黃聰　黃鶯

摘? ?要：職業(yè)教育注重學生的動手能力，希望把學生培養(yǎng)成為具有職業(yè)技能的技術(shù)人才。隨著科技的發(fā)展計算機已經(jīng)普及，5G時代即將到來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也日臻完善起來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職教實訓課中的應用，克服了職教實訓教學缺乏教具的困難，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬真實的場面進行實訓教學，因此引進了虛擬現(xiàn)實的技術(shù)，有助于職教實訓課的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：職教實訓教學? 虛擬現(xiàn)實技術(shù)? 相關(guān)問題研究

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）06（b）-0204-02

職業(yè)教育注重學生的動手能力，希望把學生培養(yǎng)成為具有職業(yè)技能的技術(shù)人才。因此比較重視對學生進行實訓教學，由于在一些實訓教學中缺乏教具，還有的由于條件限制，很難做到一個班級的學生同時進行實訓，因此在實訓教學中引進了虛擬現(xiàn)實的技術(shù)，有助于職教實訓課的發(fā)展。

1? 職教實訓教學的問題

目前職教實訓存在一些問題。

1.1 龐大生產(chǎn)設(shè)備的維護檢修無法復制

在職教的實訓課中有很多是大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備的維護檢修實訓，比如鐵路線路旁大量的信號設(shè)備，設(shè)備多且投資巨大，高校為了完成實踐教學任務，盡可能安排有限的資金投入，但構(gòu)造出的鐵路線路場景與真實場景無論規(guī)模上還是數(shù)量上都存在一定差距，因此實踐教學質(zhì)量提高較慢。

1.2 危險場面實訓困難

在職教的實訓教學中對于危險場面的實訓難以實現(xiàn)，比如一些高空作業(yè)場面如果學生不到現(xiàn)場，就感受不到實訓的氣氛，但是這么多學生都沒有高空作業(yè)證明，也沒有條件去體驗高空作業(yè)的危險性，所以對于這種實訓課只能通過老師的描述來理解了。

1.3 不能每人操作

在軌道交通控制類的實訓中由于設(shè)備有限因此不可能每個人都有實訓的機會，比如德國西門子公司的S700K型轉(zhuǎn)轍機、國產(chǎn)ZYJ7型轉(zhuǎn)轍機、國產(chǎn)ZD（J）9型轉(zhuǎn)轍機等設(shè)備單價高，零件數(shù)量大且精密性強，導致學校采購數(shù)量較低，因此一節(jié)課要學生輪流來進行實訓，因此做不到每個人都有實訓的機會。

2? 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是基于電腦軟件的一種模擬技術(shù)，這種技術(shù)可以讓體驗者有一種身臨其境的感覺，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以提供一個虛擬的三維空間，讓體驗者有一種模擬真實的感覺。目前這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應用，由于應用效果很好，因此這項技術(shù)有很好的發(fā)展前景。

2.1 硬件設(shè)備

為了達到惟妙惟肖的真實的效果，虛擬現(xiàn)實技術(shù)需要一些硬件的支持，它的硬件設(shè)備主要有VR設(shè)備、頭盔、眼鏡、顯示器等。

2.1.1 VR設(shè)備

VR設(shè)備是一套虛擬現(xiàn)實軟件和硬件操作系統(tǒng)，它包括3D顯示系統(tǒng)，還有頭盔、眼鏡等硬件設(shè)備，用戶帶上頭盔眼鏡之后仿佛置身于真實的場景當中，通過自己操作可以模擬真實的場景，學生可以利用這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行各種課程實訓教學。

2.1.2 顯示系統(tǒng)

大場景的顯示系統(tǒng)提供360度的立體畫面，給人一種真實的體驗，體驗者可以無死角地進行觀察，完全模仿真實效果學生可以利用它進行實訓教學。

2.2 虛擬現(xiàn)實的優(yōu)點

2.2.1 有真實感

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以把學生帶入一個模擬現(xiàn)實的空間，它的真實感完全可以達到以假亂真的感覺。用戶在體驗虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的時候，不是在屏幕上看到立體畫面，而是仿佛置身在現(xiàn)實當中人有一種代入感，好像走到了現(xiàn)實當中還可以通過數(shù)據(jù)手套，進行操作更加強了真實的感覺還具有實用性。

