浅谈虚拟现实技术在军事职业教育课程中的应用

刘成璞 赵灿 牛腾冉

[摘           要]  结合已建成的基于虚拟现实技术的钻井模拟训练平台及其在教学中的使用情况，总结了虚拟现实技术在线下课程教学运用的特点，分析了虚拟现实技术在军事职业教育课程中应用的优势，并从引进技术搭建平台、精选课程优化内容、体系设计完善配套三个方面提出了虚拟现实技术在军事职业教育课程中的应用途径。

[关    键   词]  虚拟现实技术;军事职业教育;课程应用

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2021）36-0124-02

当前军事职业教育课程多数还是“讲授式”教学，制约了教学效益的发挥。虚拟现实技术在线下课程教学的广泛运用极大地促进了教学效益的提升，将其应用于军事职业教育课程建设中。

一、虚拟现实技术在线下课程教学中运用呈现的特点

虚拟现实技术，又称VR技术。该技术在课程教学中的应用能让教学对象拥有身临其境的感觉，并通过交互作用，帮助学员启发构想，开展自主训练。2020年，我们基于虚拟现实技术建成了“钻井模拟训练平台”，并投入教学使用，打破了传统实装教学模式，极大提升了教学效益，总的来看呈现以下特点。

（一）环境逼真，感知性强

运用虚拟现实技术构建的3D钻机模型，能让学员直观、全方位了解钻机的结构组成、工作原理和战技术性能。尤其是钻机内部结构，通过三维可视化的处理直观呈现，极大减少了学员对装备的认知难点。通过建模构建的战场钻井场景，向学员直观展现了钻机钻井施工的作业场景，通过配属设备模拟出相应的视觉、听觉环境，配合半实物模拟出操作力觉反馈，使学员产生了身临其境的感觉。从而将装备认知课、装备操作课和工程作业课改变成情景展示、场景漫游、沉浸感知的探索活动。

（二）人机交互，趣味性强

“钻井模拟训练平台”设置了既定操作程序和容错返回机制，虚拟场景中的钻机动作和作业流程不是不可逆的单流程动作，而是与真实装备一样，动作可返回、流程可反复，与真实作业逻辑一致。运用虚拟现实技术所创造的三维模型，能根据学员的需求实现实时互动，而通过计算机捕捉程序可了解学员的一举一动，并在三维模型中获得反馈。这样的实时交互，能让学员获得全新的认知体验，并在与虚拟空间的交互中产生新鲜感以及乐趣，从而提高教学的趣味性。

（三）虚拟操作，安全性强

通过配合半实物操作系统或键盘的模拟操作，能够极大避免实装训练中的装备和人员安全事故，具有极强的安全性。钻机装备庞大、操作复杂，实装训练中有多个不可控的安全节点。运用“钻井模拟训练平台”进行虚拟仿真训练，可完全避免因装备性能不佳、学员操作不熟、隐患排查不全等造成的安全事故。虚拟仿真训练极大减少了装备的损耗，确保其性能保持，本身也是对实装的安全保护。

（四）内容可控，节奏性强

课程可通过计算机调控教学的速度、节奏、顺序，展现实装训练难以呈现的训练内容，从而实现“简单内容简单训、复杂内容反复训、重点内容强化训”。在“钻井模拟训练平台”中我们重点构建了“牙轮钻进”“空气潜孔锤钻进”等训练科目，省去钻前准备的内容，可直接开始钻进工艺训练。而针对“成井工艺”“钻井事故预防与处理”等场景抽象、实际训练难的内容，通过构建对应的钻井工况场景，开展针对性的虚拟训练，解决实装训练中部分科目无法训练的问题。

二、虚拟现实技术在军事职业教育课程中应用的优势

军事职业教育是以多种现代技术为媒介的开放式教学模式，具有区别于传统教育的多种优势，逐渐成为部队官兵继续教育和提高官兵素质的重要途径。虚拟现实技术在軍事职业教育课程中的应用能够打破教学形式、方法和模式的限制，具有显著优势。

（一）直观感知能够打破学员的思维限制

军事职业教育课程教学对象是全体军事人员，群体学历层次复杂、部队经历多样，部分人员缺乏空间想象和辩证思维能力，制约了装备操作课程的学习效果。运用虚拟现实技术能够将装备结构、工作原理直观展现，用3D模型替代图片、视频，给学员带来强大的思维刺激。将课程内容中抽象的、不直观的技术原理、结构组成、装备构成、战场环境以及工作状况全方位、多角度直观呈现，给线上学员带来直观感受，促进其对教学内容的认识和理解。

（二）虚拟场景能够打破教学的时空限制

传统教学中，教学空间是教室，教员在台上，学员在台下，直接的眼神交流具有不可取代的教学效果。军事职业教育课程，教学空间是网络教学平台，教员在屏幕里，学员在屏幕外，虽然解决了教学的空间限制，但缺乏具有温情的教学场景，教学活动容易被学员的学习环境所打扰。构建基于虚拟现实技术的线上课程，其教学空间变成了“虚拟场景”，学员沉浸漫游在虚拟场景中，能自主感知教学内容。场景中设计的探索式、闯关式训练，能够解决因地理空间限制而不能实现的“沉浸式交流”。

（三）智能交互能够打破互动的形式限制

当前军事职业教育的线上课程互动形式仅限于课后随堂测试和留言答疑，授课过程中缺乏有效的即时性互动，学员在学课中产生的疑问得不到及时解答、教学关键点得不到及时强化。基于虚拟现实技术构建的智能互动，可将教学中的疑问融入教学场景，学员能够及时通过语音、动作或键盘操作与智能系统进行互动，将课上的疑问及时消化，这种打破单一互动形式的智能互动能取到很好的教学效果。