VR技術(shù)在高職教學(xué)中的應(yīng)用論文

　　vr技術(shù)其實就是VR，中文的意思就是虛擬現(xiàn)實，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一種能夠創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術(shù)，它利用計算機生成一種交互式的三維動態(tài)視景，其實體行為的仿真系統(tǒng)能夠使用戶沉浸到該環(huán)境中。下面小編整理的VR技術(shù)在高職教學(xué)中的應(yīng)用論文，歡迎閱讀收藏。

　　論文摘要:多媒體技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)給傳統(tǒng)的教學(xué)模式帶來了革命性的影響，VR技術(shù)在高職教學(xué)中的應(yīng)用，可以大大地提高教學(xué)質(zhì)量，促進學(xué)生實踐能力的發(fā)展和提高。

　　目前各大高校的辦學(xué)規(guī)模均在逐步擴大，多個校區(qū)并存的現(xiàn)象已成為現(xiàn)實，加之各個校區(qū)地理位置又較遠，原有的教學(xué)資源就顯然不能滿足教學(xué)的需要，尤其是實驗課存在的問題更為突出。教育部《關(guān)子全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中指出要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)開發(fā)虛擬工廠、虛擬實驗。因此將VR技術(shù)和職業(yè)教育結(jié)合起來就成為必要。VR技術(shù)進人高職院校能有效地營造教學(xué)環(huán)境和實驗環(huán)境，提高學(xué)生掌握知識技能的能力。本文闡述VR技術(shù)在高職教育中的應(yīng)用。

　　1．VR的概念和特征

　　VR(VirtualReality，虛擬現(xiàn)實)是利用計算機、電子技術(shù)、圖像技術(shù)、傳感器技術(shù)、多媒體技術(shù)、人機接口技術(shù)及仿真技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)發(fā)展起來的計算機領(lǐng)域的最新技術(shù)，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)。虛擬技術(shù)是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)、前沿科學(xué)和研究領(lǐng)域。目前虛擬技術(shù)已涉及到軍事、教育、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、商業(yè)、影視等領(lǐng)域，是21世紀的重要發(fā)展學(xué)科。

　　虛擬環(huán)境是利用計算機生成并控制的，因此人處在利用VR技術(shù)創(chuàng)建的虛擬環(huán)境之中和真實環(huán)境是沒有差別的。VR具有3個最突出的特性:沉浸性(IllusionofImmersion)、構(gòu)想性(Imagination)和交互性(Interactivity)。

　　1)沉浸性(IllusionofImmersion)沉浸感是指用戶在純自然的狀態(tài)下借助交互設(shè)備和自身的感知覺系統(tǒng)對虛擬環(huán)境的投人程度。虛擬世界給人一種身臨其境的感覺。

　　2)構(gòu)想性(Imagination)指借助虛擬技術(shù)可以使用戶沉浸其中并獲得新的知識，從而使用戶深化概念和萌發(fā)新意。因此說VR可以啟發(fā)人創(chuàng)造性思維，使抽象概念具體化。

　　3)交互性(Interactivity)人們可以通過使用專門的輸人和輸出設(shè)備(主要通過數(shù)據(jù)手套、頭盔、數(shù)據(jù)衣等)以自然地方式(如自身的語言、動作等)和虛擬世界中的對象進行交互操作和交流。

　　2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用

　　職業(yè)教育不僅要給學(xué)生傳授文化知識，更重要的是讓學(xué)生掌握專業(yè)技術(shù)和技能，強調(diào)學(xué)生的生產(chǎn)實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力是職業(yè)教育的特色和重點。

　　VR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用表現(xiàn)在以下幾個方面:

　　(1)虛擬實驗室。利用VR技術(shù)可以構(gòu)建各種虛擬實驗室，緩解高職院校實驗教學(xué)資源不足的問題，推動實驗教學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)展，可以使學(xué)生足不出戶完成實驗，卻可以獲得和真實環(huán)境下一樣的實驗體會，加深對實驗教學(xué)內(nèi)容的理解。虛擬實驗室還可打破時間和空間的限制，例如學(xué)生可以進人犯罪現(xiàn)場，了解案發(fā)過程，這是其他的實驗方法無法比擬的。虛擬實驗既可以縮短時間，又可以獲得直觀、逼真的效果。

