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摘要:从现阶段的情况来看,很多职业院校都存在实训项目经费紧张、实训设备陈旧方面的问题,部分学校也同时存在实训课时紧张、实训师资力量不足等方面的问题。由于一些实训操作项目带有一定的危险性,在这样的情况下,往往会借助虚拟现实技术营造真实的工作场景,实现实训教学的提升。本文对于虚拟现实技术发展的相关问题进行了论述,分析了在职业院校实训教学中虚拟现实技术的应用。
关键词:虚拟现实技术;职业院校;实训教学;应用
中图分类号:G4 文献标识码:A doi:10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.24.074
0引言
所谓虚拟现实技术,也就是我们日常所说的VR技术,虚拟现实技术是多种现代技术的结合体,其中不仅包含仿真技术的应用,同时也包含电子信息技术以及计算机技术的应用,通过模拟现实中常见的各种场景,提升人们在活动过程中的环境沉浸感。最近几年,伴随着科学技术发展速度的加快,教育方式也随之改变,尤其是在职业院校专业实训教学活动的开展过程中,VR技术的应用越来越普遍,且收到了较好的应用效果,不仅有效地激发了学生的学习积极性,与此同时,也在一定程度上实现了实训整体效果的提升。本文就针对职业院校实训教学中应用虚拟现实技术的相关问题进行了具体探讨。
1虚拟现实技术概述
所谓虚拟现实技术,就是我们所熟知的VR技术,虽然这项技术的出现时间不长,但是,其应用领域却日益广泛,不仅影视娱乐、医学领域会应用到VR技术,与此同时,VR技术在教育领域中的应用也日益普遍。通过将VR技术引入教育领域中,能够通过模拟真实的环境,促使学生对环境能够具有较强的沉浸感,学生能够在真實的情境中进行学习。VR技术有几个重要的特征,具体如下:
首先,VR技术具有较强的沉浸性特征。借助虚拟现实场景,用户仿佛置身于一个真实的世界,不仅能够感受到触觉、味觉、嗅觉以及运动方面的感官刺激,与此同时,还能促使用户主动在虚拟的现实世界中沉寂,用户能够获得真实的活动体验,进而在真实的情境中完成相应的活动任务。
其次,VR技术具有较强的交互性特点。用户身处于虚拟的空间之中,当触碰到相关的物体的时候,希望能够产生真实的感知体验。与此同时,用户在活动的过程中做出的某一个动作则往往也会使所触碰到的物体的状态以及位置发生变化,具有较强的交互性特点。
最后,VR技术具有多感知性特点。通过使用VR技术,能够使人的多项感知能力得到有效激活,其范围不仅包含上文中提到的嗅觉、味觉以及触觉,同时也包含系统运动感知以及听觉感知,而伴随着相关技术的逐渐成熟,VR技术的多感知性丰富程度也在逐渐提升,其应用范围也会越来越广泛。
2虚拟现实技术在职业院校实训教学中的应用分析
2.1构建虚拟现实平台
职业院校在实际组织实训教学活动的过程中,可以尝试以VR技术为基础,借助学校现有的移动通信系统设备,根据实际教学的需要进行实训软件以及实训平台的设计,从现阶段的情况来看,部分高职院校已经建立了自己的虚拟现实平台,其所使用的虚拟现实平台大致可以分为六个模块:具体包括项目实践模块、系统设置模块、登录控制模块、基础知识模块、项目实践模块以及设备认知模块。其中,系统的控制模块主要包括系统设置模块以及登录控制模块两大部分。与此同时,项目实践模块、知识测试模块、设备认知模块以及基础知识模块均属于学习测试模块的范畴之内。借助于教师的教学引导,学生登录属于自己的虚拟现实平台账户,之后学习相关的专业知识。尤其值得关注的是,由于虚拟现实平台主要应用了VR技术,学生在学习的过程中,不仅能够实现场景漫游,也能实现通信系统设备的三维展示。学生坐在计算机显示屏前面,就仿若是身处于基站机房的环境当中,学生可以全方位地观察基站机房的环境,进而实现人机之间的交互。而针对现实中常见的一些场景以及常用的一些通讯设备,学生则可以在虚拟现实平台中进行建模,设计自己喜欢的场景。从学生的视角来进行分析,要想真正实现交互漫游,走进多个不同的场景,仅仅需要坐在电脑屏幕前,利用鼠标键盘即可实现。针对VR场景中展示的设备,学生可以实时与其进行交互,借助功能演示、虚拟装配以及三维观察等方面的措施,详细了解通信设备的用途以及概念,促使学生能够对相关的专业知识有更加深入地了解。
