劉成璞 趙燦 牛騰冉

[摘? ? ? ? ? ?要]? 結(jié)合已建成的基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的鉆井模擬訓(xùn)練平臺(tái)及其在教學(xué)中的使用情況，總結(jié)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在線下課程教學(xué)運(yùn)用的特點(diǎn)，分析了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事職業(yè)教育課程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，并從引進(jìn)技術(shù)搭建平臺(tái)、精選課程優(yōu)化內(nèi)容、體系設(shè)計(jì)完善配套三個(gè)方面提出了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事職業(yè)教育課程中的應(yīng)用途徑。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);軍事職業(yè)教育;課程應(yīng)用

[中圖分類(lèi)號(hào)]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2021）36-0124-02

當(dāng)前軍事職業(yè)教育課程多數(shù)還是“講授式”教學(xué)，制約了教學(xué)效益的發(fā)揮。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在線下課程教學(xué)的廣泛運(yùn)用極大地促進(jìn)了教學(xué)效益的提升，將其應(yīng)用于軍事職業(yè)教育課程建設(shè)中。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在線下課程教學(xué)中運(yùn)用呈現(xiàn)的特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，又稱VR技術(shù)。該技術(shù)在課程教學(xué)中的應(yīng)用能讓教學(xué)對(duì)象擁有身臨其境的感覺(jué)，并通過(guò)交互作用，幫助學(xué)員啟發(fā)構(gòu)想，開(kāi)展自主訓(xùn)練。2020年，我們基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建成了“鉆井模擬訓(xùn)練平臺(tái)”，并投入教學(xué)使用，打破了傳統(tǒng)實(shí)裝教學(xué)模式，極大提升了教學(xué)效益，總的來(lái)看呈現(xiàn)以下特點(diǎn)。

（一）環(huán)境逼真，感知性強(qiáng)

運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的3D鉆機(jī)模型，能讓學(xué)員直觀、全方位了解鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和戰(zhàn)技術(shù)性能。尤其是鉆機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過(guò)三維可視化的處理直觀呈現(xiàn)，極大減少了學(xué)員對(duì)裝備的認(rèn)知難點(diǎn)。通過(guò)建模構(gòu)建的戰(zhàn)場(chǎng)鉆井場(chǎng)景，向?qū)W員直觀展現(xiàn)了鉆機(jī)鉆井施工的作業(yè)場(chǎng)景，通過(guò)配屬設(shè)備模擬出相應(yīng)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)環(huán)境，配合半實(shí)物模擬出操作力覺(jué)反饋，使學(xué)員產(chǎn)生了身臨其境的感覺(jué)。從而將裝備認(rèn)知課、裝備操作課和工程作業(yè)課改變成情景展示、場(chǎng)景漫游、沉浸感知的探索活動(dòng)。

（二）人機(jī)交互，趣味性強(qiáng)

“鉆井模擬訓(xùn)練平臺(tái)”設(shè)置了既定操作程序和容錯(cuò)返回機(jī)制，虛擬場(chǎng)景中的鉆機(jī)動(dòng)作和作業(yè)流程不是不可逆的單流程動(dòng)作，而是與真實(shí)裝備一樣，動(dòng)作可返回、流程可反復(fù)，與真實(shí)作業(yè)邏輯一致。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所創(chuàng)造的三維模型，能根據(jù)學(xué)員的需求實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互動(dòng)，而通過(guò)計(jì)算機(jī)捕捉程序可了解學(xué)員的一舉一動(dòng)，并在三維模型中獲得反饋。這樣的實(shí)時(shí)交互，能讓學(xué)員獲得全新的認(rèn)知體驗(yàn)，并在與虛擬空間的交互中產(chǎn)生新鮮感以及樂(lè)趣，從而提高教學(xué)的趣味性。

（三）虛擬操作，安全性強(qiáng)

通過(guò)配合半實(shí)物操作系統(tǒng)或鍵盤(pán)的模擬操作，能夠極大避免實(shí)裝訓(xùn)練中的裝備和人員安全事故，具有極強(qiáng)的安全性。鉆機(jī)裝備龐大、操作復(fù)雜，實(shí)裝訓(xùn)練中有多個(gè)不可控的安全節(jié)點(diǎn)。運(yùn)用“鉆井模擬訓(xùn)練平臺(tái)”進(jìn)行虛擬仿真訓(xùn)練，可完全避免因裝備性能不佳、學(xué)員操作不熟、隱患排查不全等造成的安全事故。虛擬仿真訓(xùn)練極大減少了裝備的損耗，確保其性能保持，本身也是對(duì)實(shí)裝的安全保護(hù)。

（四）內(nèi)容可控，節(jié)奏性強(qiáng)

