網(wǎng)絡(luò)教育中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械學(xué)科的運(yùn)用

王新智

摘 要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有真實(shí)性、形象性等特點(diǎn)，近些年開(kāi)始大范圍的在遠(yuǎn)程教育當(dāng)中當(dāng)中得到廣泛的應(yīng)用，本文分析在當(dāng)今的遠(yuǎn)程教育當(dāng)中機(jī)械學(xué)科中利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)過(guò)程中存在的問(wèn)題，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分的展示出來(lái)，使遠(yuǎn)程教學(xué)資源得到有效的豐富，從而使教學(xué)效果得到有效的增強(qiáng)。

關(guān)鍵詞： 網(wǎng)絡(luò)教育；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；機(jī)械學(xué)科

【中圖分類(lèi)號(hào)】 G250.72 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2236-1879（2017）05-0229-02

我國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)不斷高速發(fā)展，遠(yuǎn)程教育的基礎(chǔ)就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，遠(yuǎn)程教育發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在遠(yuǎn)程教育當(dāng)中，最大的目標(biāo)就采取有效的措施，提供更加優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源。機(jī)械學(xué)科具有很強(qiáng)的綜合性和實(shí)踐性，挖掘機(jī)械學(xué)科的課程資源，促進(jìn)遠(yuǎn)程教育更好的發(fā)展。

一、概述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是針對(duì)信息感知和信息環(huán)境才去的仿真模擬技術(shù)，融合媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)等，不會(huì)受到時(shí)空方面的限制。虛擬技術(shù)利用各種編程語(yǔ)言和虛擬現(xiàn)實(shí)建模語(yǔ)言，建立三維的虛擬試驗(yàn)場(chǎng)景，將各種插件和專(zhuān)用設(shè)備進(jìn)行綜合利用，在模擬的環(huán)境當(dāng)中實(shí)時(shí)交互操作者和虛擬環(huán)境，使用者就仿佛在真實(shí)的場(chǎng)景當(dāng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得實(shí)時(shí)性的體驗(yàn)。我國(guó)遠(yuǎn)程教育在近些年不斷發(fā)展，利用傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育無(wú)法滿足當(dāng)今學(xué)員的學(xué)習(xí)要求，因此在遠(yuǎn)程教育當(dāng)中開(kāi)始廣泛的利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

（二）虛擬技術(shù)在遠(yuǎn)程教育的機(jī)械學(xué)科當(dāng)中利用的優(yōu)勢(shì)

1.交互性：機(jī)械學(xué)科很多課程實(shí)踐都無(wú)法達(dá)到遠(yuǎn)程教育的教學(xué)目標(biāo)，主要是因?yàn)槿狈?shí)訓(xùn)的設(shè)備和場(chǎng)地，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以這方面的不足進(jìn)行彌補(bǔ)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對(duì)于試驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行高度的仿真，讓學(xué)生按照具體的步驟和要求完成實(shí)訓(xùn)，獲得實(shí)驗(yàn)真實(shí)的數(shù)據(jù)，向教師進(jìn)行反饋。在這個(gè)過(guò)程中，可以鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力，也可以激發(fā)出他們的創(chuàng)造能力。

（二）提高資源建設(shè)的共享性和開(kāi)放性

遠(yuǎn)程教育具有很強(qiáng)的共享性和開(kāi)放性，結(jié)合虛擬技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以共享優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，使人們對(duì)于社會(huì)資源的各種需求得到滿足。實(shí)訓(xùn)需要很多大型的設(shè)備，這些設(shè)備通常比較昂貴，在教育過(guò)程中，很難滿足所有的設(shè)備，建立虛擬實(shí)驗(yàn)室可以避免上述問(wèn)題，降低教育成本，使學(xué)生獲得良好的鍛煉，提高教育的開(kāi)放性，學(xué)生隨時(shí)都可以實(shí)踐虛擬實(shí)驗(yàn)，使學(xué)習(xí)資源得到充分的利用。

三、虛擬技術(shù)在機(jī)械學(xué)科遠(yuǎn)程教學(xué)當(dāng)中的利用

（一）在機(jī)械學(xué)科遠(yuǎn)程教學(xué)中利用

針對(duì)液壓氣動(dòng)技術(shù)在機(jī)械學(xué)科當(dāng)中屬于一項(xiàng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，教學(xué)目的就是讓學(xué)生掌握液壓和氣動(dòng)技術(shù)。液壓系統(tǒng)的核心就是液壓泵，這也是主要的教學(xué)內(nèi)容。這對(duì)傳統(tǒng)的網(wǎng)上教育資源都是靜態(tài)網(wǎng)頁(yè)，通常就是文本、圖片、PPT等，有的時(shí)候也會(huì)加入一些簡(jiǎn)單的GIF、Flash 等，這些對(duì)于學(xué)生的對(duì)于知識(shí)的理解沒(méi)有起到積極作用，這部分知識(shí)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，需要學(xué)生動(dòng)手操作，否則課程教學(xué)目標(biāo)是很難實(shí)現(xiàn)的，這就需要建立相關(guān)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，針對(duì)組裝和拆卸齒輪泵等建立模擬訓(xùn)練，可以促進(jìn)今后的實(shí)物訓(xùn)練，奠定學(xué)生工程實(shí)踐技能的發(fā)展。

