虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中職教育中的應(yīng)用

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中職教育中的應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中職教育中的應(yīng)用隨著多媒體計(jì)論文聯(lián)盟算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、人工智能技術(shù)、場(chǎng)景生成技術(shù)、仿真技術(shù)等的飛速開展，通過計(jì)算機(jī)軟件來創(chuàng)設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)已經(jīng)成為可能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，已被越來越廣泛地應(yīng)用于教育教學(xué)中，不斷為學(xué)生創(chuàng)造更好的學(xué)習(xí)環(huán)境。中職教育也將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入自身教學(xué)中，并獲得了很好的效果。虛擬現(xiàn)實(shí)的內(nèi)涵一定義虛擬現(xiàn)實(shí)VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR，又譯作靈境、幻真，也稱靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將現(xiàn)實(shí)世界通過數(shù)據(jù)處理以三維立體形式呈現(xiàn)，并與使用者產(chǎn)生視、聽、觸一體化交互環(huán)境。人可以通過使用各種特殊裝置將自己投射到這

2、個(gè)環(huán)境中，并操作、控制這個(gè)環(huán)境中的事物，進(jìn)展著認(rèn)知與情感意識(shí)流動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)特殊目的。二根本特征對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的根本特征，不同文獻(xiàn)提出了不同的看法，但概況起來有三個(gè)，即沉浸感、交互性和設(shè)想性。沉浸感又稱臨場(chǎng)感，指用戶通過視覺、聽覺、觸覺多途徑的感官與系統(tǒng)互動(dòng)，產(chǎn)生身臨其境的感受。人與虛擬環(huán)境融為一體，讓使用者相信這與現(xiàn)實(shí)世界一樣。交互性包含兩層意義，一方面，使用者對(duì)虛擬環(huán)境內(nèi)實(shí)物的操作感受符合現(xiàn)實(shí)中的感知規(guī)律，如物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律等；另一方面，使用者可以在環(huán)境中得到實(shí)時(shí)性的反應(yīng)，如使用者進(jìn)展虛擬駕駛時(shí)手直接抓取操作物，這時(shí)手不但有握著東西的感覺，并可通過發(fā)出動(dòng)作，使場(chǎng)景產(chǎn)生實(shí)時(shí)的變化。設(shè)想性強(qiáng)調(diào)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

3、為使用者提供探究的空間，通過相應(yīng)提示讓使用者在環(huán)境中深化概念、萌生創(chuàng)意，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)更多的規(guī)律和有效的操作。虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于中職教育的價(jià)值一彌補(bǔ)教學(xué)條件的缺乏職業(yè)院校的實(shí)訓(xùn)課程教學(xué)形式大多沿襲師徒形式，即老師與學(xué)生一對(duì)多的形式。但當(dāng)學(xué)徒人數(shù)到達(dá)5人以上時(shí)，由于實(shí)訓(xùn)工具有限，老師精力缺乏等原因，教學(xué)效果大大降低。而利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，那么可彌補(bǔ)這些條件的缺乏，學(xué)生可獲得與真實(shí)實(shí)訓(xùn)一樣的體會(huì)。在虛擬汽車維修室環(huán)境中，學(xué)生可以在虛擬的汽車部件上進(jìn)展檢查、維修的全過程。系統(tǒng)可對(duì)學(xué)生操作效果進(jìn)展及時(shí)反應(yīng)，并講解有關(guān)知識(shí)點(diǎn)。這樣就緩解了因缺乏實(shí)訓(xùn)教具及缺少老師指導(dǎo)造成學(xué)生實(shí)訓(xùn)動(dòng)手操作量太少的問題。二激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)