課程可通過(guò)計(jì)算機(jī)調(diào)控教學(xué)的速度、節(jié)奏、順序，展現(xiàn)實(shí)裝訓(xùn)練難以呈現(xiàn)的訓(xùn)練內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)“簡(jiǎn)單內(nèi)容簡(jiǎn)單訓(xùn)、復(fù)雜內(nèi)容反復(fù)訓(xùn)、重點(diǎn)內(nèi)容強(qiáng)化訓(xùn)”。在“鉆井模擬訓(xùn)練平臺(tái)”中我們重點(diǎn)構(gòu)建了“牙輪鉆進(jìn)”“空氣潛孔錘鉆進(jìn)”等訓(xùn)練科目，省去鉆前準(zhǔn)備的內(nèi)容，可直接開(kāi)始鉆進(jìn)工藝訓(xùn)練。而針對(duì)“成井工藝”“鉆井事故預(yù)防與處理”等場(chǎng)景抽象、實(shí)際訓(xùn)練難的內(nèi)容，通過(guò)構(gòu)建對(duì)應(yīng)的鉆井工況場(chǎng)景，開(kāi)展針對(duì)性的虛擬訓(xùn)練，解決實(shí)裝訓(xùn)練中部分科目無(wú)法訓(xùn)練的問(wèn)題。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事職業(yè)教育課程中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

軍事職業(yè)教育是以多種現(xiàn)代技術(shù)為媒介的開(kāi)放式教學(xué)模式，具有區(qū)別于傳統(tǒng)教育的多種優(yōu)勢(shì)，逐漸成為部隊(duì)官兵繼續(xù)教育和提高官兵素質(zhì)的重要途徑。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事職業(yè)教育課程中的應(yīng)用能夠打破教學(xué)形式、方法和模式的限制，具有顯著優(yōu)勢(shì)。

（一）直觀感知能夠打破學(xué)員的思維限制

軍事職業(yè)教育課程教學(xué)對(duì)象是全體軍事人員，群體學(xué)歷層次復(fù)雜、部隊(duì)經(jīng)歷多樣，部分人員缺乏空間想象和辯證思維能力，制約了裝備操作課程的學(xué)習(xí)效果。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?qū)⒀b備結(jié)構(gòu)、工作原理直觀展現(xiàn)，用3D模型替代圖片、視頻，給學(xué)員帶來(lái)強(qiáng)大的思維刺激。將課程內(nèi)容中抽象的、不直觀的技術(shù)原理、結(jié)構(gòu)組成、裝備構(gòu)成、戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境以及工作狀況全方位、多角度直觀呈現(xiàn)，給線上學(xué)員帶來(lái)直觀感受，促進(jìn)其對(duì)教學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和理解。

（二）虛擬場(chǎng)景能夠打破教學(xué)的時(shí)空限制

傳統(tǒng)教學(xué)中，教學(xué)空間是教室，教員在臺(tái)上，學(xué)員在臺(tái)下，直接的眼神交流具有不可取代的教學(xué)效果。軍事職業(yè)教育課程，教學(xué)空間是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，教員在屏幕里，學(xué)員在屏幕外，雖然解決了教學(xué)的空間限制，但缺乏具有溫情的教學(xué)場(chǎng)景，教學(xué)活動(dòng)容易被學(xué)員的學(xué)習(xí)環(huán)境所打擾。構(gòu)建基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的線上課程，其教學(xué)空間變成了“虛擬場(chǎng)景”，學(xué)員沉浸漫游在虛擬場(chǎng)景中，能自主感知教學(xué)內(nèi)容。場(chǎng)景中設(shè)計(jì)的探索式、闖關(guān)式訓(xùn)練，能夠解決因地理空間限制而不能實(shí)現(xiàn)的“沉浸式交流”。

（三）智能交互能夠打破互動(dòng)的形式限制

當(dāng)前軍事職業(yè)教育的線上課程互動(dòng)形式僅限于課后隨堂測(cè)試和留言答疑，授課過(guò)程中缺乏有效的即時(shí)性互動(dòng)，學(xué)員在學(xué)課中產(chǎn)生的疑問(wèn)得不到及時(shí)解答、教學(xué)關(guān)鍵點(diǎn)得不到及時(shí)強(qiáng)化。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的智能互動(dòng)，可將教學(xué)中的疑問(wèn)融入教學(xué)場(chǎng)景，學(xué)員能夠及時(shí)通過(guò)語(yǔ)音、動(dòng)作或鍵盤(pán)操作與智能系統(tǒng)進(jìn)行互動(dòng)，將課上的疑問(wèn)及時(shí)消化，這種打破單一互動(dòng)形式的智能互動(dòng)能取到很好的教學(xué)效果。