　　(2)虛擬實物。職業(yè)教學(xué)中的很多試驗設(shè)備比較昂貴，更新?lián)Q代又比較快，有些儀器又比較容易壞，這就增加了教學(xué)費用。利用虛擬技術(shù)就可以為學(xué)生制作“虛擬”設(shè)備。虛擬設(shè)備逼近客觀事實，向?qū)W生揭示事物的本質(zhì)。例如在機械制圖教學(xué)中，很多機械元件不方便拆卸，利用虛擬實物，老師可以通過“移植”、“借用”等教學(xué)方式就很容易讓學(xué)生看到現(xiàn)象和本質(zhì)。

　　(3)模擬訓(xùn)練。利用VR技術(shù)結(jié)合多媒體技術(shù)可以構(gòu)建虛擬的實習(xí)環(huán)境，在這個虛擬的環(huán)境中進行駕駛、維修等職業(yè)技能訓(xùn)練。在該環(huán)境中，學(xué)生可以反復(fù)練習(xí)，發(fā)現(xiàn)自己存在的問題，通過多次的訓(xùn)練，掌握正確的操作方法。

　　(4)虛擬過程。用VR的方法來展現(xiàn)一些現(xiàn)實生活中無法看到的變化過程。學(xué)生通過自己的實驗來控制事物的變化過程，完成所學(xué)知識的構(gòu)建。

　　3VR技術(shù)在高職教育中的意義

　　在VR中，基于自然方式的交互作用和個別化的學(xué)習(xí)環(huán)境提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生既是一個觀察者，又是一個積極的參與者。學(xué)生的各種感覺與虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境相互聯(lián)系和作用，這就激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強了學(xué)習(xí)的效果。

　　在VR環(huán)境下，學(xué)習(xí)者的各個感官都在和虛擬的外部世界發(fā)生著作用，學(xué)生完全沉浸于虛擬現(xiàn)實創(chuàng)造的學(xué)習(xí)環(huán)境中。例如我們在講網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸時，可以利用VR來實現(xiàn)，學(xué)生可以設(shè)置數(shù)據(jù)的格式、數(shù)據(jù)流動的方向和交換的方式等，這樣學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦斫鈺�更深人�?/p>

　　4結(jié)語

　　職業(yè)教育中引人VR技術(shù)，適應(yīng)我國職業(yè)教育發(fā)展的需求。在學(xué)校經(jīng)費不足的情況下，利用多媒體技術(shù)、實物仿真技術(shù)與VR技術(shù)結(jié)合的方法，建立虛擬的現(xiàn)代化實驗室，緩解了實驗設(shè)備不足的問題，同時也突破了傳統(tǒng)的教學(xué)手段，構(gòu)建了一種全新的教學(xué)模式。

　　VR技術(shù)作為一門新興的科學(xué)技術(shù)，它還在不斷地前進和摸索。但VR技術(shù)自身的優(yōu)點使我們相信，在職業(yè)技術(shù)教育中，VR技術(shù)將有非常廣闊的發(fā)展前景。

　　拓展閱讀

　　簡介

　　所謂虛擬現(xiàn)實，顧名思義，就是虛擬和現(xiàn)實相互結(jié)合。從理論上來講，虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，使用戶沉浸到該環(huán)境中。虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是利用現(xiàn)實生活中的數(shù)據(jù)，通過計算機技術(shù)產(chǎn)生的電子信號，將其與各種輸出設(shè)備結(jié)合使其轉(zhuǎn)化為能夠讓人們感受到的現(xiàn)象，這些現(xiàn)象可以是現(xiàn)實中真真切切的物體，也可以是我們?nèi)庋鬯�看不到的物質(zhì)，通過三維模型表現(xiàn)出來。因為這些現(xiàn)象不是我們直接所能看到的，而是通過計算機技術(shù)模擬出來的現(xiàn)實中的世界，故稱為虛擬現(xiàn)實。

　　虛擬現(xiàn)實技術(shù)受到了越來越多人的認可，用戶可以在虛擬現(xiàn)實世界體驗到最真實的感受，其模擬環(huán)境的真實性與現(xiàn)實世界難辨真假，讓人有種身臨其境的感覺；同時，虛擬現(xiàn)實具有一切人類所擁有的感知功能，比如聽覺、視覺、觸覺、味覺、嗅覺等感知系統(tǒng)；最后，它具有超強的仿真系統(tǒng)，真正實現(xiàn)了人機交互，使人在操作過程中，可以隨意操作并且得到環(huán)境最真實的反饋。正是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的存在性、多感知性、交互性等特征使它受到了許多人的喜愛。