2.2高铁路乘务VR实训教学
随着高速铁路的飞速发展,铁路公司对高铁乘务人员的需求量越来越大,对员工的素质和业务技能也越来越高。根据铁路部门的走访调研,铁路部门认为,目前的毕业生,理论知识较为扎实,但设施设备的操作能力和灵活应对现场复杂环境的能力较为薄弱,尤其对于列车上突发事件的应急处理方面几乎处于空白,这就需要一种新的实训方式来满足教学实训的需要。
VR技术以其沉浸性、想象性和交互性等特点使学习者在纯自然的状态下,使用外界交互设备,通过自身的感知系统,身临其境的感受虚拟出来的环境,从而克服了传统教学实训的种种弊端。如利用VR技术对动车组列车进行建模,营造列车乘务人员的工作环境,设置列车上发生火灾、空调故障等突发事件场景,学习者以小组为单位,分别扮演列车长、列车员、餐车服务员、随车机械师等角色,对该事件进行联网模拟演练。通过这种方式的训练,不仅可以提高学习者的业务能力,还可以让学习者感受团队协作的重要性,提高临场配合度,增强团队的应急处理能力。
2.3城轨车辆VR实训教学
近年来,伴随着城市规模的迅速扩大,人口数量的迅速增长,为了有效缓解城市的交通压力,各地大量兴建地铁。随着行业发展及人才需求,很多职业院校也纷纷开设了城市轨道交通车辆运用与检修专业及驾驶专业。城轨车辆的运行是一项具有较高精确性的工作,任何一个微小的偏差都可能会导致不可挽回的后果,对从业者提出较高要求。这就要求学生不只需要掌握基础的理论知识,更侧重具备一定的实践操作能力,掌握相关设备的操作方法。同时对职业院校城轨车辆专业人才培养中的实训教学提出更高的要求。 目前,较多职业院校根据现实的教学需要,建立了实训中心。但多数情况下是模拟真实的工作场景,其最终的呈现结果与真实的车辆运行环境还存在一定的差异,容易导致学生在认知的过程中出现偏差;因实际车辆车型多,学校无法针对每个车型进行采购,造成车型单一;同时因设备造价高,实际采购台数少,造成每位学生实训操作时长有限。
而要想切实解决这些问题,就需要合理应用VR技术。从现阶段VR技术的发展情况来看,其不仅能够有效模拟城轨车辆真实的运行环境,还能借助VR技术就能够实现相应的模拟操作。学生可以借助VR技术模拟进行常规车辆的操作与检修,积累自己的操作经验,而且能够拥有更多试错的机会,进而有效减少在实际工作中造成巨大损失的概率,在此基础上,对课本中所学到的理论知识进行进一步深化研究,深化理解,為未来走向工作岗位之后更好地适应工作环境打下良好的基础。
3总结
综上所述,职业院校在实际组织实训教学活动的过程中,要想真正实现教学质量以及教学效率的有效提升,还需要对传统的教学方法进行更新,教学中要合理应用新技术,使教学能够真正做到与时俱进,通过一些科学的、先进的、现代化教学方法的应用,为学生未来更好地适应工作岗位打下良好的基础。而从职业院校实训教学的角度来讲,通过VR技术的应用,不仅能够实现对真实工作场景的模拟,使学生在最接近于真实情境的环境中参与实践,还能使学生的学习热情以及学习积极性都能得到有效激发,与此同时,针对一些难以模拟的情境,借助VR技术也可以通过相关参数的设置来实现,进而为学生专业素养的提升打下良好的基础。
参考文献
[1]陈燕.浅谈虚拟现实技术在高职院校实训教学中的应用[J].计算机产品与流通,2020,(02):209.
[2]王继群.虚拟现实技术在高职实训教学中的应用[J].北京工业职业技术学院学报,2019,18(04):76-79.
[3]宁金叶,裴琴,容慧,等.虚拟现实技术在高职电子技术实训教学中的应用研究[J].中国教育技术装备,2019,(16):115-117.
[4]李舒明.虚拟现实VR技术在实训教学中的创新应用[J].海峡科技与产业,2018,(08):85-87.
[5]赵成龙,刘科明,刘树胜,等.VR虚拟现实技术在工程实训教学中的应用探析——以机械装调与维修实训课程为例[J].广西职业技术学院学报,2018,11(04):80-84.
