簡議虛擬仿真技術在陶瓷梭式窯燒成理論課堂教學中的應用

李羿達

【摘 要】本文通過對虛擬仿真技術及其在教育領域的闡述，在分析陶瓷梭式窯燒成理論傳統教學及不足的基礎上，討論了虛擬仿真技術在陶瓷梭式窯燒成理論課堂教學中的應用方法。

【關鍵詞】虛擬仿真；教學方法；梭式窯

中圖分類號：G64.41 文獻標志碼：A 文章編號：11007-0125（2018）14-0196-01

一、虛擬仿真技術概述

虛擬仿真技術是一種計算機應用技術，通過對虛擬環境的構建來實現使用者與虛擬環境中的目標進行交互，來達到沉浸體驗的效果。根據用戶體驗程度的不同分為沉浸式、分布式、增強式和桌面式虛擬仿真四類。在這其中要以桌面式虛擬仿真應用起來最為便捷，它主要以計算機和投影儀等常見的設備進行操控和展現。即對硬件設備要求不高而且實現的成本又較低，適合在一對多的教學中應用。

二、虛擬仿真技術在教育中的應用

虛擬仿真技術在教育領域應用中，突破了固有的教學內容和教學場景。相對于影相資料來說，在高逼真的三維虛擬仿真教學情境中，對操作繁瑣的大型精密設備的認知以及日常學習生活中難以觸及的知識和概念的體驗則會更容易被學生理解和接受。從這個角度來說不僅提高了教師對知識的傳授效率，也提高了學生對知識的接收效率。虛擬仿真教學一改以往傳統的單向教育模式，以體驗和認知為基礎將學生帶入仿真的虛擬情境中，通過切身體會、思考和探究，來激發興趣，提高學習的主動性。

三、陶瓷梭式窯燒成理論傳統教學及不足

梭式窯是氣窯的一種，由于生產便捷、大小多變，既能應對日用瓷等流水線的生產要求，又能達到藝術瓷的特殊燒成效果，且可以靈活地安排生產時間，目前被許多工廠和作坊所采用。由于操作細致、步驟繁多、燒成周期較長且要人為操作，所以在陶瓷梭式窯燒成中有很多不可控的因素。因此陶瓷梭式窯燒成課堂教學一般分為理論教學和實踐教學兩部分。理論課堂教學中主要針對梭式窯所處的環境結構、燒成制度、操作方法、燒成原理、注意事項等內容加以闡述和說明，就燒成原理而言，不同氣氛下窯內的空氣流動狀態是學生較難理解的內容。傳統教學中大多采用的是單向教學模式。而在陶瓷燒成過程中，除觀火孔和煙囪外梭式窯整體呈密封狀態，更需要人為控制8-12小時以保證燒成制度順利完成，可謂充滿了變數。在實踐教學中諸如更換液化氣、調整壓力閥、點火、合理調控火焰顏色等細微又不可缺失的操作都具有一定程度的危險性，在這期間既要熟練掌握操作步驟又要合理應對突發狀況，同時還要兼顧燒成溫度。稍有不慎，輕則陶瓷燒成效果不理想，重則生命和財產安全將受到威脅。這些都是在陶瓷梭式窯燒成理論教學中需要學生熟知并且加以重視的難點內容。正是因為這種燒成工藝的特殊性導致在實際理論教學中，很難給學生提供針對性的影像資料用以加深對陶瓷梭式窯燒成原理的理解以及對陶瓷梭式窯嚴謹操作的重視。

四、虛擬仿真技術在陶瓷梭式窯燒成理論課堂教學中的應用方法

（一）構建陶瓷梭式窯燒成仿真教學系統。在陶瓷梭式窯燒成仿真教學系統構建中主要使用的工具有編程平臺Visual Studio，建模工具Autodesk 3d Max ，交互實現Open GL技術。通過Autodesk 3d Max軟件構建出梭式窯全部結構及其燒成環境，運用Open GL技術來實現交互效果并通過Visual Studio平臺使用 C++語言來編寫Open GL（3D 圖形和模型庫）來實現最后的仿真教學系統。在陶瓷梭式窯燒成仿真教學系統中，主要是運用對鼠標的控制來完成3D模型的交互功能，包含了鼠標的左鍵右鍵和滾動鍵。在梭式窯燒成理論教學過程中，需要全方位體現梭式窯中的多個結構，因此3D模型的放大、縮小；水平、垂直位移；全角度旋轉等操作通過鼠標實現最為便捷。

（二）運用陶瓷梭式窯燒成仿真教學系統進行梭式窯燒成理論教學。在陶瓷梭式窯燒成理論教學中，將虛擬仿真技術引入并應用到陶瓷梭式窯燒成理論教學系統中，在虛擬仿真環境下，教師引導學生加強陶瓷梭式窯燒成過程中對設備的熟知、理論的理解，目的是培養學生們的操作手法和危險意識以及梭式窯燒成原理的理解。由于學生在虛擬仿真情境中，受限程度較為寬松，錯誤操作導致的后果特效強烈，對復雜原理的理解容易加深。從燒成工藝角度上來看，是從根本上培養學生的操作意識和理解能力，最終提升學生的綜合素質，促進學生對陶瓷梭式窯燒成工藝的合理把握，對陶瓷梭式窯燒成工藝經驗的合理運用，以及對陶瓷梭式窯燒成工藝嚴謹性思維的熟練駕馭等。

五、結語

綜上，在目前的陶瓷梭式窯燒成理論教學中，依舊存在許多需要完善的地方，而虛擬仿真技術的出現對這種大型且具危險性的設備操作以及復雜燒成工藝原理的理解會達到很好的教學效果，在合理運用虛擬仿真技術下，通過構建虛擬仿真教學系統，能從根本上提升學生的陶瓷梭式窯燒成工藝的操作技能以及對原理的理解，促進陶瓷梭式窯燒成理論教學的不斷發展。

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