4、動(dòng)機(jī)動(dòng)機(jī)是激發(fā)、引導(dǎo)和維持行為的內(nèi)部過程。動(dòng)機(jī)不僅在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)方面很重要，而且對(duì)學(xué)生從通過活動(dòng)承受的信息中學(xué)到知識(shí)同樣重要。在調(diào)查中職生的學(xué)習(xí)風(fēng)格時(shí)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于形象的、生活化的、互動(dòng)的知識(shí)極為敏感，常通過多方面的感知學(xué)習(xí)技能。在虛擬環(huán)境中，學(xué)生直接進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)所生成的環(huán)境中，與計(jì)算機(jī)環(huán)境進(jìn)展直觀交流，從而豐富感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。虛擬環(huán)境的聲、圖、文并茂，可以使教學(xué)過程變得生動(dòng)活潑，大大進(jìn)步學(xué)生的感知程度和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)增強(qiáng)了，學(xué)生才會(huì)展開更高級(jí)的認(rèn)知活動(dòng)學(xué)習(xí)，記憶更多知識(shí)。三加強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的考慮和創(chuàng)新虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)沉浸性與交互性的特點(diǎn)，使得學(xué)生和虛擬環(huán)境成為了互相

5、作用、互相影響的一個(gè)整體的兩個(gè)方面。它營(yíng)造了自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，學(xué)生通過自身與信息和環(huán)境的互相作用來習(xí)得知識(shí)和技能。同時(shí)，這種互相作用促使學(xué)生在解決問題的過程中探究新型學(xué)習(xí)方式。而且，虛擬技術(shù)系統(tǒng)可以為學(xué)生提供必要的實(shí)時(shí)反應(yīng)，使學(xué)生可自主地、個(gè)性化地開展學(xué)習(xí)技能。四進(jìn)步教學(xué)平安性、節(jié)約實(shí)訓(xùn)工料對(duì)職業(yè)院校的消費(fèi)實(shí)訓(xùn)來說最為重要的就是平安。數(shù)控機(jī)床仿真實(shí)訓(xùn)，不會(huì)因?yàn)閷W(xué)生操作失誤造成設(shè)備本身損壞，如撞刀、毛坯報(bào)廢等；仿真實(shí)訓(xùn)中的聲、光、文字警報(bào)可以對(duì)學(xué)生的操作錯(cuò)誤進(jìn)展提醒和糾正，也能保證實(shí)訓(xùn)效果和學(xué)生自身平安。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可節(jié)約原材料、工卡量具、儀表設(shè)備等。如在數(shù)控仿真實(shí)訓(xùn)中，虛擬材料替代實(shí)際材料

6、，虛擬冷卻液替代實(shí)際冷卻液，可極大降低實(shí)習(xí)消耗，且刀具不會(huì)因?yàn)檫M(jìn)給量過大而損壞。汽車駕駛模擬器在教學(xué)中的應(yīng)用汽車駕駛模擬器是一種能真實(shí)、正確模擬汽車駕駛動(dòng)作，獲得實(shí)車駕駛感覺的仿真設(shè)備，通過汽車駕駛模擬系統(tǒng)進(jìn)步駕駛培訓(xùn)績(jī)效。現(xiàn)結(jié)合我院使用的汽車駕駛模擬系統(tǒng)進(jìn)展探究說明。一使用汽車駕駛模擬器的目的培訓(xùn)以理論+模擬+實(shí)車形式開展，通過汽車駕駛模擬器的應(yīng)用使學(xué)消費(fèi)生先行駕駛經(jīng)歷，目的是減少實(shí)車培訓(xùn)時(shí)間、降低培訓(xùn)本錢、進(jìn)步培訓(xùn)效率。二應(yīng)用汽車駕駛模擬器的理論根底汽車駕駛教學(xué)活動(dòng)是已有經(jīng)歷的傳遞式教學(xué)，它以圖示理論、遷移理論、反應(yīng)理論為基矗多個(gè)理論的結(jié)合促成了汽車駕駛模擬器在駕駛培訓(xùn)中的應(yīng)用。學(xué)生在模擬

