基于移动信息环境下的VR技术在机电专业实训教学中的应用
（陕西省彬县职业教育中心 高恒）
摘要：在“互联网 +”背景下，利用移动智能终端通过VR技术开展实训教学，是现代移动信息化教学的主要趋势之一。本文概述了虚拟现实技术的定义、实质、其特征及其在机电专业实训教学中的应用。
关键词：虚拟现实技术 机电专业 实训教学
一、引言
随着计算机技术、信息技术、现代管理技术等新技术在工业界的广泛应用，虚拟现实技术（ VRT）的广阔应用前景日益引起各国的高度重视。VR技术作为近年来刚刚兴起的热门技术之一，已经逐渐的走进了人们的生活，特别是在“互联网 +”概念与思想越来越融人社会各行各业的情况下，利用移动终端通过VR技术进行学习，已经成为当下职业学校推崇的一项基本技能，职业教育正在缓缓酝酿着一场信息化颠覆性的变革。
二、关于VR技术
VR技术即虚拟现实技术，产生20世纪80年代。虚拟现实技术是利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，在计算机上群组协同工作，实现产品设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，以及过程管理与控制的本质过程。VR技术可利用计算机生成逼真的虚拟环境，使用者可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获得身临其境的感受和体会。概言之，虚拟现实是一种创建人与世界的计算系统，是一种人机交互工具，可使人产生身临其境的感觉，实现用户与环境直接进行自然交互。VR正从PC端向移动端进行扩展，在移动端实现VR具有较大的市场价值和广泛的应用领域，医学中，可以建立虚拟的人体模型。娱乐方面，英国开发了称为“Virtuality”的VR游戏系统。军事中，模拟训练一直是军事与航天工业中的一个重要课题， 美国国防部高级研究计划局DARPA自20世纪80年代起一直致力于研究称为SIMNET的虚拟战场系统。在室内设计中，大大提高了设计和规划的质量与效率。北京航空航天大学在分布式飞行模拟方面的应用；浙江大学在建筑方面进行虚拟规划。
VR应用于教育是教育技术发展的一个飞跃。它营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。
三、虚拟现实的特征
1、多感知性
所谓多感知，是指除了一般计算机技术所具有的视觉感知之外，还有听觉、力觉、触觉、运动，甚至包括味觉、嗅觉等感知。理想的虚拟现实技术应该具有一切人所具有的感知功能。
2、浸没感
又称临场感，指用户利用视觉、听觉、触觉来感受这个虚拟世界中所发生的一切，在虚拟环境中产生一种身临其境的感觉。理想的模拟环境应该使用户难以分辨真假，使用户全身心地投入到计算机创建的三维虚拟环境中，该环境中的一切看上去是真的，听上去是真的，动起来是真的，甚至闻起来、尝起来等一切感觉都是真的，如同在现实世界中的感觉一样。
3、交互性
虚拟现实系统中的人机交互是一种近乎自然的交互，使用者不仅可以利用电脑键盘、鼠标进行交互，还可以运用多种交互手段（数据手套、声音命令等），支持更多的设计行为（建模、仿真、评估、预测等）。虚拟现实能对用户的输入作出响应，同时可以通过监控装置来影响用户和被用户影响。例如，用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体，这时手有握着东西的感觉，并可以感觉到物体的重量，视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。
4、实时性
实时性是指实时地参与、交互和显示，把人的活动提升到人机融为一体的积极主动活动，构成融入性的智能开发系统。
5、构想性
强调虚拟现实技术应具有广阔的可想象空间，可拓宽人类认知范围，不仅可再现真实存在的环境，也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。
四、虚拟现实在机电专业实训教学中的应用
虚拟现实的本质是人与计算机的通信技术，它几乎可以支持任何人类活动，适用于任何领域，鉴于虚拟现实技术的以上特征，我们把该技术应用到机电专业实训教学中，用以大大提高教学质量。
1 机械加工虚拟实训
虚拟现实技术为学习者和教学者提供了丰富的学习资源和虚拟教学设备，学习者可以选择不同的加工设备，利用移动终端随时随地进行虚拟加工训练。比如，学生可以选用数控加工单元进行选料、编程、虚拟加工、产品测试等，完成加工的全过程，从而在重复训练中掌握知识、提高技能。
2 电气线路安装训练与检修
利用虚拟现实技术，可以搭建各种基本线路单元，为学生提供生动、逼真的电气线路安装与调试的学习环境，从而使学生通过移动终端进行电气线路安装与调试训练，同时可以设计各种故障模块，让学生在虚拟现实中检修常见电气线路故障，从而提高实训安全系数和实践能力。
3 模拟技能考核
机电专业各门技能课程如钳工技能、车工技能、电工技能、液压回路装调、PLC编程与运行、电气控制线路装调、电器设备检修等等，基本都在做成虚拟操作模块实和专业技能考核模块，为了检测学生技能掌握情况，我们可以运用考核模块对学生进行在线考核，测试技能掌握程度，并对其在线实时指导、纠错。
4、建设虚拟仿真社会培训系统
以虚拟现实技术作为移动教育平台，可为广大社会从业者提供可移动的电子教学场所，通过交互式远程教学的课程目录和网站，对各个终端提供开放的、远距离的持续教育，为社会人员提供实践操作机会和新技术，创造更大的经济效益与社会效益。
五、结束语
VR技术在近几年得到了快速的发展，无论是在企业生产或是教育领域，都要得到了长足的发展。特别是VR技术与职业教育的融合，其直观、互动、沉浸及可重复性，使得教师易于教学，学生易于随时随地学习。基于移动终端的VR技术，目前已有很多学习软件被开发出来，在学习者的学习过程中，起到了很大的作用。虚拟现实技术具有广泛的应用前景，对于教育而言，必将成为最具影响力的、开展教学改革的重要技术之一。
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