　　發(fā)展歷史

　　1、第一階段有聲形動態(tài)的模擬是蘊涵虛擬現(xiàn)實思想的階段

　　1929年，Edward Link設(shè)計出用于訓(xùn)練飛行員的模擬器；1956年，Morton Heilig開發(fā)出多通道仿真體驗系統(tǒng)Sensorama。

　　2、第二階段虛擬現(xiàn)實萌芽階段

　　1965年，Ivan Sutherland發(fā)表論文“UltimateDisplay”（終極的顯示）；1968年，Ivan Sutherland研制成功了帶跟蹤的頭盔式立體顯示器（HMD）；1972年，NolanBushell開發(fā)出第一個交互式電子游戲Pong。

　　3、第三階段虛擬現(xiàn)實概念的產(chǎn)生和理論初步形成階段

　　1977年，Dan Sandin等研制出數(shù)據(jù)手套SayreGlove；1984年，NASA AMES研究中心開發(fā)出用于火星探測的虛擬環(huán)境視覺顯示器；1984年，VPL公司的JaronLanier首次提出“虛擬現(xiàn)實”的概念；1987年，JimHumphries設(shè)計了雙目全方位監(jiān)視器（BOOM）的最早原型。

　　4、第四階段（1990年至今）虛擬現(xiàn)實理論進一步的完善和應(yīng)用階段

　　1990年，提出VR技術(shù)包括三維圖形生成技術(shù)、多傳感器交互技術(shù)和高分辨率顯示技術(shù)；VPL公司開發(fā)出第一套傳感手套“DataGloves”，第一套HMD“EyePhoncs”；21世紀以來，VR技術(shù)高速發(fā)展，軟件開發(fā)系統(tǒng)不斷完善，有代表性的如MultiGen Vega、Open Scene Graph、Virtools等。

　　分類

　　VR涉及學(xué)科眾多，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，系統(tǒng)種類繁雜，這是由其研究對象、研究目標和應(yīng)用需求決定的。從不同角度出發(fā)，可對VR系統(tǒng)做出不同分類。

　　1、根據(jù)沉浸式體驗角度分類

　　虛擬現(xiàn)實沉浸式體驗分為非交互式體驗、人——虛擬環(huán)境交互式體驗和群體——虛擬環(huán)境交互式體驗等幾類。該角度強調(diào)用戶與設(shè)備的交互體驗，相比之下，非交互式體驗中的用戶更為被動，所體驗內(nèi)容均為提前規(guī)劃好的，即便允許用戶在一定程度上引導(dǎo)場景數(shù)據(jù)的調(diào)度，也仍沒有實質(zhì)性交互行為，如場景漫游等，用戶幾乎全程無事可做；而在人——虛擬環(huán)境交互式體驗系統(tǒng)中，用戶則可用過諸如數(shù)據(jù)手套，數(shù)字手術(shù)刀等的設(shè)備與虛擬環(huán)境進行交互，如駕駛戰(zhàn)斗機模擬器等，此時的用戶可感知虛擬環(huán)境的變化，進而也就能產(chǎn)生在相應(yīng)現(xiàn)實世界中可能產(chǎn)生的各種感受。

　　如果將該套系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、多機化，使多個用戶共享一套虛擬環(huán)境，便得到群體—虛擬環(huán)境交互式體驗系統(tǒng)，如大型網(wǎng)絡(luò)交互游戲等，此時的VR系統(tǒng)與真實世界無甚差異。

　　2、根據(jù)系統(tǒng)功能角度分類

　　系統(tǒng)功能分為規(guī)劃設(shè)計、展示娛樂、訓(xùn)練演練等幾類。規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)可用于新設(shè)施的實驗驗證，可大幅縮短研發(fā)時長，降低設(shè)計成本，提高設(shè)計效率，城市排水、社區(qū)規(guī)劃等領(lǐng)域均可使用，如VR模擬給排水系統(tǒng)，可大幅減少原本需用于實驗驗證的經(jīng)費；展示娛樂類系統(tǒng)適用于提供給用戶逼真的觀賞體驗，如數(shù)字博物館，大型3D交互式游戲，影視制作等，如VR技術(shù)早在70年代便被Disney用于拍攝特效電影；訓(xùn)練演練類系統(tǒng)則可應(yīng)用于各種危險環(huán)境及一些難以獲得操作對象或?qū)嵅俪杀緲O高的領(lǐng)域，如外科手術(shù)訓(xùn)練、空間站維修訓(xùn)練等。

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