2.2.2 交互感覺

虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過人機對話產(chǎn)生一種真實的交互感覺，更增加了真實感。通過數(shù)據(jù)手套等設(shè)備可以模擬真實的操作場景，進行一些訓練和操作。在虛擬現(xiàn)實中用戶的一切體驗，都模仿真實的感官感覺抓握拿取東西都會產(chǎn)生真實的效果，人的視野也會隨著頭部的轉(zhuǎn)動來改變，而不是對著屏幕來看固定的圖像。通過各種感官的交互式的互動體驗完全達到一種真實的模擬現(xiàn)實的感覺。

2.2.3 多人協(xié)同體驗

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以進行多人的群體體驗，一個班的學生可以分成幾批帶上頭盔，一起進行虛擬現(xiàn)實的實訓學習。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)達到了多人協(xié)同作業(yè)的技術(shù)境界，因此學生在實訓中可以互相配合，每個人都有自己的視角在虛擬現(xiàn)實中，和真實世界一樣互相進行交互式的操作。

3? 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用效果

這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以相得益彰的用于職教學生的實訓當中，解決教具少不能多人進行實訓等困難，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以組織學生一起進行各種場景的實訓教學活動。

3.1 得到真實的實訓體驗

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用在軌道交通控制類專業(yè)實踐教學中，由于學生可以通過各種器官的體驗產(chǎn)生真實的交互感覺，所以可以提高實訓的效果。這種模擬現(xiàn)實的實訓學生可以通過自己動手，得到真實的體驗是看視頻和看書所不能產(chǎn)生的真實經(jīng)驗。可以把學生帶入真實的實訓場面當中，學生通過這種模擬現(xiàn)實的技術(shù)可以得到交互式的真實體驗，通過反復的練習可以掌握看書所學不會的操作技術(shù)，達到職業(yè)崗位所需要的實訓的教學要求。這種教學方式給學生提供了操作機會，使以前無法完成的實訓學習成為可能。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以給學生提供任意的鐵路維護檢修教學場景，比如信號機維護檢修、軌道電路設(shè)備維護檢修、道岔轉(zhuǎn)轍機維護檢修、鐵路信號電路故障查找等各種虛擬現(xiàn)實場景，學生們借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以得到真實的體驗機會，解決了實踐教學中以往由于設(shè)備場地的限制所達不到的教學效果。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以進行各種鐵路信號設(shè)備維護檢修的實訓操作，在現(xiàn)實中軌道交通控制是高職軌道交通類院校的一個很重要的專業(yè)，軌道交通控制的設(shè)備都是比較貴重的，工具也價值不菲，而且在操作中這些都是易耗品每次實訓都要付出很多成本資金，現(xiàn)在完全可以應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行實訓教學，學生在虛擬的世界里可以體驗到真實的感受，然后運用指導教師所教的技術(shù)進行反復的維護檢修操作訓練，不用擔心損壞了零件所造成的損失，也不計成本地進行訓練因此可以練就很高的技術(shù)水平。

3.2 增加交互的實訓感覺

在職教實訓教學中應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以使學生和真實的操作一樣進行交互式的練習，學生通過這種模擬現(xiàn)實的交互式的操作，可以得到和真實的現(xiàn)實的操作一樣的鍛煉效果。比如學建筑的學生要進行高空作業(yè)的模擬訓練，這時候完全可以依靠虛擬現(xiàn)實技術(shù)，來模擬真實的場景來進行高空作業(yè)訓練，逼真的立體場景讓學生產(chǎn)生真實的感覺，怕高的學生有一種真實的站在高處的感覺，通過反復的訓練有助于學生消除的恐高的心理，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬高空開龍門吊車學習。

因為虛擬技術(shù)沒有危險也不用擔心成本，所以很適合學生進行實訓練習。職教老師可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，給學生提供一個安全的實訓學習的機會。