7、駕駛過程中的認(rèn)知過程如圖1所示。已有經(jīng)歷到圖示預(yù)期：已有經(jīng)歷包括駕駛動(dòng)作的要領(lǐng)；動(dòng)作參數(shù)的變量方向、力量、速度；動(dòng)作感知序列。在學(xué)生頭腦中形成輪廓性的圖示預(yù)期。所謂圖示是人們所學(xué)知識(shí)在頭腦中形成概括化的概念，已有經(jīng)歷的傳遞通過老師講授獲得。圖示預(yù)期到圖示驗(yàn)證：學(xué)生通過汽車駕駛模擬器，形成沉浸感，身臨其境地感受動(dòng)作參數(shù)變量、操作序列等，如轉(zhuǎn)彎時(shí)方向盤打輪方向、速度、力度，輪廓化概念、動(dòng)作技能變得明晰化。圖示驗(yàn)證到反應(yīng)調(diào)整：汽車駕駛模擬器提供與學(xué)生實(shí)時(shí)性的交互，形成良好反潰如根據(jù)道路狀況給出車速的反應(yīng)；在制動(dòng)過程中離合器與制動(dòng)踏板的動(dòng)作配合等。根據(jù)反應(yīng)，學(xué)生及時(shí)對(duì)圖示進(jìn)展調(diào)節(jié)、糾錯(cuò)。反應(yīng)調(diào)整到圖示

8、概括：在經(jīng)歷汽車駕駛模擬器帶來的沉浸感、交互性后，學(xué)生形成系統(tǒng)的動(dòng)作技能圖示。圖示概括到圖示存儲(chǔ)：在此階段學(xué)生的動(dòng)作技能圖示進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)記憶并穩(wěn)固下來。圖示存儲(chǔ)到新經(jīng)歷：在實(shí)車操作應(yīng)用中，學(xué)生的動(dòng)作技能圖示不斷得到驗(yàn)證和強(qiáng)化，最終獲得新的經(jīng)歷。整個(gè)認(rèn)知過程本質(zhì)是已有經(jīng)歷通過類化經(jīng)歷遷移到新經(jīng)歷的過程。汽車駕駛模擬器是遷移過程的載體和強(qiáng)化工具，將動(dòng)作技能圖示同化、順應(yīng)、重組。三汽車駕駛模擬器系統(tǒng)組成系統(tǒng)是基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的軟硬件集成體，構(gòu)造如圖2所示。它包括駕駛室或駕駛艙、多媒體電腦中央控制系統(tǒng)等硬件系統(tǒng)和支持網(wǎng)絡(luò)的視景仿真軟件系統(tǒng)、汽車虛擬仿真駕駛系統(tǒng)。汽車駕駛模擬器可選擇車型、天氣情況及路況等，以便學(xué)生進(jìn)展各種組合程序訓(xùn)練，完成模擬訓(xùn)練后還能給出最終評(píng)估。通過模擬系統(tǒng)，學(xué)生可以通過觸覺、聽覺、視覺等立體地感知駕駛的根本動(dòng)作和反應(yīng)，得到沉浸感體驗(yàn)。學(xué)生通過駕駛模論文聯(lián)盟擬器系統(tǒng)訓(xùn)練車輛駕駛技能，能為實(shí)車訓(xùn)練打下一定的根底，從而提供駕駛培訓(xùn)效果，最終實(shí)現(xiàn)減少實(shí)車培訓(xùn)時(shí)間，降低培訓(xùn)本錢，進(jìn)步培訓(xùn)效率。總結(jié)展望這一新的媒體技術(shù)不僅能使教學(xué)內(nèi)容變得更加真實(shí)、直觀，并且可以建立一個(gè)學(xué)生易于參與的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境。學(xué)生可以持續(xù)承受專業(yè)知識(shí)的熏陶，可以根據(jù)自己的需要反復(fù)進(jìn)展練習(xí)