1.呈現(xiàn)液壓齒輪泵三維模型：液壓齒輪泵具有復(fù)雜的機(jī)構(gòu)，其中涉及到非常多的小零件，因此很難理解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中，通常都是利用圖片展示機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，但是其展現(xiàn)的效果是非常有限的，因此可以利用虛擬仿真軟件畫(huà)出具體的三維結(jié)構(gòu)圖，通過(guò)仿真演示，可以將液壓齒輪泵的各個(gè)部件構(gòu)圖展現(xiàn)出來(lái)。

2.液壓齒輪泵拆裝虛擬實(shí)驗(yàn)：液壓齒輪這種裝配體是比較典型的，以工程實(shí)踐需要為基礎(chǔ)，明確各個(gè)組裝齒輪泵的組裝，虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，訓(xùn)練有關(guān)外嚙合齒倫泵的組裝和拆卸，利用鼠標(biāo)將相應(yīng)的零件進(jìn)行點(diǎn)擊，這樣可以完整相關(guān)的試驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格應(yīng)對(duì)虛擬實(shí)驗(yàn)的操作步驟和實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)步驟，需要嚴(yán)格按照具體的順序點(diǎn)擊零件。

在實(shí)踐拆裝齒輪泵的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，可以利用鼠標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)擊實(shí)踐齒輪泵轉(zhuǎn)配實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際虛擬的實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，學(xué)生可以利用鼠標(biāo)點(diǎn)擊，從而可以親手操作頁(yè)面當(dāng)中的元器件，如果在實(shí)際操作的過(guò)程中遇到了困難，或者出現(xiàn)了步驟錯(cuò)誤，可以將下邊表示的步驟直接點(diǎn)擊，可以選擇語(yǔ)音提示，也可以利用動(dòng)畫(huà)演示，在這個(gè)過(guò)程中，可以發(fā)揮出學(xué)習(xí)的交互作用。學(xué)生可以親自參與到結(jié)構(gòu)的裝配額拆卸當(dāng)中，充分發(fā)揮出虛擬實(shí)驗(yàn)的交互性作用，將實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目更好的發(fā)展，從而獲得試壓技能的訓(xùn)練。

（二）在機(jī)械制造的基礎(chǔ)課程當(dāng)中利用虛擬技術(shù)

機(jī)械制造基礎(chǔ)這門(mén)課程涉及到范圍很廣，具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性。機(jī)械制造基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括金屬加工工藝和切削方法等各個(gè)方面的內(nèi)容，不僅具有比較強(qiáng)的理論性，與此同時(shí)，還緊密的連接著實(shí)踐加工，以傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教學(xué)方法為基礎(chǔ)，在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中了融入書(shū)本當(dāng)中的文字、圖片，一些知識(shí)比較晦澀難懂，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中會(huì)感覺(jué)內(nèi)容比較抽象、枯燥，很難進(jìn)行領(lǐng)域。因此可以利用虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效的模擬演示，可以使知識(shí)顯得形象、直觀，幫助學(xué)生深入理解。

例如學(xué)習(xí)工件的定位原理的過(guò)程中，因?yàn)閷W(xué)生缺乏實(shí)踐性，那么不夠了解工件定位，書(shū)本上知識(shí)采取了文字?jǐn)⑹?，學(xué)生很難接受這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，教學(xué)規(guī)程無(wú)法更好的進(jìn)行下去。這就需要調(diào)整這個(gè)部分的教學(xué)內(nèi)容，利用虛擬模擬方式解釋說(shuō)明工件定位的原理。利用虛擬演示教學(xué)方法，幫助學(xué)生深入的理解定位原理，并且掌握具體的定位方法，將欠定位和過(guò)定位的問(wèn)題進(jìn)行正確的分析，這樣學(xué)生就可以更容易的接受新知識(shí)，幫助教師盡快的完成教學(xué)目的。

結(jié)束語(yǔ)：

高科技不斷高速的發(fā)展，在遠(yuǎn)程教育當(dāng)中開(kāi)始廣泛應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，這種新型媒體形式使當(dāng)今遠(yuǎn)程教育的課程資源建設(shè)得到豐富，使機(jī)械學(xué)科可以結(jié)合實(shí)踐課程更好的發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和創(chuàng)造想象能力。

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