李玉霞 陳軍 江蘇海事職業(yè)技術(shù)學院

1 引言

隨著我國“中國制造2025”和德國“工業(yè)4.0”等計劃的提出，對高職院校培養(yǎng)學生的實踐和創(chuàng)新能力提出了更高要求，直接倒逼學校對傳統(tǒng)實訓教學模式進行改革和提升。

將VR 虛擬仿真技術(shù)應用到實訓教學中，可以有效突破當前實訓教學困境，提高課堂教學質(zhì)量，是高職院校教學改革的重要方向。為此，本文主要研究了VR 技術(shù)在虛擬仿真教學環(huán)境建設與應用中意義及要點。

2 虛擬仿真技術(shù)的定義和特點

VR（Virtual Reality）技術(shù)是指一種采用VR 眼鏡和VR 頭盔等輔助工具，將現(xiàn)實世界在虛擬環(huán)境下再現(xiàn)的技術(shù)，這一技術(shù)最先出現(xiàn)在游戲行業(yè)中，但由于其技術(shù)的先進性被逐漸應用到軍事、醫(yī)療、工業(yè)和教育等眾多領域中。

采用VR 技術(shù)的虛擬仿真教學主要有如下特點：

(1）沉浸性

VR 技術(shù)最重要的特點就是沉浸性，因為只有用戶沉浸于虛擬世界中，才能夠完成對真實世界的仿真，才能參與到需要模擬的各種活動中，從而獲得技能和知識。VR 技術(shù)的沉浸性體驗有很多種，例如視覺、聽覺、觸覺和嗅覺等，采用多種沉浸性體驗可以讓使用者的虛擬體驗更為完整。

(2）交互性

交互性是指用戶可以通過虛擬設備與虛擬環(huán)境中的對象進行交流，如在VR 實訓教學中學生可以通過虛擬設備對零件進行加工或拆裝，并在此過程中學習零件加工和裝配中的相關(guān)知識點。

(3）想象性

VR 技術(shù)還有一個十分重要的特點就是它雖然是模擬的現(xiàn)實但卻可以是超越現(xiàn)實的存在，可以給用戶創(chuàng)造許多現(xiàn)實世界中不存在的場景。如消防專業(yè)的學生在進行虛擬仿真實訓時可以模擬出地震、海嘯和火山爆發(fā)等自然災害，讓學生在虛擬環(huán)境中學習在這些災害發(fā)生時的應對技能。

3 構(gòu)建虛擬仿真教學環(huán)境的意義

3.1 減少資金投入和提高實訓效果

在高職院校中進行實訓室建設需要采購大量實訓設備，但目前我國高職院校普遍經(jīng)費緊張，這導致了許多學校的實訓設備數(shù)量較少，無法保證每個學生都能完成操作教學。而采用虛擬仿真技術(shù)則可以投入較少的資金完成許多需要復雜設備才能進行的教學實踐，并且虛擬仿真設備還可以根據(jù)企業(yè)的實際要求進行及時升級換代，可以很好的提高實訓效果。

3.2 模擬崗位實踐，提升職業(yè)能力

受現(xiàn)實實訓環(huán)境的影響，教師會可以避免許多在工程實踐中較為重要的工況，如極限工況和較為危險的工況。但應對這些工況的能力確是學生的核心職業(yè)能力。采用VR 技術(shù)可以有效避免特殊工況給實訓活動帶來的負面影響，在虛擬平臺的應用中，教師可以模擬出各種危險情況供學生學習，在確保學生安全的同時又可以達到身臨其境的效果，使得學生的職業(yè)能力可以獲得有效提高。

3.3 打破時空限制，形成教學閉環(huán)

采用VR 技術(shù)后可以有效的打破實訓環(huán)境中時空的限制，受訓學生可以根據(jù)課程設置的需要進入不同的時空環(huán)境進行針對性學習。此外，過去學生只有在實訓室內(nèi)才可以進行相關(guān)技能知識的學習，采用VR 技術(shù)可以讓學生在課前和課后也可以對實訓內(nèi)容進行反復的操作和練習，極大的提高了學生的自主學習能力，從而形成了教學閉環(huán)，大大提高了教學質(zhì)量。

4 虛擬仿真教學環(huán)境建設的重點

4.1 統(tǒng)籌布局，技術(shù)為先

要建立一個優(yōu)秀的虛擬仿真教學實訓室必須要從學校自身的學科特點和發(fā)展規(guī)劃出發(fā)，建立具有前瞻性和示范性的虛擬仿真教學環(huán)境。虛擬仿真實訓室的建立必須堅持與學校的專業(yè)建設相關(guān)，必須堅持技術(shù)為先，避免引入過時技術(shù)，務求軟硬件設備的一步到位，避免技術(shù)裝備的重復投入和浪費。

4.2 擺正虛擬與現(xiàn)實的關(guān)系

虛擬仿真技術(shù)雖然可以在很大程度上代替現(xiàn)實教學，但是必須認識到虛擬與現(xiàn)實還是有本質(zhì)區(qū)別的，VR 技術(shù)說到底只是一種教學手段、輔助工具，不能夠取代現(xiàn)實教學。因此，在實訓教學中要安排與虛擬仿真緊密結(jié)合的實踐教學環(huán)節(jié)，從而有效提高學生的學習熱情。

4.3 面向未來，以人為本

虛擬仿真技術(shù)在高職實訓環(huán)境中的應用目前還處于起步階段，許多工作仍然有待探索，這就要求我們在開展教學服務和進行課程建設時要面向未來。此外，虛擬現(xiàn)實不是冷冰冰游戲空間，在進行虛擬仿真教學時教師應當考慮到學生的實際感受，要以人為本，關(guān)愛學生。