淺談虛擬現實在動力裝置教學中的應用

劉繼方

摘 要： 動力裝置結構緊湊，系統工作過程復雜，傳統的教學方式不易令學員盡快掌握其結構、理解其原理，虛擬現實以其效果逼真、時效性高、安全經濟等特點很好地解決了這個問題。對動力裝置教學形式和方法有很好的指導意義和實用價值。

關鍵詞： 虛擬現實；動力裝置

虛擬現實技術以其良好的沉浸性和交互性，在航空航天、軍事訓練等領域中得到廣泛的應用。應用到課程教學中，可以將學員的視覺、聽覺甚至感覺全部調動起來，給學員一種身臨其境的感覺，讓學員在虛擬環境中進行“預實踐”，增加教學的直觀性、趣味性和實踐性。

1虛擬現實在動力裝置教學中的優勢

將虛擬現實技術應用到動力裝置課程體系中，利用其優秀的沉浸性和交互性，擺脫了學員過度依賴課本的現實，實現將課堂從“二維”擴展到“三維”。

1）改進教學內容表現形式。動力裝置課程是一門系統性很強的課程，它集推力室、供應系統、增壓系統等系統為一體，依靠單純的講解很難令學員快速并充分理解教學內容。在教學中運用虛擬現實的技術手段，讓學員能從三維角度觀察系統構造，透視與剖視并用，通過觀察三維模型的運動理解系統工作原理。通過教學證明，采用虛擬現實技術的教學手段可以令教學內容更加生動逼真，可以大大提高學員的學習效率。

2） 改善教學實踐。對于《動力裝置》的實踐教學，因缺乏相應的實踐條件，比如無法用真正的點火來開展相關的實踐教學，這在很大程度上影響了學員的分析問題和解決問題的能力。而使用虛擬現實教學，讓學員在虛擬環境中實驗、操作，既可以節約資源，又避免了危險性操作，實現與真實教學實踐相同的學習效果。

3）激發學員學習興趣。將虛擬現實技術引入動力裝置教學中，利用計算機、感知系統、控制臺來構建虛擬環境。使學員體味到主體學習地位，更好地把人、崗位和裝備結合在一起，使學員完全沉浸于學習過程中，激發了學員學習的興趣和熱情。

2 虛擬現實教學應用設計

動力裝置教學的目的是為了使學員了解裝備的組成結構，掌握主要系統和重要部件的工作原理。采用虛擬現實技術將部件的結構、工作原理、故障現象等在虛擬現實環境中模擬出來，讓學員“直面”部件信息，學習印象深刻。

1）結構組成拆卸與裝配訓練設計。通過拆卸與裝配操作，熟練掌握重要零部件的組成結構和特點以及拆卸裝配順序和注意事項，通過反復訓練提高學員認知結構組成的能力。

2）工作原理教學設計。學員通過將觀察視角切換至動力裝置部件各部位，采用透視和剖視等效果，將操作動作和零部件內部動作緊密的聯系在一起，在操作的過程中對零部件內部工作過程有一個直觀形象的理解。

3）故障現象模擬和維修訓練設計。在故障數據庫中建立典型故障現象，在虛擬環境下運用聲音、圖像、儀表指示、操作失敗等方式來模擬故障現象，針對相應的故障，在維修練習系統中選擇故障排除模塊，根據提示選擇需要的工具進行維修操作，通過反復訓練，使學員熟練掌握故障排除方法。

3 結 論

虛擬現實將動力裝置教學過程變得豐富起來，使學員從以往的填鴨式教學的被動者轉變為學習過程的主導者，學習興趣提高，積極性增強，極大地提高了教學的質量。