VR虛擬現實技術在高職院校建設中的應用

何武超 李文廣

隨著科學技術的飛速發展及社會信息化步伐的加快，高職教育在我國的高等教育領域得到了前所未有的重視。培養高精尖技術應用型人才，大力提升制造業及服務業的水平，是我國當前經濟建設的重中之重。這一系列的調整，使傳統的教學模式受到了很大的挑戰，傳統教學模式已經無法滿足教學及學習的需求。虛擬技術的應用，無疑將成為教育發展的強勁推動力。

1.VR的概念和特征

VR（ Virtusl Reality）虛擬現實技術，是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態視景和實體行為的系統方針使用戶沉浸到該環境中1。虛擬現實技術主要包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。除計算機圖形技術所生成的視覺感知外，甚至還包括嗅覺、味覺、力覺、運動等感知，也稱為多感知。目前虛擬技術所涉及到的領域包括軍事、教育、醫學、心理學、商業、影視等，是21世紀的重要發展學科。

VR虛擬現實技術具有以下幾個顯著特征2：

（1）交互性：指用戶對虛擬環境中對象的可操作程度和從虛擬環境中得到反饋的自然程度（包括實時性）。主要借助于各種專用設備產生，從而使用戶以自然方式如手勢、體勢、語言等技能，如同在真實世界中一樣操作虛擬環境中的對象。

（2）沉浸感：又稱臨場感，是指用戶感到作為主角存在于虛擬環境中的真實程度，是VR技術最主要的特征。

（3）想象力：指用戶在虛擬世界中根據所獲取的多種信息和自身在系統中的行為，通過邏輯判斷、推理和聯想等思維過程，隨著系統的運行狀態變化而對其未來進展進行想象的能力。對適當的應用對象加上虛擬現實的創意和想象力，可以大幅度提高生產效率、減輕勞動強度、提高產品開發質量。

2.VR現實技術在職業教育中的應用

（1）虛擬實訓基地

虛擬軟件和仿真實訓設備應用，重在提高實訓教學的效果，學校借助虛擬仿真技術，帶學生練習到一定程度后改用生產設備，或者生產設備訓練與仿真訓練交替進行，最大限度擴展學生實訓時間，熟能生巧；同時借助仿真軟件，發揮學生的主觀能動性，滿足教學中的個性化需求，實現實訓與企業實際生產的對接。利用VR虛擬現實技術建立虛擬訓練、培訓基地，其“資源”與“部件”也是虛擬的，可以根據需要隨時生產各種新設備，教學內容不斷更新，實時地訓練能夠順應VR技術的發展。基于虛擬現實技術的實訓環境中，學生們可以扮演不同的角色，有利于學生的技能訓練。例如外科手術技能訓練、汽修專業發動機維修訓練、菌類培植技術訓練、智能機器人控制技能訓練、機械模具設計制作訓練等。由于虛擬的訓練系統，學生們不僅可以避免危險操作，而且能夠反復訓練，大大提高了在校期間的實踐技能。

（2）虛擬設計場景

對于設計專業的學生來講，虛擬設計場景是非常必要的。如服裝設計專業，同學們可以在虛擬現實技術設計教學場景中非常便捷的立體裁剪、布料材質的選擇與修改、顏色搭配調整、衣服尺寸修訂、流行元素設計等。如室內外設計專業，同學們可以在虛擬現實技術設計教學場景中對室外建筑造型、外墻材質及顏色、戶外廣告設計、室內裝飾裝潢設計等各個方面進行不同參數、不同維度的調整與效果對比教學。

（3）虛擬仿真校園

虛擬仿真校園是虛擬現實技術在高職院校的另一個應用方面。虛擬仿真校園將校園的地理空間信息和真實場景相結合，構建一個逼真的虛擬校園。虛擬校園系統為在校師生和社會群眾提供了直觀、交互性的虛擬環境，增進了師生之間、學校和社會之間的練習，同時可以更好地展示校園文化。虛擬仿真校園有三個應用層面：簡單的虛擬校園環境供游客瀏覽；基于教學、教務、校園生活，功能相對完整的三維可視化虛擬校園：以學院為中心，加入一系列人性化的功能，以虛擬現實技術作為遠程教學基礎平臺3。

（4）虛擬數字圖書館

傳統的數字圖書館存在資源形式單一、整合度低等缺點，通過VR技術的應用，能明顯改善這些不足。

A.從二維到三維，改善資源類型平面化的缺點。例如：對于珍貴的歷史文獻，可以借助虛擬現實技術“制造”出三維的虛擬現實文件，這樣，普通學者也可以輕松借閱學習。

B.將VR虛擬現實技術應用于圖書館參考咨詢方面，可提供一個虛擬的“面對面”環境，實現提問者與參考咨詢人員的互動交流。

C.利用VR技術設計制作出虛擬圖書館系統，將圖書館各樓層及各項功能生動地展現在每一位使用者面前。無需繁瑣的文字介紹，無需復雜的流暢操作，使觀者“身臨其境”，零距離觀摩4。

3.VR技術在離職教育中的意義

基于VR技術的高職建設模式的應用，優化了學習環境，打破了時間、空間的限制，學牛可以進入物體的內部進行觀察，而且可以將幾十年甚至上百年才能觀察到的變化過程，通過虛擬現實技術，在短時間內呈現給學生觀察。虛擬現實技術不僅提高了學生們的學習興趣，而且大大提升了同學們的思維創新能力。在逼真的VR環境下，學習者的各個感官都在和虛擬的外部世界發生著作用，學習者完全沉浸在虛擬現實創造的學習環境中。

不僅如此，基于VR技術的高職建設模式的應用，提升了高職院校的社會服務水平，實現院校與社會的親密對接，實現校同服務質量的全面提升。

參考文獻：

【l】楊江濤.虛擬現實技術在國內外研究現狀及發展【J】.信息通信，2015 （1）：138.

【2】費琳琳.單宏偉.虛擬現實技術及應用【J】.科技咨詢，2008（36）：32 -33.

【3】楊秀云.談VR技術及其在高等教育領域的應用【J】.長春師范大學學報（自然科學版），2014，33（2） -148.

【4】李袁.虛擬現實技術在數字圖書館中的應用【J】.科技情報開發與經濟，2009，19（36）-4.