上海市奉賢中等專業(yè)學校 衛(wèi)晶菁

科學技術的進步帶動計算機領域的突飛猛進，VR(Virtual Reality)技術應運而生。目前，國內(nèi)外關于VR技術的研究主要集中于實驗室、軍事演練、工程技術制造、虛擬校園等方面。在教學領域，主要集中于高等院校的教學應用，對于中等職業(yè)學校教學方面的研究幾乎沒有。在專業(yè)研究方向上，主要涉及工程技術類，如橋梁建設、建筑施工、機械裝調(diào)與維修等，或者是公安教學，如刑偵勘探等，幾乎沒有涉及到城市燃氣專業(yè)的研究。

1 燃氣調(diào)壓工藝傳統(tǒng)實訓教學

燃氣調(diào)壓工藝課程涵蓋氣體基礎知識、調(diào)壓裝置工藝流程、調(diào)壓器及其附屬設備等內(nèi)容，旨在讓學生掌握燃氣調(diào)壓的基本理論和相關技能，能更好地適應企業(yè)的相關崗位要求。

城鎮(zhèn)燃氣專業(yè)的燃氣調(diào)壓工藝傳統(tǒng)實訓教學采用硬件設備進行建設，通過操作調(diào)壓設備進行教學實訓。由于受場地限制以及安全因素的影響，無法開展更多和企業(yè)實際操作相關的站務實訓任務。目前主要存在以下問題：

(1)學生在現(xiàn)有實操教學資源下，無法掌握企業(yè)對調(diào)壓工崗位的所有技能要求。根據(jù)企業(yè)崗位設置要求，調(diào)壓工一般需要掌握設定調(diào)壓設備的壓力、拆裝常見種類的調(diào)壓器、調(diào)壓設備的日常維護保養(yǎng)、調(diào)壓站的壓力檢測、戶內(nèi)安檢、模擬加臭等。在我?，F(xiàn)有的調(diào)壓實訓室，只能進行兩種調(diào)壓器的拆裝和維護、調(diào)壓設備的壓力檢測和設定。

(2)設備損耗大，教育成本高，資源浪費。如在調(diào)壓器拆裝項目中，由于學生操作不當、使用次數(shù)頻繁等原因造成器材損耗非常大。綜合所有實訓項目的設備損耗，對學校的教育支出造成了一定壓力。同時，廢棄的零件不能重新利用，在資源上造成極大浪費，不環(huán)保。

(3)風險體驗。城市燃氣的相關崗位具有一定危險性，燃氣爆炸事故屢見不鮮，學生必須提高安全意識，具備嚴謹工作態(tài)度。但從安全因素考慮，傳統(tǒng)實訓過程中采用了壓縮空氣代替甲烷，學生無法得到操作失誤帶來的風險體驗，在態(tài)度上容易懈怠。

2 VR技術與燃氣調(diào)壓工藝課程結合

2.1 VR概述

VR又稱為靈境技術，是一種綜合多種科學技術的計算機領域新技術。其結合計算機圖形學、仿真技術、多媒體、人工智能、人機接口等交叉技術，通過“沉浸感”“交互性”“構想性”，讓使用者如身處在真實的環(huán)境中以實現(xiàn)特殊的目的。

2.2 VR燃氣調(diào)壓工藝實訓教學

VR燃氣調(diào)壓工藝實訓教學系統(tǒng)是指依據(jù)城鎮(zhèn)燃氣調(diào)壓工藝課程標準，結合企業(yè)相關崗位技術要求，引進虛擬現(xiàn)實技術，建構燃氣實訓教學所需的接近于真實工作環(huán)境的場景。學生可通過頭戴式VR設備、定位器以及手柄的操作，模擬實操訓練，提升技能水平，完成各種預定的實訓項目。

VR燃氣調(diào)壓工藝實訓教學系統(tǒng)彌補了傳統(tǒng)調(diào)壓實訓課程的不足，使學生掌握相關技能并能熟練應用于實際工作崗位，提高學生的綜合職業(yè)能力，完善學生的職業(yè)素養(yǎng)；通過VR技術引入教學，創(chuàng)新教師的教學模式，拓展教師教學法能力，提升教師自身專業(yè)素養(yǎng)；豐富了學校實訓資源，對本校其他專業(yè)課程VR實訓室的建設提供了借鑒。

3 VR燃氣調(diào)壓工藝實訓教學優(yōu)勢

和傳統(tǒng)實訓教學相比，VR技術實訓教學系統(tǒng)的引入，彌補了傳統(tǒng)實訓教學中的不足，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

(1)延伸燃氣專業(yè)的知識體系，豐富學生的專業(yè)知識。在VR模擬系統(tǒng)中，可以通過多媒體技術向學生呈現(xiàn)海陸開采、燃氣運輸?shù)葓鼍?，幫助學生建構更完整的專業(yè)知識體系。

