李羿達(dá)

【摘 要】本文通過對(duì)虛擬仿真技術(shù)及其在教育領(lǐng)域的闡述，在分析陶瓷梭式窯燒成理論傳統(tǒng)教學(xué)及不足的基礎(chǔ)上，討論了虛擬仿真技術(shù)在陶瓷梭式窯燒成理論課堂教學(xué)中的應(yīng)用方法。

【關(guān)鍵詞】虛擬仿真；教學(xué)方法；梭式窯

中圖分類號(hào)：G64.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：11007-0125（2018）14-0196-01

一、虛擬仿真技術(shù)概述

虛擬仿真技術(shù)是一種計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，通過對(duì)虛擬環(huán)境的構(gòu)建來實(shí)現(xiàn)使用者與虛擬環(huán)境中的目標(biāo)進(jìn)行交互，來達(dá)到沉浸體驗(yàn)的效果。根據(jù)用戶體驗(yàn)程度的不同分為沉浸式、分布式、增強(qiáng)式和桌面式虛擬仿真四類。在這其中要以桌面式虛擬仿真應(yīng)用起來最為便捷，它主要以計(jì)算機(jī)和投影儀等常見的設(shè)備進(jìn)行操控和展現(xiàn)。即對(duì)硬件設(shè)備要求不高而且實(shí)現(xiàn)的成本又較低，適合在一對(duì)多的教學(xué)中應(yīng)用。

二、虛擬仿真技術(shù)在教育中的應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用中，突破了固有的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)場(chǎng)景。相對(duì)于影相資料來說，在高逼真的三維虛擬仿真教學(xué)情境中，對(duì)操作繁瑣的大型精密設(shè)備的認(rèn)知以及日常學(xué)習(xí)生活中難以觸及的知識(shí)和概念的體驗(yàn)則會(huì)更容易被學(xué)生理解和接受。從這個(gè)角度來說不僅提高了教師對(duì)知識(shí)的傳授效率，也提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)的接收效率。虛擬仿真教學(xué)一改以往傳統(tǒng)的單向教育模式，以體驗(yàn)和認(rèn)知為基礎(chǔ)將學(xué)生帶入仿真的虛擬情境中，通過切身體會(huì)、思考和探究，來激發(fā)興趣，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

三、陶瓷梭式窯燒成理論傳統(tǒng)教學(xué)及不足

梭式窯是氣窯的一種，由于生產(chǎn)便捷、大小多變，既能應(yīng)對(duì)日用瓷等流水線的生產(chǎn)要求，又能達(dá)到藝術(shù)瓷的特殊燒成效果，且可以靈活地安排生產(chǎn)時(shí)間，目前被許多工廠和作坊所采用。由于操作細(xì)致、步驟繁多、燒成周期較長(zhǎng)且要人為操作，所以在陶瓷梭式窯燒成中有很多不可控的因素。因此陶瓷梭式窯燒成課堂教學(xué)一般分為理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩部分。理論課堂教學(xué)中主要針對(duì)梭式窯所處的環(huán)境結(jié)構(gòu)、燒成制度、操作方法、燒成原理、注意事項(xiàng)等內(nèi)容加以闡述和說明，就燒成原理而言，不同氣氛下窯內(nèi)的空氣流動(dòng)狀態(tài)是學(xué)生較難理解的內(nèi)容。傳統(tǒng)教學(xué)中大多采用的是單向教學(xué)模式。而在陶瓷燒成過程中，除觀火孔和煙囪外梭式窯整體呈密封狀態(tài)，更需要人為控制8-12小時(shí)以保證燒成制度順利完成，可謂充滿了變數(shù)。在實(shí)踐教學(xué)中諸如更換液化氣、調(diào)整壓力閥、點(diǎn)火、合理調(diào)控火焰顏色等細(xì)微又不可缺失的操作都具有一定程度的危險(xiǎn)性，在這期間既要熟練掌握操作步驟又要合理應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況，同時(shí)還要兼顧燒成溫度。稍有不慎，輕則陶瓷燒成效果不理想，重則生命和財(cái)產(chǎn)安全將受到威脅。這些都是在陶瓷梭式窯燒成理論教學(xué)中需要學(xué)生熟知并且加以重視的難點(diǎn)內(nèi)容。正是因?yàn)檫@種燒成工藝的特殊性導(dǎo)致在實(shí)際理論教學(xué)中，很難給學(xué)生提供針對(duì)性的影像資料用以加深對(duì)陶瓷梭式窯燒成原理的理解以及對(duì)陶瓷梭式窯嚴(yán)謹(jǐn)操作的重視。

