帶來顯著的效果[1]。

總結起來目前我國高校傳統教學中存在以下幾個問題：①我國通信行業技術發展迅猛，致使通信設備更新速度很快，同時現有高端的通信設備價格昂貴，因此高校很難做到實驗設備及時更新；②通信專業部分實驗中涉及通信線路工程設置，衛星、移動通信基站設備的安裝等均存在一定的危險性，因此，目前高校教學中基本上不安排該類實驗或者僅是組織學生出外參觀等，致使學生無法很好的掌握該項技能；③現有教學設備數量有限，無法滿足學生人人動手的實際需求，為實現個性化教學帶來極大困難；④目前通信專業的教學計劃與社會用人單位的實際需求不匹配，學生的綜合職業能力相對欠缺[2]。

二、VR/AR技術

1.VR技術

VR技術（Virtual Reality）即虛擬現實技術，是一種將計算機圖形學、人機接口、傳感器以及人工智能等技術應用在一起的綜合性的技術成果，具有感知性強，能夠提供很好的人機交互感應、沉浸性等基本特點。采用VR技術能夠有效地將虛擬與現實進行良好的對接，使體驗者能夠實現與虛擬環境中的對象進行逼真的交互作用，產生身臨其境的感受及體驗效果。

2.AR技術

AR技術（Augmented Reality）即增強現實技術，是一種將虛擬圖像與現實生活場景結合在一起的新技術，需要通過計算機技術實現對場景重建、并且實時識別場景信息，根據用戶需要在現實場景的合適位置上表現出相應的虛擬元素；當然還可以進一步提供虛擬與現實的交互效果。AR與VR技術相對比，VR技術是用戶完全在虛擬世界中進行感知與交互，側重于用戶的沉浸感；而AR技術則是在真實的場景中通過虛擬世界的場景與規則實現對現實場景的增強效果同時能夠進行良好的交互作用。

基于以上研究，我們不能發現如果能夠將VR技術與AR技術結合在一起，通過在虛擬環境中引入真實的場景，并且通過人機接口、傳感器等技術在用戶與場景之間建立起可交互的回路，可以極大地提高用戶體驗的真實感。

三、VR/AR技術在應用型本科院校通信工程專業教學中的具體應用

VR/AR技術應用在本科院校教學中，主要包括以下幾個方面，在此以通信工程專業為例進行具體說明。

（1）設置好虛擬環境且涉及好虛擬安裝流程。一般情況下，虛擬機提供的虛擬操作流程基本上能夠實現計算機高度一致，嚴格區分虛擬機提供的安裝光驅，確保實際運行的安全性和穩定性[3]。在實踐過程中，尤其是在通信工程專業的教學過程中，應該采用初始化的工具來安裝會使得工作過程不夠順暢，因此很容易縮短壽命，因此建議安裝虛擬光驅設備，利用相應的軟件，有利于光驅的使用。在虛擬計算機的安裝過程中，要全面考慮計算機的內部硬件，盡可能地接近真實的安裝工作流程。但是，目前沒有完全克服好上述難題，需要充實人工影響因素，繼而不斷提高虛擬技術的知識儲備，從通信工程專業的實際出發，充分了解通信工程專業中教學的所需要發揮的實際做。

（2）傳統的教學方式大都采用板書或多媒體形式進行理論講授與展示，與學生的互動性相對較差，使得學生對于知識的掌握度不強，很難在頭腦中形成一套完整的知識體系。可以通過VR/AR技術的引入，為學生營造一個可供觀察并且能夠動手操作的實驗環境，讓學生能夠通過動手操作的體驗環境，能夠對虛擬世界中的場景進行控制。

（3）針對通信專業部分實驗中（例如：設計通信線路工程設置，衛星、移動通信基站設備的安裝等）存在一定危險性的問題，通過將虛擬現實/增強現實技術引入本科教學中，結合現實場景，在合適的位置表現出虛擬元素，模擬實際通信基站、通信線路工程以及野外等場景，使學生能夠身臨其境地學習掌握知識及技術，從而提高教學效果。

四、結束語

本文根據相關工作經驗，綜合分析了傳統應用型本科院校教學環節中存在的問題以及VA/AR技術的應用特點，以通信工程專業為出發點，提出了VR/AR技術在應用型本科院校通信工程專業教學中的具體應用方法。但是由于VR/AR技術在國內的發展相對較慢，很難在短時間內實現推廣。

參考文獻：

[1]張枝實.虛擬現實和增強現實的教育應用及融合現實展望[J].現代教育技術，2017，27（1）：21-27.

[2]王金崗.虛擬現實技術在高職實踐教學中的應用研究[J].中國職業技術教育，2011（23）：76-80.

[3]鹿松松，魏梁鋒，林順安等.基于虛擬現實技術重建法為標準的垂體腺瘤體積測量公式的對比研究[J].中華神經醫學雜志，2016，15（1）：81-84.

作者簡介：

李冰冰（1989.02.21～ ），性別：女，籍貫：吉林省，民族：漢族，學歷：研究生，職稱：助教，研究方向：實踐教學改革，數字信號處理。endprint