(2)減少損耗、降低教育成本。學生戴上設備、利用手柄在虛擬的環(huán)境中進行實訓模擬，不僅掌握了操作技能，又避免了零件損耗等問題。

(3)解決安全隱患。天然氣，主要成分為甲烷，屬易燃氣體，燃點為650 ℃，爆炸極限為5%～15%，遇到高熱、火星或火苗極易引起燃燒爆炸。安全起見，在實訓教學中，一般用壓縮空氣代替天然氣。但壓縮空氣屬于高壓、高速氣流，若操作使用不當，也會對使用者以及周圍的人造成傷害。VR模擬系統(tǒng)很好地避免了這一安全隱患。

(4)體驗事故、尊重生命，培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。天然氣的教學離不開生命教育，然而教師說一百次都不如讓學生自己體驗一次。學生的錯誤操作會引發(fā)相應的故障，小至螺帽丟失，大至引發(fā)火災甚至爆炸。在實際傳統(tǒng)教學中不可能讓學生真正體驗由于自己的操作失誤而引發(fā)的事故，但VR技術的沉浸性教學方式能讓學生體驗到緊張、害怕、茫然、無助等情感變化。這對于他們學會尊重生命、養(yǎng)成嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度大有裨益。

(5)綠色環(huán)保。每一個人都應該是守衛(wèi)地球的綠色小戰(zhàn)士，VR模擬軟件能做到設備零損耗，既節(jié)約了教育開支，又為綠色環(huán)保做出了一份貢獻。

4 VR技術實訓教學實例

城鎮(zhèn)燃氣專業(yè)的核心課程除燃氣調(diào)壓工藝外，管道工、燃氣具檢修等課程都存在不能通過實訓操作掌握相關技能的情況。所以VR技術在調(diào)壓實訓課程中的建設應用是這個專業(yè)其它核心課程建設的先驅，通過這門課程的建設應用研究，可以對后續(xù)課程的VR軟件建設提供一定的理論支持和實踐參考。

VR技術的引入，確實為實訓教學帶來了很多變化，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

4.1 提高學習熱情，提升學習技能

定位器、頭戴式設備、手柄的使用讓學生感覺不是在學習，是在“打游戲”。在教學過程中，學生全身心投入虛擬場景中進行操作，反復練習也不覺得疲憊，還會相互指導交流，學習熱情高漲。學生的熱情投入、積極探索就是提高學習效率最好的途徑。內(nèi)在的學習需求、主動地探索知識，使學生掌握新技能的速度得到了顯著提高。

4.2 及時有效的評價

在VR軟件中，設有學習模式和考核模式。學習模式有高亮提示，學生在考核模式下可以反復操練，熟知流程和注意事項。每個學生還有一個賬號，登陸賬號可自行進行考核，了解學習效果，針對自己沒有掌握的內(nèi)容進行反復練習，提高技能。同時，教師可以在后臺看到學生考核的分數(shù)并在學生群做出及時反饋。對學生而言，及時有效的評價是認可也是督促，可以讓他體驗到學習帶來的成就，并以此督促自己做的更好。

4.3 顯著提高實訓的考核分數(shù)

學期結束，對學生的操作技能考核是在工況下的調(diào)壓設備上進行，由于學生已經(jīng)在VR實訓系統(tǒng)內(nèi)完成各操作要領并反復練習，所以在實操考核中的成績顯著提高。

事物都有兩面性，VR的優(yōu)勢顯而易見，但在教學過程中，也會遇到學生為了達成更好的成績，快速完成操作流程，而忽略了認真嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，學生也不會因為自己的操作失誤承擔后果。在后續(xù)的跟進中，還需要對風險體驗、考核模式的細則等問題進行更深入的研討改進，希望VR軟件可以更好的輔助教學，使學生通過課堂學習可以使自己的工作崗位技能無限接近于企業(yè)要求。

5 結語

VR技術的引入在城市燃氣輸配與應用專業(yè)的實訓教學中取得了明顯的效果，不僅彌補了傳統(tǒng)實訓教學中的不足，也顯著提高了學生的學習熱情、提升了學習效率，使學生掌握相關技能并能熟練應用于實際工作崗位，提高學生的綜合職業(yè)能力，完善學生的職業(yè)素養(yǎng)。通過VR技術引入教學，創(chuàng)新教師的教學模式，拓展教師教學法能力，提升教師自身專業(yè)素養(yǎng)，對于學校培養(yǎng)符合企業(yè)崗位需求的中職校技能人才提供了新的方向，“雙師型”教師不僅是專業(yè)技能的發(fā)展，對于新技術在專業(yè)課程內(nèi)的引入應用也要不斷學習進步，跟上信息時代的步伐。同時豐富了學校實訓資源，對本校其他專業(yè)課程VR實訓室的建設提供借鑒。