王 爽 李彥哲

哈爾濱華德學(xué)院 黑龍江 哈爾濱 150025

一、何為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)生成一種三維模擬環(huán)境。通過各種傳感設(shè)備和輸入輸出設(shè)備， 使用戶有親身經(jīng)歷的感覺。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)興起于 1929 年，60年代美國學(xué)者計(jì)算機(jī)圖形學(xué)創(chuàng)始人Ivan Sutherland形成了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念的雛形。”從當(dāng)今時(shí)代來看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，近年來一直大火的AR和VR技術(shù)就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)當(dāng)中廣為人知的內(nèi)容，在實(shí)際生活當(dāng)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到了十分廣泛的利用，從娛樂到生活再到學(xué)術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人類帶來了許多歡樂和便捷，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)自身也一直處于發(fā)展當(dāng)中，相信在未來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)給人類帶來更多的便捷，其應(yīng)用的領(lǐng)域也會(huì)越來越廣泛。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校力學(xué)方向應(yīng)用的必要性

在高校力學(xué)及相關(guān)課程的學(xué)習(xí)當(dāng)中，學(xué)生往往需要通過大量的實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行學(xué)習(xí)，但是高校的實(shí)驗(yàn)器材往往是有限的，無法一次性滿足所有學(xué)生的實(shí)驗(yàn)需求，這個(gè)時(shí)候，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的用處就被體現(xiàn)出來了，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓學(xué)生不論在何時(shí)何地，都能夠應(yīng)用最新是實(shí)驗(yàn)設(shè)備獨(dú)自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這樣能夠大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，也能夠體會(huì)到實(shí)驗(yàn)所帶來的樂趣，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并且加深學(xué)生對每一次實(shí)驗(yàn)的記憶。

“學(xué)生在沒有進(jìn)入到真實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境之前，對實(shí)驗(yàn)的了解只能從實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書上獲得。而實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書大多數(shù)情況下學(xué)生看得不是很明白，尤其是實(shí)驗(yàn)儀器?！痹谔摂M實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中，學(xué)生可以直觀地看到每一個(gè)儀器的構(gòu)造與外觀，這樣一來學(xué)生日后如果再去做實(shí)驗(yàn)就不會(huì)產(chǎn)生看著儀器但無從下手的情況了。除此之外，由于力學(xué)課程的實(shí)驗(yàn)可能會(huì)帶有一些破壞性，如果學(xué)生操作不當(dāng)很有可能會(huì)產(chǎn)生安全隱患，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效地避免了這種情況的發(fā)生，實(shí)驗(yàn)的成功率更高，也可以降低不必要的浪費(fèi)。

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校力學(xué)方向的應(yīng)用是十分有必要的。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校力學(xué)方向的應(yīng)用

第一，力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的目的是讓每個(gè)學(xué)生都能夠參與到實(shí)驗(yàn)當(dāng)中去，讓他們的實(shí)驗(yàn)技能能夠大大提高，所以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，分別由管理平臺(tái)與系統(tǒng)平臺(tái)兩部分構(gòu)成。 實(shí)驗(yàn)室的重點(diǎn)是力學(xué)相關(guān)的模擬實(shí)驗(yàn)，再根據(jù)力學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的大綱，為力學(xué)方向的不同專業(yè)的實(shí)驗(yàn)再進(jìn)行進(jìn)一步的劃分，讓學(xué)生享受到實(shí)驗(yàn)所帶來的學(xué)習(xí)樂趣。

第二，力學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室的應(yīng)用。管理平臺(tái)是面向高校力學(xué)方向的教師開放的，教師可以通過管理平臺(tái)對用戶和成績進(jìn)行管理，用戶就是指學(xué)生，教師可以在管理平臺(tái)當(dāng)中查看每一個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績，也可以自由添加用戶或是刪除用戶，在管理學(xué)生成績的時(shí)候，教師可以“批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告、設(shè)置實(shí)驗(yàn)題目、更改實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、解答疑難問題”。 值得一提的是，在教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告的時(shí)候，由于完全是通過網(wǎng)絡(luò)所進(jìn)行的，所以需要及時(shí)的存檔，當(dāng)然，如果日后需要查閱，也是非常方便的。通過虛擬實(shí)驗(yàn)室這個(gè)平臺(tái)，教師可以給學(xué)生布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)，然后再學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)之后根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況更改實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，讓學(xué)生能夠做到活學(xué)活用，讓學(xué)生對相關(guān)的實(shí)驗(yàn)都能夠有一定的了解，提高學(xué)生的能力。除此之外，如果需要通過實(shí)驗(yàn)來判斷一個(gè)學(xué)生的成績，虛擬實(shí)驗(yàn)室有利于教師觀察學(xué)生的實(shí)驗(yàn)狀況，對于時(shí)間以及手法的觀察也比較清楚，可以讓成績的判定更加簡便。學(xué)生最后可以通過登錄虛擬實(shí)驗(yàn)室查看自己的實(shí)驗(yàn)成績，在相當(dāng)程度上為學(xué)生和教師提供了便捷。

虛擬實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中的實(shí)驗(yàn)儀器是三維立體的，所以學(xué)生在進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室之后可以自由地對各種實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行拆裝，這樣一來學(xué)生能夠更好地認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器，也能夠更好地對其進(jìn)行操作。在學(xué)生不知道如何將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行下去的時(shí)候，虛擬實(shí)驗(yàn)室會(huì)為學(xué)生提供動(dòng)畫實(shí)驗(yàn)，手把手地教學(xué)生如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如果學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候操作不當(dāng)，系統(tǒng)會(huì)給學(xué)生發(fā)出警報(bào)，使學(xué)生對錯(cuò)誤的操作有所察覺，通過查看系統(tǒng)的提示加深印象，大大提高了實(shí)驗(yàn)效率，也減輕了教師的工作壓力。

四、結(jié)語

綜上所述，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在高校力學(xué)課程方向當(dāng)中是十分有必要的，高校相關(guān)工作人員要積極將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)落實(shí)到實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中，這樣能夠讓學(xué)生的實(shí)驗(yàn)打破時(shí)間可空間的壁壘，隨時(shí)隨地都能夠完成實(shí)驗(yàn)，讓每個(gè)學(xué)生都能夠自己動(dòng)手完成一次完整的實(shí)驗(yàn)，并且所應(yīng)用的設(shè)備也都是最新的，大大提高了高校力學(xué)實(shí)驗(yàn)課的課堂效率，并且還有利于提高學(xué)生參與力學(xué)實(shí)驗(yàn)的積極性。