虚拟技术在电气自动化技术专业教学中的应用

鲁珊珊 内蒙古机电职业技术学院

时代在快速发展的同时技术也与日俱进，传统的教学模式很难满足现在学生的教学需求。虚拟技术是21世纪迅速崛起的一门新型高科技应用技术，该技术利用计算机的三维图融入听觉感知，触觉感知，视觉感知等通过体感传输设施让体验着身临其境的体验虚拟世界情景。通过虚拟技术对电气自动化技术专业教学不但能够有效的提高教学效果，激发学生的创造力，还可以使学生获得更多的实践机会和经验。

1 虚拟技术引入电气自动化技术专业教学的意义

1.1 增强教学的身临其境感

虚拟技术则可以通过虚拟的实训场景，便于学习者漫游在虚拟的实训场景中，因为虚拟技术具有多感性，交互性，沉浸性和构想型特点使学习者在虚拟实训场景中获得视觉，触觉，感觉等感知有身临其境的感受。

1.2 有利于学生尽快适应工作岗位

虚拟技术的引入有助于让学生提早适应岗位职责，学习掌握电气自动化技术专业的技巧以及面临紧急危机时应该做出的正确应对。学生可以在充实理论学习的同时，通过虚拟实训场景进行管理，实现理论与实践有机的结合，使学生真正进入工作场景能够很快的适应工作。

1.3 减少实习资源的浪费

学生通过虚拟实训场景进行实践，可以自由对实习场景进行日常的管理，并且实践自由，任何时间、任何地点都可以切身的去体验。通过虚拟的场景去掌握自己知识的不足，逐渐积累工作经验。这样就可以避免实习中的资源浪费，更好的解决实践问题。

2 虚拟技术在电气自动化技术专业教学中的应用

2.1 运用桌面虚拟技术开发教学课件

教师共同探讨利用三维空间以及交互技术研发出一种适合教学的虚拟实训场景软件。软件中通过三维虚拟空间还原现实实训场景布局，创建各种类型的实训场景，模拟真实的实训场景环境，形成活泼生动的真实实训场景。学生可以通过所学的理论加入到虚拟实训场景管理，通过鼠标、键盘学生们可以任意浏览实训场景各个角落，随意操作PLC实训，并可以通过管理虚拟的PLC自动控制增强自己的实践能力。老师通过学生们的操作可以看到学生的不足，进行有效的指导，学生们通过这种虚拟模式更加有兴趣的投入到学习中。

2.2 将分布式虚拟技术运用到远程教学

以往很多学生通过网络视频或者书本的文字来学习实训场景管理知识，缺乏互动，老师也很难掌握学生具体的学习情况。虚拟技术在电气自动化技术专业教学的应用打破了时间和空间的限制，利用分布式虚拟技术，只要同时连接了网络，各地区、各国家的实训场景管理者或学习者就可以聚集在一个虚拟课堂，学生跟老师就像坐在同一个教室，老师可以看到学生的真实动态，学生们也可以就自己遇到的问题互相讨论。这种虚拟远程教学可以很好的应用到校企合作的企业中，增强行业与学生之间的互动，通过这种交流模式，学习者会有更深入的理论掌握以及对实训场景的了解。

2.3 将分布式虚拟技术运用到体验式教学

利用沉浸式虚拟技术，让学生佩戴智能头盔显示器，观看虚拟实训场景，把用户的视觉、听觉封闭起来，产生虚拟视觉。利用数据手套把学生的手感通道封闭起来，产生虚拟触动感。系统采用语音识别器让参与学生对系统主机下达操作命令，与此同时，头、手、眼均有相应的头部跟踪器、手部跟踪器、眼睛视向跟踪器的追踪，使系统达到尽可能的实时性，沉浸体验虚拟的实训场景环境，有亲临其境之感。

2.4 其他场景应用

实训场景虚拟情景教学系统还可以为学生提供其他场景应用，例如当PLC发生故障、复杂的实训设计等场景，让学生掌握现实实践中较少遇到场景的处理方法，提高应急应变能力。

2.5 学习效果的测试与评价

笔者在本次实训教学实施之前，在虚拟教学系统中的测试模块提前设计了课后考核参数。考核内容包括操作及标准规范的正确率以及完成本次实训情景测试所需的时间，结合以上内容对学生进行评分。对于测试成绩较好的同学，可以将该同学的测试过程录制成视频上传到系统中，让学生进行学习和交流。

基于虚拟技术的电气自动化技术专业教学理念是一种新型的教学模式，能够降低电气自动化技术专业教学的难度，增加教学的便利性和多样性，同时让学习者们得到多样化的实践机会。引导学生通过不同模式接受各种锻炼，扎实自己的知识，熟练的应用于实际实训场景管理中。在电气自动化技术专业教学中，合理运用虚拟技术可以为学生构建各种实训场景，学生在模拟中可以不断的丰富自己的所学知识，提升自己的操作能力。未来虚拟技术会更加的被重视并且会更加成熟的运用到电气自动化技术专业教学中去。

[1]姚永聪.虚拟技术在高校实践教学中的应用探究[J].职教通讯,2016(15)

[2]刘敏.虚拟技术在教学改革中的应用探索[J].信息技术教学与研究,2016(19)