温室葡萄生产虚拟仿真实训项目设计与开发

孟凡丽

虚拟仿真技术（Virtual Reality，简称VR）是最近几年出现的名词，又称为人工环境或者灵境技术。它的三个突出特征是沉浸感、想象性和交互性[1]。该技术通过电脑软件技术设计三维虚拟空间或者世界，当使用者通过电脑进入三维虚拟空间后，通过视觉、听觉以及触觉能感知到三维虚拟空间，有一种身临其境的感觉，如同进入真实情境，可以完成、进行、交互欣赏三维虚拟世界或者进行操作，看到预期效果或产生预期成果。

一、温室葡萄生产虚拟仿真实训项目开发意义

温室葡萄要想结果至少苗木栽植后二年，五至六年后进入结果盛期。而高职院校学生在校时间只有二年，时间短很难体会温室葡萄栽植到管理全过程，因此开发温室葡萄生产虚拟仿真实训项目解决上述温室葡萄生产难题；此虚拟仿真实训项目建立，学习者可以在电脑协助指导下，完成整个项目任务，熟悉操作流程，掌握操作技术要点，可以解决学生多，指导老师少的难题；温室葡萄生产虚拟仿真实训项目平台支持多人同时操作，可解决设备少的难题[2]；另外此平台支持多次反复操作，可以让学生反复练习，熟练掌握操作技能，汲取上次教训及时更正错误，减少操作错误，因此可大大提高教师教学和学生学习效果[3-4]。温室葡萄生产虚拟仿真实训项目平台还可以后续更新，更新版本，继续使用，减少资源浪费[5]。另外在温室葡萄生产虚拟仿真项目设计过程中增加趣味性设计，提高学生学习的兴趣和积极性，进一步提高高职实践教学效果。

二、温室葡萄生产虚拟仿真实训项目设计与开发过程

1.校企主体联合开发

整合企业和学校多方优质资源，实行原创开发或创新开发。最终设计出科学性高、适用性好、吸引力强的基于生产过程温室葡萄生产虚拟仿真实训项目内容[6]。

2.以物候期为顺序设计生产过程

葡萄是多年生植物，经过营养生长，进入结果初期，再进入结果盛期。栽培管理内容包括打破休眠、休眠期修剪、温湿度调控、生长季修剪、花果管理、土肥水管理、病虫害防治等。温室葡萄生产虚拟仿真实训项目设计与开发就是让学生了解温室葡萄生长规律和掌握各生长阶段的栽培管理技术。物候期是动植物的生长、发育、活动等规律与生物的变化对节候的反应，正在产生这种反应的时候叫物候期。葡萄物候期包括萌芽、新梢生长、开花、坐果、果实生长、果实成熟、休眠等。以物候期为顺序设计温室葡萄生产虚拟仿真实训项目符合温室葡萄生长规律，因此温室葡萄生产虚拟仿真实训项目以物候期为顺序设计为休眠期管理、萌芽新梢生长期管理、开花坐果期管理、果实生育期管理和果树采收后管理（参见表 1）。

3.每个物候期按照与真实生产流程一致的核心技能进行构建

温室葡萄每个物候期都有相应的栽培管理内容，也就是专业核心技能。科学分析的基础上，整合温室葡萄每个物候期阶段关键技能、高新技术，整合作为项目的主体内容。例如温室葡萄生产萌芽新梢生长期管理，整合完核心技能有温湿度要求、抹芽定梢、新梢摘心、肥水管理和病虫害防治，涵盖此物候期所有重点核心技能；再如开花坐果期管理，整合完核心技能有温湿度要求、花序管理、提高坐果率措施、无核化处理（参见表1）。通过虚拟仿真实训项目核心技能操作，让学习者学会温室葡萄生产破眠、环境调控、整形修剪、花果管理、土肥水管理、病虫害防治等关键技术。

