虚拟现实VR技术在实训教学中的创新应用

何永冰

摘 要 虚拟现实技术在当今已经不是什么新鲜事，但对于该技术的应用仍处于探索阶段。无论是教育、医疗、教育、教学等，对虚拟现实技术的应用越来越广泛。由于虚拟现实技术本身具有的交互性特征，使该技术在实训中经常能够使实训者身临其境，展开联想，获得最优的实训效果。因此，探索虚拟现实技术在实训教学中的应用，不但涉及到该技术本身应用前景的拓展，更能够为学生和教师提供多种手段更好的实训学习。因此，从虚拟现实技术概念、特征入手，解析当前虚拟现实技术在实训教学中的现状，针对现状中的不足，提出虚拟现实技术在高职实训教学中的新方法和手段。

关键词 虚拟现实技术 实训教学 创新应用

中图分类号：TP391.9 文献标识码：A

1虚拟现实技术的概念和特征

虚拟现实技术的概念。所谓虚拟现实就是英文Virtual Rerlity的缩写。目前，虚拟现实技术以其特有的沉浸性、构想性、交互性的特征，已渗入到教育、医学、军事、商业、影视等领域。沉浸性，使用者随时随地地利用交互设备，完全沉浸在自己所需的“环境”中，“真真切切”地在自然状态下感知虚拟世界。构想性，使用者在其所“置身”的环境中，体验感知新的知识和所需物品，促使使用者加深对事物的理解，产生新的构想。交互性，使用者利用特定的输入、输出设备，（如数据头盔、数据手套等）同虚拟环境中的对象进行交互和沟通操作。虚拟现实技术带给我们的是具有真实感的序列立体图象，能大大方便我们对于对象的认识和理解。

2虚拟现实技术的优势

虚拟现实技术对比传统的高职教育教学中的实验课和实际训练课程所具有的优势有以下四个方面。一是成本低。以往高职教学中的实验实训课程必须要有相应的实验室和实训基地方可完成，而建立实验室和实训基地所需的财力物力以及场地的消耗与限制可想而知。然而使用虚拟现实技术，学校无需再扩充任何原有的基础设施，只需要在原基础上进行改良和完备。二是灵活性好。对于实验实训课程中学生所遇到的需要教师进行多次重复演示的盲点和重点，只要通过虚拟现实技术，将问题放大，即可进行清晰明朗的反复演示。三是效率高。众所周知，所有的实验实训课都有可能发生突发性的事件，而通过虚拟现实技术开展的精准性极高的实验实训，有效地避免了这一点。四是消耗低。通过在计算机系统上运行的虚拟仿真系统软件，其所消耗的能量很少，设备所需的维护率也很低，解决其所出现的故障也简单易行。虚拟现实技术，能形象生动地表现教学内容，有效地营造一个跟随技术发展的教学环境，提高学生掌握知识、技能的效率，达到优化教学过程，提高教学质量的目的。

3高职实训教学的现状

教师围绕教材，通過理论课传授理论知识给学生，利用实训室进行实际性的演示，对学生进行实际训练，以达到提高学生们动手实践的能力，这是传统的高职教育教学的方式。传统的高职实训课程的方式一般有两种。第一种：一些需要在特定的实验场地，通过专门的实训设备而进行的实验，教师在实训场地设定好实训的预定目标效果，学生通过一些实训操做步骤达到教师预设的实训目标。第二种：一些要借助实训软件而进行的实训，如沙盘、广联达算量、施工模拟等。

4虚拟现实技术在实训教学中的应用

（1）虚拟实训室。由于资金资源等诸多问题的影响，高职教育教学所必须的原有实验室无法满足日益进步的教学内容的要求，而利用虚拟现实技术可以构建出各种各样与时俱进的虚拟实验室，学生可以当场“置身”于如同所需的实际环境中进行实践体会，完全不受时间空间的限制。虚拟现实技术建立的虚拟环境是由基于真实数据建立的数字模型组合而成，通过强大的三维建模技术建立逼真的三维场景，对规划项目进行真实“再现”。譬如虚拟现实技术所模拟的建筑施工现场，学生可亲临其中，真切地了解和体会全部经过。

（2）虚拟实物。高职教育教学实训中教学设备中有部分价值不低，而其中许多机械又很容易磨损报废，对教学经费造成相当的压力。而利用虚拟现实技术所制造的极其逼真的虚拟实物，完全可以替代实物用于实训。譬如在建筑施工技术，虚拟的构件可任意拆装、移动，更易让学生领会到现象和本质。

（3）模拟训练。利用虚拟现实技术构建出各种虚拟的实训现场，譬如高空坠落、坍塌等的建筑安全培训，学生可“置身”其中，反复多次练习，有的放矢地进行强化训练，得到过硬的技能。虚拟现实技术的教育应用发展了课堂教学，弥补了现实教学中的种种不足。这一点的显著应用就是虚拟实训，对于那些对条件要求高、在现实中做不了的实训，或者是危险性高的实训，可以采用虚拟实训的方式完成。

（4）虚拟过程。利用虚拟现实技术可以演示出一些现实生活当中无法见到的变化经过。学生通过虚拟现实技术亲自操控这些无法见到的变化经过，深入理解抽象的理论知识。譬如混凝土的碳化，脚手架的失稳。

5虚拟现实技术在实训教学中应用的意义

虚拟现实技术的利用，使得学生在自然的状态下与各种实训环境进行交互，可以有针对性地解决学习中的问题，充分激发学生的学习热情，提高了学习效率。学生不仅是旁观者，更是一个身临其境的体验者和参与者。在虚拟现实技术构建的各种环境中，学习者的感官器官可以真实地领略到许多肉眼所无法看见的真实的事物变化过程，使得一些抽象的知识变得通俗易懂。

6结束语

实训教学中创新应用虚拟现实技术，不仅有效地解决了学校经费，而且还及时地缓解了学校实验设备不足、老化、更新度不够的问题。这种新型的教学方法给实训教学所带来的巨大改观，使得学生收获颇多。endprint