VR技術(shù)在電子技術(shù)教學(xué)中的運(yùn)用

摘 要：電子技術(shù)教學(xué)中合理運(yùn)用VR技術(shù)，有助于降低課程理解難度，增加課堂教學(xué)的趣味性，大幅度提升電子技術(shù)教學(xué)質(zhì)量。文中分析電子技術(shù)教學(xué)中運(yùn)用VR技術(shù)的必要性，探討如何在教學(xué)過程中合理利用VR技術(shù)，提高電子類人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：電子技術(shù) VR技術(shù) 運(yùn)用措施

Abstract：The rational use of VR technology in electronic technology teaching can help reduce the difficulty of course understanding， increase the interest of classroom teaching， and greatly improve the quality of electronic technology teaching. The article analyzes the necessity of using VR technology in electronic technology teaching， and discusses how to make reasonable use of VR technology in the teaching process to improve the quality of electronic talent training.

Key words：electronic technology， VR technology， application measures

1 電子技術(shù)教學(xué)面臨的主要問題

1.1 教學(xué)資源相對短缺

電子技術(shù)專業(yè)與其他專業(yè)課程之間存在密切聯(lián)系，教師要具備專業(yè)知識、相關(guān)專業(yè)知識及實(shí)踐能力。當(dāng)前相當(dāng)一部分教師缺少實(shí)踐經(jīng)驗，教學(xué)過程中出現(xiàn)理論與實(shí)踐之間相脫節(jié)的情況。教師是否了解行業(yè)前沿技術(shù)，能否理解相關(guān)行業(yè)電子產(chǎn)品設(shè)計流程，是否可以在課堂教學(xué)中融入現(xiàn)代電子設(shè)備等，這些都會影響到教學(xué)質(zhì)量提升。

1.2 學(xué)生學(xué)習(xí)習(xí)慣問題

教學(xué)過程中部分學(xué)生沒有養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，造成電子技術(shù)學(xué)習(xí)時難度較大。理論課剛開始時，學(xué)生熱情飽滿，還可以理解一些知識，但隨著教學(xué)內(nèi)容深入及理解難度增加，相當(dāng)一部分學(xué)生逐漸失去學(xué)習(xí)興趣，出現(xiàn)厭學(xué)情緒，學(xué)習(xí)目的就是為了通過期末考試，沒有真實(shí)理解教材內(nèi)容，不利于電子技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的提升。

1.3 實(shí)訓(xùn)課教學(xué)不理想

電子技術(shù)實(shí)訓(xùn)課中集中實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)。但很多學(xué)校中實(shí)訓(xùn)儀器設(shè)備使用年限較久，設(shè)備沒有及時更新，無法滿足實(shí)際需求。再加上實(shí)訓(xùn)場地面積有限，硬件投入不足，影響到實(shí)訓(xùn)效果。同時，設(shè)置課時時，學(xué)校及教師只重視課堂教學(xué)，忽視實(shí)踐教學(xué)，不利于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。

2 VR技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢分析

VR技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)，即在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用新技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)方式，讓學(xué)習(xí)者在虛擬空間中參與教學(xué)活動教學(xué)方式。電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)，其優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾方面：

2.1 降低知識理解難度

電子技術(shù)課程教學(xué)時，大部分理論知識抽象復(fù)雜，教師僅使用語言描述顯得淡薄，影響都學(xué)生理解與記憶，阻礙教學(xué)目標(biāo)的順利完成。

另外，電子技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容艱澀抽象，教學(xué)過程中容易出現(xiàn)氛圍沉悶情況，學(xué)生跟著教師思路進(jìn)行。通過引入VR技術(shù)，讓學(xué)生參與到課堂活動中，在虛擬場景中模擬解決問題，加深學(xué)生的記憶與立即，激發(fā)學(xué)習(xí)積極性，形成輕松活躍的課堂氛圍。

2.2 及時解決學(xué)生問題

傳統(tǒng)課堂上教師需要不停的講解知識，學(xué)生處于被動接受知識狀態(tài)，不能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求，教師也不能及時了解學(xué)生知識點(diǎn)掌握情況，有哪些問題無法解決，教學(xué)方式是否需要調(diào)整等。