4.软件开发符合电脑软件操作技术规程

虚拟仿真实现方式有两种，一种是二维虚拟，另外一种是三维虚拟。二维虚拟可以设计简单的选择、连线和二维界面的操作；三维虚拟必须在三维空间条件下完成选择材料工具、虚拟仿真操作等。所以核心技能应以让学习者学会和掌握技能为目的进行设计。另外通过对关键核心技能二维虚拟和三维虚拟操作建立评价与反馈体系，提高学习者学习兴趣，操作准确度，同时独立或协同操作培养学生分析问题、解决问题、团结协作等综合职业能力。另外还要考虑电脑软件后续的开发、更新以及运行环境等，所以要严格按照标准的电脑软件技术开发规程进行规范化建设。根据核心技能需要选择适合二维和三维虚拟实现方式（参见表1）。

表1 温室葡萄生产虚拟仿真实训项目设计

三、温室葡萄生产虚拟仿真实训项目设计与开发过程注意问题

1.科学性

温室葡萄生产虚拟仿真实训项目设计按照高职学生认知规律，从简单到复杂，从单一到综合；核心技能设计要全面，接近真实生产过程；另外虚拟仿真项目软件在多数电脑上都能运行，最好在手机端也可以操作，学生拿自己手机就能完成虚拟仿真项目操作，这样能解决学校电脑少、资源空间需求量大的问题；最后还要有考虑平台后续更新等问题[7]。

2.使用性

温室葡萄生产虚拟仿真实训项目不仅适用于在校学生，而且可以适用于社会爱好者和学习者，这样可扩大虚拟仿真实训项目使用范围，增加它的应用价值。虚拟仿真实训项目设计多种环节，有按顺序操作环节、考核环节、还有演示环节等，这样应用功效加大，有利于后续开发和再应用[8]。

3.趣味性

温室葡萄生产虚拟仿真实训项目的用户群体主要为相关专业职业院校师生和社会学习爱好者，因此，设计的操作技能、界面、音效等，在“仿真”的基础上，还要进一步考虑学习者审美情趣；大大减少反复进行简单技能训练的枯燥，尽量增加趣味性，多设置激励机制[9]。设计带有趣味性的答错提示动画、鼓励机制得分或者奖品、夸张的破坏性情境等，提高虚拟实训学习效果。

由于虚拟仿真实训项目技术开发时间短，存在很多不足，因此开发提高空间很大，需要不断地改进和完善[10]。伴随着高职院校职业教育的改革,虚拟仿真实训项目的内容和方式将会发生很大的变化,它必将不断地替代传统的实训方式,在未来高职院校的实践教育中发挥巨大的作用。

[1] 俞美子，赵希彦.高职畜牧场规划与设计虚拟仿真实训系统的设计与实施 [J].黑龙江畜牧兽医，2014，（05）:166～168，214.

[2]程书强.工商管理专业群虚拟现实实训平台的构建与实践[J].中国职业技术教育，2013，（02）:77～79.

[3]张建武,孔红菊.虚拟现实技术在实践实训教学中的应用[J].电化教育研究，2010，（04）:109～122.

[4] 吴言忠,刘华海.工商管理专业模拟实训教学模式研[J].中国职业技术教育，2008，（01）:38～39.

[5] 申剑飞.试论职业教育虚拟防真实训平台开发[J].湖南大众传媒职业技术学院学报，2014，13（03）:54～56.

[6] 杨征，王利，华卫.虚拟项目化实训系统的设计与实现[J].实验技术与管理，2014，31（08）:110～113，117.

[7]王伟.基于虚拟技术的高职项目化课程实践教学研究[J].计算机教育，2012，17（09）:80～83.

[8] 朱辉，刘北水，李晖等.基于虚拟化技术的信息安全实验平台开发与应用[J].武汉大学学报，2012，58（02）:249～252.

[9] 郭凤英.虚拟现实技术在网络教学中的应用[J].北京联合大学学报（自然科学版），2004，（03）:77～79.

[10] 黄忠.基于VB和VRML的数控仿真教学系统设计[J].精密制造与信息化，2009，（01）:49～53.