基于VR技术在机械制图教学中的应用研究

叶志敏

[摘 要]随着电子科技的飞速发展，VR技术已广泛应用于现代社会的多个领域，在教育教学中也占有重要的一席之地。VR技术如何应用于实操性很强的机械制图教学中，也成为广大的机械教育工作者不断学习和探究的课题。

[关键词]VR技术;应用;机械制图教学

社会在进步，教育在发展。如何借助更多更有效的媒介和教学设备，把书本中枯燥的理论知识更好地应用于实践生活，成为工科院校教师亟待解决的重要教学难题。而VR技术是解决这一难题的重要途径和方法。本文将从以下几方面试论VR技术在实操性很强的机械制图这门学科教学中的应用。

一、VR虚拟现实的概念

VR，Virtual（虚拟）Reality（现实）。VR技术，是指通过计算机及最新传感器实现人机交互，让使用者在虚拟世界中体验里面的各种被表述的对象，通过身体的感知，达到身临其境的作用。在体验的过程中，体验者通过VR技术可以操控虚拟的世界和对象，通过身体各器官的感知，发挥丰富的想象空间，具有很高的真实度。现代科技日新月异，VR技术的运用更为人们的生活带来了很大的便利，虚拟与现实的结合也成了真切的体验。

VR系统由硬件部分和软件部分组成。硬件一般包括计算机设备及前端输入、终端输出设备，软件一般包括数据库和一些应用软件等。VR系统的中枢是计算机，虚拟仿真环境以及画面形成都要依靠计算机这个载体来实现;像一些数据传感器、交互眼镜或头盔是交互用的输入输出设备;虚拟仿真世界信息都存放于数据库中;虚拟仿真世界和立体动画等都是由应用软件生成的。VR技术已广泛应用于生活的各个领域，比如在电影院中3D电影的观看就是一个VR技术理论的应用，3D眼镜在此VR系统中起的作用就是输入输出设备的作用。

二、机械领域中的VR设计元素

1.描述性元素，以大家熟知的3D立体电影为例，以教学设备代替影片的背景，这样学生会处于一个仿真的虚拟环境中，通过亲身感知如身临其境一般，生动的画面感也使学生更加易于接受抽象的理论知识;2.可用性元素，用户界面是VR系统的重要组成部分，在人机交互中起着先入为主的导入作用，好的用户界面不但能彰显个性，而且便于使用者灵活便捷操作，实用性很强;3.信息呈现元素，是最终展现给大家的结果，开发者把自己的思路和成果一一展现给大家，要想充分理解开发者的意图，要靠使用者对知识的充分掌握和运用。在实践中不易考量的知识，可以通过VR技术来实现，比如实操培训、教学仿真等，可以通过虚拟模拟，给学生呈现一个高水平的教学仿真环境，达到虚拟与现实的完美融合。

三、VR技術在机械制图中的教学实践

日新月异的社会对机械型人才的实践性和动手能力的要求越来越高，但是时时满足教学中实验课和实操课的进行也并非易事，VR技术很好地弥补了教学中的这一难题。机械制图是机械领域教学中的主要学科，也是最基础的学科，机械制图这门课程对学生的空间想象能力有很高的要求，因为机械制图是用平面视图来描述立体的机械零部件和机械装配，良好的空间想象能力是学好机械制图的关键。在如今的高校或中专实际教学中，三维模型已成为重要的教学工具，随着机械类学生的大幅度增长，学校的教学资源已远远不能满足实际的教学需求。VR技术可以有效补充三维模型库的建立，给教师教学和学生学习带来了很大的便捷，也节省了教学场地。VR模型库和传统模型库不同，可以随时通过网络学习观摩，学生在机房、教室、宿舍可以通过学校的局域网观察学习，大大节省了教学资源。

四、VR技术在机械制图中的发展前景

运用于机械制图教学中：1.会拓展学生的知识面。教师在教学中可以不断增进VR设计元素，除了学习机械制图的各种知识点、难点，还可以延伸机械类其他方面的知识，学生能学到的知识也会更加丰富;2.加深学生理论知识的学习。机械制图是传统学科，时代的发展需要学生不能只限于学习表象的知识，VR技术可以推进学生学习的步伐和更深层次地学习理论知识，VR技术教学也会跟随教学的步伐不断改进，由简入繁;3.教学形式变得更加生动。VR技术运用到机械制图教学课堂中，教师带领学生一起进入VR环境，带着兴趣的学生会大大提高学习效率和学习兴趣。在机械制图教学中运用VR的形式会更加多样化，设计元素不断丰富，交互工具的使用也会越来越多样化，对VR教学更会有多元化的要求。

总之，在教学中不断推广并创新VR技术不是一朝一夕的事情，需要教师、学校、技术性单位多方面的配合和努力，才能顺利进行。VR技术在教学中的应用也会成为一种越来越广泛的趋势，逐渐成为一种不可或缺的高效教学手段。

参考文献：

[1]戚鹏展.浅析虚拟现实技术在机械类网络教学中的应用[J].新校园（上旬），2017（2）：99.

[2]邸馗，于天彪，陈培媛，等.虚拟现实技术在机械工程实验教学中的应用[J].实验技术与管理，2014，31（10）：10-12.

[作者单位]

三门技师学院

（编辑：栗国花）