简议虚拟仿真技术在陶瓷梭式窑烧成理论课堂教学中的应用

李羿达

【摘 要】本文通过对虚拟仿真技术及其在教育领域的阐述，在分析陶瓷梭式窑烧成理论传统教学及不足的基础上，讨论了虚拟仿真技术在陶瓷梭式窑烧成理论课堂教学中的应用方法。

【关键词】虚拟仿真；教学方法；梭式窑

中图分类号：G64.41 文献标志码：A 文章编号：11007-0125（2018）14-0196-01

一、虚拟仿真技术概述

虚拟仿真技术是一种计算机应用技术，通过对虚拟环境的构建来实现使用者与虚拟环境中的目标进行交互，来达到沉浸体验的效果。根据用户体验程度的不同分为沉浸式、分布式、增强式和桌面式虚拟仿真四类。在这其中要以桌面式虚拟仿真应用起来最为便捷，它主要以计算机和投影仪等常见的设备进行操控和展现。即对硬件设备要求不高而且实现的成本又较低，适合在一对多的教学中应用。

二、虚拟仿真技术在教育中的应用

虚拟仿真技术在教育领域应用中，突破了固有的教学内容和教学场景。相对于影相资料来说，在高逼真的三维虚拟仿真教学情境中，对操作繁琐的大型精密设备的认知以及日常学习生活中难以触及的知识和概念的体验则会更容易被学生理解和接受。从这个角度来说不仅提高了教师对知识的传授效率，也提高了学生对知识的接收效率。虚拟仿真教学一改以往传统的单向教育模式，以体验和认知为基础将学生带入仿真的虚拟情境中，通过切身体会、思考和探究，来激发兴趣，提高学习的主动性。

三、陶瓷梭式窑烧成理论传统教学及不足

梭式窑是气窑的一种，由于生产便捷、大小多变，既能应对日用瓷等流水线的生产要求，又能达到艺术瓷的特殊烧成效果，且可以灵活地安排生产时间，目前被许多工厂和作坊所采用。由于操作细致、步骤繁多、烧成周期较长且要人为操作，所以在陶瓷梭式窑烧成中有很多不可控的因素。因此陶瓷梭式窑烧成课堂教学一般分为理论教学和实践教学两部分。理论课堂教学中主要针对梭式窑所处的环境结构、烧成制度、操作方法、烧成原理、注意事项等内容加以阐述和说明，就烧成原理而言，不同气氛下窑内的空气流动状态是学生较难理解的内容。传统教学中大多采用的是单向教学模式。而在陶瓷烧成过程中，除观火孔和烟囱外梭式窑整体呈密封状态，更需要人为控制8-12小时以保证烧成制度顺利完成，可谓充满了变数。在实践教学中诸如更换液化气、调整压力阀、点火、合理调控火焰颜色等细微又不可缺失的操作都具有一定程度的危险性，在这期间既要熟练掌握操作步骤又要合理应对突发状况，同时还要兼顾烧成温度。稍有不慎，轻则陶瓷烧成效果不理想，重则生命和财产安全将受到威胁。这些都是在陶瓷梭式窑烧成理论教学中需要学生熟知并且加以重视的难点内容。正是因为这种烧成工艺的特殊性导致在实际理论教学中，很难给学生提供针对性的影像资料用以加深对陶瓷梭式窑烧成原理的理解以及对陶瓷梭式窑严谨操作的重视。

四、虚拟仿真技术在陶瓷梭式窑烧成理论课堂教学中的应用方法

（一）构建陶瓷梭式窑烧成仿真教学系统。在陶瓷梭式窑烧成仿真教学系统构建中主要使用的工具有编程平台Visual Studio，建模工具Autodesk 3d Max ，交互实现Open GL技术。通过Autodesk 3d Max软件构建出梭式窑全部结构及其烧成环境，运用Open GL技术来实现交互效果并通过Visual Studio平台使用 C++语言来编写Open GL（3D 图形和模型库）来实现最后的仿真教学系统。在陶瓷梭式窑烧成仿真教学系统中，主要是运用对鼠标的控制来完成3D模型的交互功能，包含了鼠标的左键右键和滚动键。在梭式窑烧成理论教学过程中，需要全方位体现梭式窑中的多个结构，因此3D模型的放大、缩小；水平、垂直位移；全角度旋转等操作通过鼠标实现最为便捷。

（二）运用陶瓷梭式窑烧成仿真教学系统进行梭式窑烧成理论教学。在陶瓷梭式窑烧成理论教学中，将虚拟仿真技术引入并应用到陶瓷梭式窑烧成理论教学系统中，在虚拟仿真环境下，教师引导学生加强陶瓷梭式窑烧成过程中对设备的熟知、理论的理解，目的是培养学生们的操作手法和危险意识以及梭式窑烧成原理的理解。由于学生在虚拟仿真情境中，受限程度较为宽松，错误操作导致的后果特效强烈，对复杂原理的理解容易加深。从烧成工艺角度上来看，是从根本上培养学生的操作意识和理解能力，最终提升学生的综合素质，促进学生对陶瓷梭式窑烧成工艺的合理把握，对陶瓷梭式窑烧成工艺经验的合理运用，以及对陶瓷梭式窑烧成工艺严谨性思维的熟练驾驭等。

五、结语

综上，在目前的陶瓷梭式窑烧成理论教学中，依旧存在许多需要完善的地方，而虚拟仿真技术的出现对这种大型且具危险性的设备操作以及复杂烧成工艺原理的理解会达到很好的教学效果，在合理运用虚拟仿真技术下，通过构建虚拟仿真教学系统，能从根本上提升学生的陶瓷梭式窑烧成工艺的操作技能以及对原理的理解，促进陶瓷梭式窑烧成理论教学的不断发展。

参考文献：

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