引入VR技術(shù)后，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一教師“教”與學(xué)生“學(xué)”，教師直接讓學(xué)生進(jìn)行模擬操作，解決學(xué)生操作過程中存在的問題節(jié)課。并最終使課堂教學(xué)質(zhì)量得以充分保障。此外，教師還可以根據(jù)學(xué)生的情況，對自己的教學(xué)活動進(jìn)行及時的調(diào)整，以促使教學(xué)順利開展。

2.3 提高課堂教學(xué)質(zhì)量

電子技術(shù)課程教學(xué)需要考慮學(xué)生的知識接受程度，VR教學(xué)形式種類較多，可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。利用VR模擬場景培養(yǎng)學(xué)生實(shí)操能力，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)能力提升。

再加上，電子技術(shù)課程又是一門兼容理論和實(shí)踐的課程，在VR技術(shù)模式模式下，對于學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力都會有所幫助，并最終促成學(xué)生的全面發(fā)展。

3 VR技術(shù)在電子技術(shù)教學(xué)中的運(yùn)用

3.1 依據(jù)培養(yǎng)需求，創(chuàng)設(shè)綜合學(xué)習(xí)訓(xùn)練系統(tǒng)

電子技術(shù)教學(xué)中運(yùn)用VR技術(shù)，需要打破傳統(tǒng)學(xué)科性知識體系，依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求，結(jié)合崗位職業(yè)需求，依據(jù)不同方向職業(yè)發(fā)展路徑，融入合適的電工電子技術(shù)等專業(yè)知識，培養(yǎng)學(xué)生儀表使用能力、電子產(chǎn)品管理能力，最終形成一個職業(yè)能力素養(yǎng)的三級模型，即操作工-技術(shù)員-工程師。利用這一模型創(chuàng)設(shè)綜合學(xué)習(xí)訓(xùn)練系統(tǒng)。

通過階梯式設(shè)計職業(yè)活動教學(xué)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生知識、技能及素質(zhì)的培養(yǎng)。利用VR技術(shù)搭建符合職業(yè)人成長規(guī)律的電子技術(shù)專業(yè)綜合訓(xùn)練系統(tǒng)。整個系統(tǒng)中綜合運(yùn)用職業(yè)素質(zhì)、專業(yè)知識、職業(yè)技能等內(nèi)容，利用各類工序、任務(wù)、職業(yè)活動等對學(xué)生進(jìn)行養(yǎng)成與訓(xùn)練，利用學(xué)習(xí)地圖方式培養(yǎng)電子技術(shù)人才。

3.2 結(jié)合崗位需求，實(shí)現(xiàn)“硬件軟件化”

通過引入“游戲”互動軟件開發(fā)理念，結(jié)合真實(shí)電子產(chǎn)生生產(chǎn)崗位需求，依托真實(shí)的工廠文化，利用VR虛擬技術(shù)創(chuàng)設(shè)不同崗位人員的職業(yè)成長歷程，如一線操作員、技術(shù)員等，設(shè)置以電子產(chǎn)品生產(chǎn)工序為級別的游戲模式，讓學(xué)生可以通過“練級”模式掌握相關(guān)知識點(diǎn)。同時，還需要模擬各類剛性硬件，如設(shè)備、儀表儀器等，具體的崗位工藝、技術(shù)內(nèi)容等，設(shè)計出可以提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)，引導(dǎo)學(xué)生體驗不同電子職業(yè)人角色方式感受不同崗位對職業(yè)能力的需求。

整個過程中通過“游戲”引導(dǎo)方式，讓學(xué)生逐漸全面了解崗位要求，整個成長過程中感受到游戲的樂趣與知識的作用。如，一線操作人員角色系統(tǒng)中，包括基本操作內(nèi)容、操作技巧;技術(shù)員或工藝員角色則可以進(jìn)行自主探索與體驗，類似根據(jù)自己的需求了解PE、EE等不同崗位的操作內(nèi)容，根據(jù)自己的喜好與未來職業(yè)發(fā)展需求培養(yǎng)角色，實(shí)現(xiàn)調(diào)整自我、完善自我的目的。