基金项目:2018年福建省中青年教师教育科研项目“高铁乘务VR实训方案研究”(JT180887)。
关键词:虚拟现实技术;职业院校;实训教学;应用
中图分类号:G4 文献标识码:A doi:10.19311/j.cnki.1672-3198.2021.24.074
0引言
所谓虚拟现实技术,也就是我们日常所说的VR技术,虚拟现实技术是多种现代技术的结合体,其中不仅包含仿真技术的应用,同时也包含电子信息技术以及计算机技术的应用,通过模拟现实中常见的各种场景,提升人们在活动过程中的环境沉浸感。最近几年,伴随着科学技术发展速度的加快,教育方式也随之改变,尤其是在职业院校专业实训教学活动的开展过程中,VR技术的应用越来越普遍,且收到了较好的应用效果,不仅有效地激发了学生的学习积极性,与此同时,也在一定程度上实现了实训整体效果的提升。本文就针对职业院校实训教学中应用虚拟现实技术的相关问题进行了具体探讨。
1虚拟现实技术概述
所谓虚拟现实技术,就是我们所熟知的VR技术,虽然这项技术的出现时间不长,但是,其应用领域却日益广泛,不仅影视娱乐、医学领域会应用到VR技术,与此同时,VR技术在教育领域中的应用也日益普遍。通过将VR技术引入教育领域中,能够通过模拟真实的环境,促使学生对环境能够具有较强的沉浸感,学生能够在真實的情境中进行学习。VR技术有几个重要的特征,具体如下:
首先,VR技术具有较强的沉浸性特征。借助虚拟现实场景,用户仿佛置身于一个真实的世界,不仅能够感受到触觉、味觉、嗅觉以及运动方面的感官刺激,与此同时,还能促使用户主动在虚拟的现实世界中沉寂,用户能够获得真实的活动体验,进而在真实的情境中完成相应的活动任务。
其次,VR技术具有较强的交互性特点。用户身处于虚拟的空间之中,当触碰到相关的物体的时候,希望能够产生真实的感知体验。与此同时,用户在活动的过程中做出的某一个动作则往往也会使所触碰到的物体的状态以及位置发生变化,具有较强的交互性特点。
最后,VR技术具有多感知性特点。通过使用VR技术,能够使人的多项感知能力得到有效激活,其范围不仅包含上文中提到的嗅觉、味觉以及触觉,同时也包含系统运动感知以及听觉感知,而伴随着相关技术的逐渐成熟,VR技术的多感知性丰富程度也在逐渐提升,其应用范围也会越来越广泛。
2虚拟现实技术在职业院校实训教学中的应用分析
2.1构建虚拟现实平台
职业院校在实际组织实训教学活动的过程中,可以尝试以VR技术为基础,借助学校现有的移动通信系统设备,根据实际教学的需要进行实训软件以及实训平台的设计,从现阶段的情况来看,部分高职院校已经建立了自己的虚拟现实平台,其所使用的虚拟现实平台大致可以分为六个模块:具体包括项目实践模块、系统设置模块、登录控制模块、基础知识模块、项目实践模块以及设备认知模块。其中,系统的控制模块主要包括系统设置模块以及登录控制模块两大部分。与此同时,项目实践模块、知识测试模块、设备认知模块以及基础知识模块均属于学习测试模块的范畴之内。借助于教师的教学引导,学生登录属于自己的虚拟现实平台账户,之后学习相关的专业知识。尤其值得关注的是,由于虚拟现实平台主要应用了VR技术,学生在学习的过程中,不仅能够实现场景漫游,也能实现通信系统设备的三维展示。学生坐在计算机显示屏前面,就仿若是身处于基站机房的环境当中,学生可以全方位地观察基站机房的环境,进而实现人机之间的交互。而针对现实中常见的一些场景以及常用的一些通讯设备,学生则可以在虚拟现实平台中进行建模,设计自己喜欢的场景。从学生的视角来进行分析,要想真正实现交互漫游,走进多个不同的场景,仅仅需要坐在电脑屏幕前,利用鼠标键盘即可实现。针对VR场景中展示的设备,学生可以实时与其进行交互,借助功能演示、虚拟装配以及三维观察等方面的措施,详细了解通信设备的用途以及概念,促使学生能够对相关的专业知识有更加深入地了解。
2.2高铁路乘务VR实训教学
