戚鵬展

摘要：本文主要分析了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機械類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用，首先介紹了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機械類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的桌面式、沉浸式、疊加式、分布式的虛擬現(xiàn)實關(guān)鍵技術(shù)，之后闡述了其在教學(xué)資源和教學(xué)網(wǎng)站的構(gòu)建應(yīng)用，希望以此提升機械類學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；應(yīng)用

一、概述

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)機械類學(xué)科的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，大大提升了機械類學(xué)科教學(xué)的效率和質(zhì)量。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將機械相關(guān)的理論知識、各種設(shè)計圖、裝配圖、零件、機械動作設(shè)計等內(nèi)容通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)展現(xiàn)出來，突破了傳統(tǒng)口述和二維圖畫展示的教學(xué)方式，突出了現(xiàn)代教學(xué)理念中對機械理論知識的分析及對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而完成機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析、機械運動方案的設(shè)計等內(nèi)容，真正提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機械類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用研究，對整合機械類學(xué)科教學(xué)資源，提升教學(xué)效果和質(zhì)量具有非常重要的現(xiàn)實意義。

二、機械類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一個非常廣泛的概念，一般指采用穿戴式數(shù)碼設(shè)備來實現(xiàn)的虛擬場景技術(shù)，即能夠通過虛擬現(xiàn)實，讓人們體驗真實場景的相關(guān)技術(shù)和方法。

在機械類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中使用的關(guān)鍵虛擬現(xiàn)實技術(shù)包括桌面式、沉浸式、疊加式、分布式。桌面式虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以計算機為基礎(chǔ)，通過顯示器，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展示物體模型，通過輸入設(shè)備對物體模型進(jìn)行360°的操作和瀏覽，從而實現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實世界交互和體驗的一種技術(shù)。沉浸式虛擬現(xiàn)實技術(shù)是通過穿戴式設(shè)備，為體驗者從視覺、聽覺、觸覺等多感官角度創(chuàng)造一個全新的虛擬環(huán)境，從而使其融入虛擬環(huán)境中體驗逼真的模擬效果。疊加式虛擬現(xiàn)實技術(shù)是在沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過將顯示實際環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)輸入到計算機中，而后以穿透型的頭盔顯示器為基礎(chǔ)，疊加計算機在實際環(huán)境的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上虛擬的圖像，從而帶給體驗者虛擬環(huán)境的逼真感受。疊加式虛擬顯示技術(shù)增強了體驗者的虛擬感受，其可以真實地按照實際工作需求對虛擬環(huán)境中的虛擬物體進(jìn)行操作，從而完成相關(guān)的虛擬體驗。在疊加虛擬現(xiàn)實技術(shù)上，增強實際的數(shù)據(jù)傳輸，將體驗者的動作真實地同步到生產(chǎn)環(huán)境中，可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境的操作。分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)是在其他虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上，借助互聯(lián)網(wǎng)打造一個豐富、共享的虛擬空間，從而突破上述虛擬現(xiàn)實技術(shù)的空間限制，實現(xiàn)世界各地體驗者的零距離體驗，進(jìn)行機械類學(xué)科的學(xué)習(xí)與交流。分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)將計算機處理、數(shù)據(jù)存儲借助云計算、大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)分布處理，通過不同地理位置的分布計算機共同協(xié)調(diào)，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程協(xié)作的教學(xué)目的。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機械類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用

1.構(gòu)建機械類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的虛擬資源

通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，教師可以構(gòu)建完善、可視化、形象直觀的機械類網(wǎng)絡(luò)虛擬平臺資源。學(xué)生在課前預(yù)習(xí)或課后復(fù)習(xí)時，能夠通過該虛擬平臺中直觀形象的網(wǎng)絡(luò)虛擬模型，實現(xiàn)對相關(guān)機械類理論知識的學(xué)習(xí)和思考，進(jìn)而提升自己的空間思考意識和創(chuàng)新能力。首先，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，能夠為機械類學(xué)科構(gòu)建虛擬網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。結(jié)合微課的形式，學(xué)生在教師的講解下，對教學(xué)模型進(jìn)行全方位的學(xué)習(xí)，對機械結(jié)構(gòu)和動作原理進(jìn)行分析和理解。其次，通過虛擬網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，可以豐富學(xué)習(xí)環(huán)境。通過各種全新、直觀的教學(xué)模型，教師可以讓學(xué)生對新型教學(xué)方式產(chǎn)生好奇心，進(jìn)而對機械類學(xué)科的學(xué)習(xí)呈現(xiàn)濃厚的興趣，從而在教學(xué)平臺上與教師和其他學(xué)生進(jìn)行溝通和交流，最終提升教學(xué)質(zhì)量。最后，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教學(xué)平臺增強了機械類學(xué)科教學(xué)的交互性和可視性。學(xué)生學(xué)習(xí)機械理論知識、分析機械結(jié)構(gòu)和動作原理將更加輕松，真正掌握機械類學(xué)習(xí)的理論知識和內(nèi)容。

2.構(gòu)建虛擬現(xiàn)實化的實訓(xùn)網(wǎng)站

基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以輕松實現(xiàn)DW可視化的網(wǎng)頁編輯器，從而讓學(xué)生輕松地對網(wǎng)絡(luò)預(yù)訂的教學(xué)模型進(jìn)行查看、編輯、增強等操作。學(xué)生登錄到該教學(xué)網(wǎng)站，通過自己掌握的理論知識，可以對機械類教學(xué)模型進(jìn)行設(shè)計、同步設(shè)置、還原等操作，將理論知識應(yīng)用在虛擬現(xiàn)實中，從而提高學(xué)生的交互性學(xué)習(xí)和實際應(yīng)用技能。

四、總結(jié)

基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的機械類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，可以彌補傳統(tǒng)教學(xué)過程中的不足，提升學(xué)生的實際分析能力和動手實踐能力，真正提升學(xué)生對機械類知識的理解和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

熊曉紅.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的機械類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺研究[J].南方農(nóng)機，2016，47（10）：135.