李艳芳
(西安铁路职业技术学院,陕西 西安 710014)
近年来随着计算机网络技术、多媒体技术的快速发展,VR 技术已经渗透到各行各业中,特别是在教育教学中发挥了巨大的作用。教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见中》中指出要充分利用现代信息技术开发虚拟实验教学环境,因此VR 技术和职业教育的结合让现代教育方式更具生命力。VR 技术能有效地建立实验和实训教学环境,增强学生的学习兴趣,促进学生对知识和技能的理解,提高学生的实际动手能力。
VR 技术又称灵境技术,该技术最早出现于20 世纪60年代的美国,它综合利用了计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术,模拟人的视觉、听觉、触觉等感官功能,使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中,并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互,创建了一种适人化的多维信息空间。
VR 技术有三大基本特征:沉浸性、交互性和多感知性。沉浸性是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度。交互性是在虚拟环境中,操作者能够对虚拟环境中的对象进行操作,并且操作的结果能够反过来被操作者准确地、真实地感觉到。多感知性是指除一般计算机所具有的视觉感之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知、甚至包括味觉感知、嗅觉感知等。
传统的通信实验室建设,通信设备产品多,价格贵,更新快,需要投入大量的资金,同时在实验教学过程中,通信设备会有一定的损耗甚至损坏。利用VR 技术构建虚拟的实验环境,可以使学生获得与真实实验环境一样的观察和操作,还能减少损耗和资金的投入。
虚拟实验室可以对实践教学中的重点和难点进行反复训练,同时为学生提供一个不受时间和场地限制的环境,学生可根据实际需要安排实验进度和内容,满足个性化的学习需求。
对于一些实验内容,由于设备种类和数量少,实际通信设备的安装与调试同一时间只能一人操作,教学效率低。利用VR 技术开展虚拟实验,可以让多名学生同时参与到实验当中,熟悉设备的操作方法。
在传统的专业学习中,各专业课之间相对比较独立,例如:现代交换技术的学习只涉及交换技术的理论和实训,光传输技术的学习只涉及光传输的理论和实训,移动通信的学习只涉及移动通信的理论和实训,无法使学生建立网络全局思维。通信网络的构建是一个工程类的项目,可以使学生掌握网络构建流程和规范,又可以让学生具备独自处理故障的能力,但由于实训设备、场地等限制,此实训项目无法实施。
为了使学生对设备有所认知,能熟悉实训项目的各个环节,利用VR 技术构建一个以高仿真设备机房为背景的虚拟网络,可以进行全网的拓扑设计、容量规划、设备选型、线路连接、硬件和数据配置、开通调测、故障检修及业务验证等专业技能,还原了真实设备、场景和工作过程,使学生建立网络全局思维,熟悉设备的操作,提高了学生的实践能力,同时还能有效地避免操作安全风险。
VR 技术已在各个领域广泛应用,将其应用到职业教育的实践教学中,可以有效地解决场地和设备等问题,降低设备采购和维修成本,还能将真实的实验环境呈现给学生,极大地增强了学生地学习兴趣,丰富了教学形式和内容。通过这种虚拟的环境,为实践教学提供了全新的教学模式,相信在不久,VR 技术将会成为高职实践教学的主流技术。