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pk10计划VR虚拟现实技术在职业教育中的应用探讨

2017-05-17

虚拟现实技术利用双眼视差原理:人的大脑在融合双眼所见的细微视差后得到立体的影像,使用户产生身临其境的技术。2016 年第一季度,Sony,Oculus 和 HTCVive 三巨头分别推出自己的 VR 消费级产品,这标志着虚拟现实技术开启元年,也昭示着这项新兴技术开始向教育领域拓进。
 
虚拟现实技术不仅在娱乐领域掀起了一次浪潮,它的身影也开始出现了制造业、服务业和教育业。高盛在 2016 年 2月发布的《VR 与 AR:解读下一个通用计算平台》报告指出,VR 有潜力成为教育领域的标准工具,将变革学生在基础教育、职业教育、高等教育阶段的受教方式。虚拟现实技术在教育领域的发展优势主要有:

1、沉浸式的学习环境,能充分调动学生学习的积极性,提高学习的主动性

以职业教育为例,对于技能的培养,学生主动地去交互和被动的灌输,教学效果也天差地别,将虚拟现实技术引入高等职业学校无疑更加有利于高素质技能型人才的塑造与培养。虚拟现实技术可以为学生营造富有趣味的仿真学习环境,让学生去亲身经历和感受比教师抽象的解说,更加直观易懂,从而培养学生自主学习的能力。将传统的以教师为主导、以教促学的教学模式转变为以学生为主体的新型教学模式,学生通过自身与仿真环境的交互体验来获得知识和技能,能有效激发学生的创造力和想象力。

虚拟现实的沉浸感和交互性能真正地开启学生为主体的教学模式,学生在虚拟的仿真环境中扮演角色,身临其境。以工业机器人专业的VR教学为例,对于基础课程,机械设计基础、液压与气压传动、传感器技术、PLC控制及应用、工业机器人基础等,可以在VR课堂里进行教学,将具体的知识点融合进虚拟场景和实际案例中;对于专业实训课,机器人自动化单元管理与维护、工业机器人装配与调试、工业机器人自动化单元安装与调试、工业机器人自动化单元设计与应用开发、工业机器人故障诊断与排除等课程,可以在VR实训基地进行教学,沉浸式的交互更有利于学生夯实技能操作的基本功。
 
2、虚拟实训基地能有效的节约实训场地,节省资金投入和降低后期维护成本

实训基地是职业学校完成实践实训教学、培养学生应用职业能力的必要所在,随着教育改革的不断深入,越来越多的职业学校加大实训基地的投入和建设力度。实训基地的建设成本高、周期长、后期设备维护和更新也需要不断地追加资金投入,显然存在一定的弊端。而基于虚拟现实技术建立的虚拟实训基地不仅可以节约时间和空间,还可以节省大量的资金投入,有效地减少后期维护成本。在虚拟实训基地,环境是由计算机生成的仿真世界,所需要的设备和部件也是计算机生成虚拟设备,后期维护时可以根据教学需要轻松完成虚拟设备更新和添加。

3、情境式虚拟教学环境,根据教学内容的要求构造对应的场景

以工业机器人专业教学为例,由于在工业中的应用环境不同,所使用的工业机器人也随之不同。工业机器人的教学不太可能将所有的工业生产真实环境逐一展示,这将给工业机器人的教学带来很大的制约。因此利用虚拟现实技术构造出不同的工业生产环境,可以为学生们学习和深入探讨提供良好的虚拟实验环境。学生们做实验也不会因为受到真实环境的限制而无法开展实验。构造一个或多个工业生产环境,并虚拟出工业机器人在该环境的工作运行情况,学生可以在虚拟环境中进行实训操作。

特别值得一提的是有些在真实环境中无法实现或较难实现的工作场景均可在虚拟现实中实现,如工业机器人进行排爆试验;灭火机器人进行楼层灭火试验;工业机器人进行有害气体的检测与分析试验等等,虚拟现实技术可以对上述工作场景进行模拟和仿真并发挥作用实现各种试验。

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