随着高速铁路的飞速发展,铁路公司对高铁乘务人员的需求量越来越大,对员工的素质和业务技能也越来越高。根据铁路部门的走访调研,铁路部门认为,目前的毕业生,理论知识较为扎实,但设施设备的操作能力和灵活应对现场复杂环境的能力较为薄弱,尤其对于列车上突发事件的应急处理方面几乎处于空白,这就需要一种新的实训方式来满足教学实训的需要。
VR技术以其沉浸性、想象性和交互性等特点使学习者在纯自然的状态下,使用外界交互设备,通过自身的感知系统,身临其境的感受虚拟出来的环境,从而克服了传统教学实训的种种弊端。如利用VR技术对动车组列车进行建模,营造列车乘务人员的工作环境,设置列车上发生火灾、空调故障等突发事件场景,学习者以小组为单位,分别扮演列车长、列车员、餐车服务员、随车机械师等角色,对该事件进行联网模拟演练。通过这种方式的训练,不仅可以提高学习者的业务能力,还可以让学习者感受团队协作的重要性,提高临场配合度,增强团队的应急处理能力。
2.3城轨车辆VR实训教学
近年来,伴随着城市规模的迅速扩大,人口数量的迅速增长,为了有效缓解城市的交通压力,各地大量兴建地铁。随着行业发展及人才需求,很多职业院校也纷纷开设了城市轨道交通车辆运用与检修专业及驾驶专业。城轨车辆的运行是一项具有较高精确性的工作,任何一个微小的偏差都可能会导致不可挽回的后果,对从业者提出较高要求。这就要求学生不只需要掌握基础的理论知识,更侧重具备一定的实践操作能力,掌握相关设备的操作方法。同时对职业院校城轨车辆专业人才培养中的实训教学提出更高的要求。 目前,较多职业院校根据现实的教学需要,建立了实训中心。但多数情况下是模拟真实的工作场景,其最终的呈现结果与真实的车辆运行环境还存在一定的差异,容易导致学生在认知的过程中出现偏差;因实际车辆车型多,学校无法针对每个车型进行采购,造成车型单一;同时因设备造价高,实际采购台数少,造成每位学生实训操作时长有限。
而要想切实解决这些问题,就需要合理应用VR技术。从现阶段VR技术的发展情况来看,其不仅能够有效模拟城轨车辆真实的运行环境,还能借助VR技术就能够实现相应的模拟操作。学生可以借助VR技术模拟进行常规车辆的操作与检修,积累自己的操作经验,而且能够拥有更多试错的机会,进而有效减少在实际工作中造成巨大损失的概率,在此基础上,对课本中所学到的理论知识进行进一步深化研究,深化理解,為未来走向工作岗位之后更好地适应工作环境打下良好的基础。
3总结
综上所述,职业院校在实际组织实训教学活动的过程中,要想真正实现教学质量以及教学效率的有效提升,还需要对传统的教学方法进行更新,教学中要合理应用新技术,使教学能够真正做到与时俱进,通过一些科学的、先进的、现代化教学方法的应用,为学生未来更好地适应工作岗位打下良好的基础。而从职业院校实训教学的角度来讲,通过VR技术的应用,不仅能够实现对真实工作场景的模拟,使学生在最接近于真实情境的环境中参与实践,还能使学生的学习热情以及学习积极性都能得到有效激发,与此同时,针对一些难以模拟的情境,借助VR技术也可以通过相关参数的设置来实现,进而为学生专业素养的提升打下良好的基础。
参考文献
[1]陈燕.浅谈虚拟现实技术在高职院校实训教学中的应用[J].计算机产品与流通,2020,(02):209.
[2]王继群.虚拟现实技术在高职实训教学中的应用[J].北京工业职业技术学院学报,2019,18(04):76-79.
[3]宁金叶,裴琴,容慧,等.虚拟现实技术在高职电子技术实训教学中的应用研究[J].中国教育技术装备,2019,(16):115-117.
[4]李舒明.虚拟现实VR技术在实训教学中的创新应用[J].海峡科技与产业,2018,(08):85-87.
[5]赵成龙,刘科明,刘树胜,等.VR虚拟现实技术在工程实训教学中的应用探析——以机械装调与维修实训课程为例[J].广西职业技术学院学报,2018,11(04):80-84.
基金项目:2018年福建省中青年教师教育科研项目“高铁乘务VR实训方案研究”(JT180887)。