3.3 多人參與

在職教的實訓課中利用虛擬現(xiàn)實的技術(shù)，可以給學生提供以往所不具備的實訓的機會，學生都有上機操作的機會，還可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在一起配合操作，反復練習加強記憶提高技術(shù)水平。比如在鐵路信號設(shè)備維護檢修的實踐教學中，反復進行維護檢修訓練不會造成由于操作不熟練導致零件損壞產(chǎn)生的經(jīng)濟損失。

3.4 縮短設(shè)備運行時間

運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行實訓練習可以不必擔心成本，也不會出現(xiàn)危險不會造成設(shè)備的損壞。對于任何的專業(yè)都可以利用這種虛擬現(xiàn)實的技術(shù)進行實訓，也不會消耗成本不會造成設(shè)備損壞，每個學生都可以上機操作縮短了設(shè)備運行的時間，不用排隊等著一臺設(shè)備大家輪流學習，因此學生可以反復的練習非常適合學生實訓學習使用。

3.5 滿足學生彈性學習需要

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行職教實訓學習，可以不受天氣時間的限制學生可以進行彈性學習，利用課余時間也可以開機進行虛擬現(xiàn)實的實訓練習，因此可以有效地幫助學生克服缺少教具的困難，隨時隨地都可以進行實訓練習。

3.6 降低危險

高職軌道交通控制類專業(yè)教學有很多的不同實踐教學內(nèi)容，在實訓中有一些登高、用電的項目都具有很多的安全隱患，采取虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以有效地杜絕這些安全隱患，比如高空作業(yè)利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以產(chǎn)生身臨其境的高空反應，但是卻不會帶來真正的危險，在一些帶電的操作中，只會真實地模仿環(huán)境不會引起觸電傷害，所以降低了實訓的危險。

3.7 模擬工作環(huán)境

通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬將來的工作環(huán)境，為以后步入職場早做準備，學生可以利用虛擬技術(shù)進行完整鐵路信號設(shè)備的維護檢修工作，可以模擬登記要點、登記銷點的環(huán)節(jié)，熟練掌握整個維護檢修的程序，通過虛擬的操作進一步了解維護檢修規(guī)律。

4? 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職教學習中的問題

虛擬現(xiàn)實技術(shù)由于具有真實的模擬感覺，可以給學生提供各種實訓的機會不會發(fā)生危險還能節(jié)約資金成本，因此對于高職軌道交通控制類的實踐教學具有很明顯的現(xiàn)實意義，但是由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)還不成熟，在具體的應用中還會出現(xiàn)一些問題。

由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的硬件問題，有時會出現(xiàn)視覺和聲音移動時候出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，因此會影響上課的效果，由于虛擬現(xiàn)實教室投資很大因此會占用很大的成本也是一個現(xiàn)實的問題，由于虛擬現(xiàn)實的教學場景有限因此有的教學由于缺乏場景，因此不能進行虛擬現(xiàn)實的實訓學習，這些場景教課老師自己不能開發(fā)所以影響了這項技術(shù)的實用性。老師使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學，要有一套全新的教學方式不能沿用過去的傳統(tǒng)思維方式，必須改變觀念與時俱進的發(fā)展。

5? 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一個高科技的產(chǎn)物，隨著3D技術(shù)的發(fā)展虛擬現(xiàn)實技術(shù)越來越逼真，職教學習中可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來進行教學實訓工作，利用這項技術(shù)可以帶領(lǐng)學生進行以往所進行不了的課程實訓，通過這項技術(shù)可以提高學生的動手能力，使學生利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)反復地進行練習提高自己的實際操作水平。

參考文獻

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①基金項目：2018年度廣西職業(yè)教育教學改革研究項目《混合現(xiàn)實技術(shù)在軌道交通控制類專業(yè)實踐教學中的應用與研究》（項目編號：GXGZJG2018B086）。

廣西高等學校高水平創(chuàng)新團隊及卓越學者計劃資助《高鐵信號職教裝備技術(shù)研發(fā)與應用》：（項目編號：桂教人〔2018〕35號）。

作者簡介：黃聰（1982，7—），男，漢族，廣西欽州人，本科，副教授，研究方向：軌道交通信號自動控制。