基于VR/AR技术的应用型本科教学改革研究

【摘 要】由于科学技术的迅猛发展，致使传统应用型本科院校人才培养与社会人才需求的矛盾日益突出，虽然在一定程度上增大了实践教学的比重，但其有效性、创造性均在低级层面上发展。而VR/AR技术能够在虚拟环境中引入真实的场景，实现良好的用户环境交互感受，将其引入通信工程专业本科教学能够很好地提高教学效果。本文针对传统本科教学中存在的问题，结合VR/AR技术的特点，提出了VR/AR技术在应用型本科院校通信工程专业教学中的具体应用方法。

【关键词】VR/AR技术；应用型；通信工程

一、传统应用型本科院校在通信工程专业教学中存在的基本问题

随着通信行业科学技术的不断发展，通信设备日益更新，现有通信公司对人才的需求与高校的培养模式之间的矛盾日益凸显。而我国高等教育为了进一步适应现代社会发展对人才需求的变换，充分意识到传统本科院校人才培养存在极大的问题，并在一定程度上通过加大实践教学比重从而使得学生能够更加适应时代以及社会的需求，但是其有效性、创造性等均在低级层面上发展，并未带来显著的效果[1]。

总结起来目前我国高校传统教学中存在以下几个问题：①我国通信行业技术发展迅猛，致使通信设备更新速度很快，同时现有高端的通信设备价格昂贵，因此高校很难做到实验设备及时更新；②通信专业部分实验中涉及通信线路工程设置，卫星、移动通信基站设备的安装等均存在一定的危险性，因此，目前高校教学中基本上不安排该类实验或者仅是组织学生出外参观等，致使学生无法很好的掌握该项技能；③现有教学设备数量有限，无法满足学生人人动手的实际需求，为实现个性化教学带来极大困难；④目前通信专业的教学计划与社会用人单位的实际需求不匹配，学生的综合职业能力相对欠缺[2]。

二、VR/AR技术

1.VR技术

VR技术（Virtual Reality）即虚拟现实技术，是一种将计算机图形学、人机接口、传感器以及人工智能等技术应用在一起的综合性的技术成果，具有感知性强，能够提供很好的人机交互感应、沉浸性等基本特点。采用VR技术能够有效地将虚拟与现实进行良好的对接，使体验者能够实现与虚拟环境中的对象进行逼真的交互作用，产生身临其境的感受及体验效果。

2.AR技术

AR技术（Augmented Reality）即增强现实技术，是一种将虚拟图像与现实生活场景结合在一起的新技术，需要通过计算机技术实现对场景重建、并且实时识别场景信息，根据用户需要在现实场景的合适位置上表现出相应的虚拟元素；当然还可以进一步提供虚拟与现实的交互效果。AR与VR技术相对比，VR技术是用户完全在虚拟世界中进行感知与交互，侧重于用户的沉浸感；而AR技术则是在真实的场景中通过虚拟世界的场景与规则实现对现实场景的增强效果同时能够进行良好的交互作用。

基于以上研究，我们不能发现如果能够将VR技术与AR技术结合在一起，通过在虚拟环境中引入真实的场景，并且通过人机接口、传感器等技术在用户与场景之间建立起可交互的回路，可以极大地提高用户体验的真实感。

三、VR/AR技术在应用型本科院校通信工程专业教学中的具体应用

VR/AR技术应用在本科院校教学中，主要包括以下几个方面，在此以通信工程专业为例进行具体说明。

（1）设置好虚拟环境且涉及好虚拟安装流程。一般情况下，虚拟机提供的虚拟操作流程基本上能够实现计算机高度一致，严格区分虚拟机提供的安装光驱，确保实际运行的安全性和稳定性[3]。在实践过程中，尤其是在通信工程专业的教学过程中，应该采用初始化的工具来安装会使得工作过程不够顺畅，因此很容易缩短寿命，因此建议安装虚拟光驱设备，利用相应的软件，有利于光驱的使用。在虚拟计算机的安装过程中，要全面考虑计算机的内部硬件，尽可能地接近真实的安装工作流程。但是，目前没有完全克服好上述难题，需要充实人工影响因素，继而不断提高虚拟技术的知识储备，从通信工程专业的实际出发，充分了解通信工程专业中教学的所需要发挥的实际做。

（2）传统的教学方式大都采用板书或多媒体形式进行理论讲授与展示，与学生的互动性相对较差，使得学生对于知识的掌握度不强，很难在头脑中形成一套完整的知识体系。可以通过VR/AR技术的引入，为学生营造一个可供观察并且能够动手操作的实验环境，让学生能够通过动手操作的体验环境，能够对虚拟世界中的场景进行控制。

（3）针对通信专业部分实验中（例如：设计通信线路工程设置，卫星、移动通信基站设备的安装等）存在一定危险性的问題，通过将虚拟现实/增强现实技术引入本科教学中，结合现实场景，在合适的位置表现出虚拟元素，模拟实际通信基站、通信线路工程以及野外等场景，使学生能够身临其境地学习掌握知识及技术，从而提高教学效果。

四、结束语

本文根据相关工作经验，综合分析了传统应用型本科院校教学环节中存在的问题以及VA/AR技术的应用特点，以通信工程专业为出发点，提出了VR/AR技术在应用型本科院校通信工程专业教学中的具体应用方法。但是由于VR/AR技术在国内的发展相对较慢，很难在短时间内实现推广。

参考文献：

[1]张枝实.虚拟现实和增强现实的教育应用及融合现实展望[J].现代教育技术，2017，27（1）：21-27.

[2]王金岗.虚拟现实技术在高职实践教学中的应用研究[J].中国职业技术教育，2011（23）：76-80.

[3]鹿松松，魏梁锋，林顺安等.基于虚拟现实技术重建法为标准的垂体腺瘤体积测量公式的对比研究[J].中华神经医学杂志，2016，15（1）：81-84.

作者简介：

李冰冰（1989.02.21～ ），性别：女，籍贯：吉林省，民族：汉族，学历：研究生，职称：助教，研究方向：实践教学改革，数字信号处理。endprint