3.3 借助VR技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生主動探索

電子技術(shù)教學(xué)過程中教師引導(dǎo)學(xué)生主動探索知識。電子技術(shù)課程需要對很多實(shí)驗進(jìn)行驗證，學(xué)生無法主動探索知識。如果可以在理論教學(xué)中引入VR技術(shù)，通過仿真軟件驗證各類知識點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)主動探索知識。如，學(xué)習(xí)基本放大電路三種組態(tài)知識點(diǎn)：共基極、共集電極及共發(fā)射極。這三種電路中，學(xué)生較為熟悉共發(fā)射極放大電路。傳統(tǒng)教學(xué)過程中教師習(xí)慣從理論層面分析三種組態(tài)電路，引導(dǎo)學(xué)生比較后得出結(jié)論。但這種教學(xué)模式無法加深學(xué)生記憶，容易出現(xiàn)遺忘情況，也無法靈活運(yùn)用。

引入VR技術(shù)后，可以引導(dǎo)學(xué)生將三種組態(tài)電路利用仿真軟件進(jìn)行模擬仿真。如圖1、圖2所示為共發(fā)射極電路、共集電極電路。

虛擬仿真實(shí)驗過程中，輸入/輸出波形測量通過虛擬示波器完成，對比兩種波形相位與幅度的異同點(diǎn)。可以發(fā)現(xiàn)共發(fā)射極電路兩者波形相位相反，輸出波形幅度大于輸入波形，共集電極電路輸出與輸入波形相位與幅度相同。

通過電路仿真，學(xué)生容易發(fā)現(xiàn)兩者的特點(diǎn)，整個教學(xué)過程中圍繞學(xué)生進(jìn)行，學(xué)生可以主動探索紙知識點(diǎn)，方便掌握相關(guān)知識點(diǎn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

3.4 創(chuàng)設(shè)電子技術(shù)，實(shí)現(xiàn)泛在性實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)

電子技術(shù)教學(xué)時利用VR技術(shù)可以真實(shí)再現(xiàn)相關(guān)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)硬件資源的軟件化處理，達(dá)成逼真模擬真實(shí)電子產(chǎn)品工程生產(chǎn)過程的目的。通過這一流程，學(xué)生不必在前往工廠實(shí)訓(xùn)，僅通過3D虛擬工廠體驗就可以體驗到整個電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與流程。學(xué)習(xí)和訓(xùn)練模式圍繞實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)卡站，利用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)踐環(huán)境與訓(xùn)練落實(shí)到現(xiàn)實(shí)中，學(xué)習(xí)者也可以充分體驗這一系統(tǒng)。其中，利用VR系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)由是適應(yīng)性向著導(dǎo)向性轉(zhuǎn)變，實(shí)踐操作引入泛在訓(xùn)練模式，即學(xué)生可以利用虛擬系統(tǒng)軟件參觀模式，進(jìn)入這一模式后了解企業(yè)的組織加購、生產(chǎn)工藝流程等，在這一操作模式下可以獨(dú)立解決相關(guān)的生產(chǎn)技術(shù)問題。接著通過考核模式等評價反思工作，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)與訓(xùn)練反思，實(shí)現(xiàn)推動個性化教育的目的。通過發(fā)揮VR技術(shù)的優(yōu)勢，活躍課堂氛圍，滿足學(xué)生多方位學(xué)習(xí)需求。

4 結(jié)語

總之，電子技術(shù)實(shí)踐教學(xué)過程中合理運(yùn)用VR技術(shù)，可以打破傳統(tǒng)設(shè)備、時間及空間的限制，提供虛擬實(shí)驗場所、虛擬實(shí)物、模擬訓(xùn)練等途徑，實(shí)現(xiàn)情景化教學(xué)的目的，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)效果。具體應(yīng)用VR技術(shù)時，需要學(xué)校根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的技術(shù)種類，強(qiáng)化虛擬技術(shù)的引導(dǎo)作用，促進(jìn)電子技術(shù)教學(xué)質(zhì)量的提升。

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作者簡介

劉帥：（1985.07—），男，江西省安福縣人，碩士，高級講師，在江西省吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院任教。電子信息技術(shù)方向。