四、虛擬仿真技術(shù)在陶瓷梭式窯燒成理論課堂教學(xué)中的應(yīng)用方法

（一）構(gòu)建陶瓷梭式窯燒成仿真教學(xué)系統(tǒng)。在陶瓷梭式窯燒成仿真教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)建中主要使用的工具有編程平臺(tái)Visual Studio，建模工具Autodesk 3d Max ，交互實(shí)現(xiàn)Open GL技術(shù)。通過Autodesk 3d Max軟件構(gòu)建出梭式窯全部結(jié)構(gòu)及其燒成環(huán)境，運(yùn)用Open GL技術(shù)來實(shí)現(xiàn)交互效果并通過Visual Studio平臺(tái)使用 C++語言來編寫Open GL（3D 圖形和模型庫）來實(shí)現(xiàn)最后的仿真教學(xué)系統(tǒng)。在陶瓷梭式窯燒成仿真教學(xué)系統(tǒng)中，主要是運(yùn)用對(duì)鼠標(biāo)的控制來完成3D模型的交互功能，包含了鼠標(biāo)的左鍵右鍵和滾動(dòng)鍵。在梭式窯燒成理論教學(xué)過程中，需要全方位體現(xiàn)梭式窯中的多個(gè)結(jié)構(gòu)，因此3D模型的放大、縮?。凰?、垂直位移；全角度旋轉(zhuǎn)等操作通過鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)最為便捷。

（二）運(yùn)用陶瓷梭式窯燒成仿真教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行梭式窯燒成理論教學(xué)。在陶瓷梭式窯燒成理論教學(xué)中，將虛擬仿真技術(shù)引入并應(yīng)用到陶瓷梭式窯燒成理論教學(xué)系統(tǒng)中，在虛擬仿真環(huán)境下，教師引導(dǎo)學(xué)生加強(qiáng)陶瓷梭式窯燒成過程中對(duì)設(shè)備的熟知、理論的理解，目的是培養(yǎng)學(xué)生們的操作手法和危險(xiǎn)意識(shí)以及梭式窯燒成原理的理解。由于學(xué)生在虛擬仿真情境中，受限程度較為寬松，錯(cuò)誤操作導(dǎo)致的后果特效強(qiáng)烈，對(duì)復(fù)雜原理的理解容易加深。從燒成工藝角度上來看，是從根本上培養(yǎng)學(xué)生的操作意識(shí)和理解能力，最終提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，促進(jìn)學(xué)生對(duì)陶瓷梭式窯燒成工藝的合理把握，對(duì)陶瓷梭式窯燒成工藝經(jīng)驗(yàn)的合理運(yùn)用，以及對(duì)陶瓷梭式窯燒成工藝嚴(yán)謹(jǐn)性思維的熟練駕馭等。

五、結(jié)語

綜上，在目前的陶瓷梭式窯燒成理論教學(xué)中，依舊存在許多需要完善的地方，而虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)這種大型且具危險(xiǎn)性的設(shè)備操作以及復(fù)雜燒成工藝原理的理解會(huì)達(dá)到很好的教學(xué)效果，在合理運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)下，通過構(gòu)建虛擬仿真教學(xué)系統(tǒng)，能從根本上提升學(xué)生的陶瓷梭式窯燒成工藝的操作技能以及對(duì)原理的理解，促進(jìn)陶瓷梭式窯燒成理論教學(xué)的不斷發(fā)展。

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