VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職院校建設(shè)中的應(yīng)用

何武超 李文廣

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展及社會信息化步伐的加快，高職教育在我國的高等教育領(lǐng)域得到了前所未有的重視。培養(yǎng)高精尖技術(shù)應(yīng)用型人才，大力提升制造業(yè)及服務(wù)業(yè)的水平，是我國當(dāng)前經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重中之重。這一系列的調(diào)整，使傳統(tǒng)的教學(xué)模式受到了很大的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)教學(xué)模式已經(jīng)無法滿足教學(xué)及學(xué)習(xí)的需求。虛擬技術(shù)的應(yīng)用，無疑將成為教育發(fā)展的強勁推動力。

1.VR的概念和特征

VR（ Virtusl Reality）虛擬現(xiàn)實技術(shù)，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它利用計算機生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態(tài)視景和實體行為的系統(tǒng)方針使用戶沉浸到該環(huán)境中1。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。除計算機圖形技術(shù)所生成的視覺感知外，甚至還包括嗅覺、味覺、力覺、運動等感知，也稱為多感知。目前虛擬技術(shù)所涉及到的領(lǐng)域包括軍事、教育、醫(yī)學(xué)、心理學(xué)、商業(yè)、影視等，是21世紀(jì)的重要發(fā)展學(xué)科。

VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有以下幾個顯著特征2：

（1）交互性：指用戶對虛擬環(huán)境中對象的可操作程度和從虛擬環(huán)境中得到反饋的自然程度（包括實時性）。主要借助于各種專用設(shè)備產(chǎn)生，從而使用戶以自然方式如手勢、體勢、語言等技能，如同在真實世界中一樣操作虛擬環(huán)境中的對象。

（2）沉浸感：又稱臨場感，是指用戶感到作為主角存在于虛擬環(huán)境中的真實程度，是VR技術(shù)最主要的特征。

（3）想象力：指用戶在虛擬世界中根據(jù)所獲取的多種信息和自身在系統(tǒng)中的行為，通過邏輯判斷、推理和聯(lián)想等思維過程，隨著系統(tǒng)的運行狀態(tài)變化而對其未來進(jìn)展進(jìn)行想象的能力。對適當(dāng)?shù)膽?yīng)用對象加上虛擬現(xiàn)實的創(chuàng)意和想象力，可以大幅度提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強度、提高產(chǎn)品開發(fā)質(zhì)量。

2.VR現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用

（1）虛擬實訓(xùn)基地

虛擬軟件和仿真實訓(xùn)設(shè)備應(yīng)用，重在提高實訓(xùn)教學(xué)的效果，學(xué)校借助虛擬仿真技術(shù)，帶學(xué)生練習(xí)到一定程度后改用生產(chǎn)設(shè)備，或者生產(chǎn)設(shè)備訓(xùn)練與仿真訓(xùn)練交替進(jìn)行，最大限度擴展學(xué)生實訓(xùn)時間，熟能生巧；同時借助仿真軟件，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，滿足教學(xué)中的個性化需求，實現(xiàn)實訓(xùn)與企業(yè)實際生產(chǎn)的對接。利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立虛擬訓(xùn)練、培訓(xùn)基地，其“資源”與“部件”也是虛擬的，可以根據(jù)需要隨時生產(chǎn)各種新設(shè)備，教學(xué)內(nèi)容不斷更新，實時地訓(xùn)練能夠順應(yīng)VR技術(shù)的發(fā)展?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)的實訓(xùn)環(huán)境中，學(xué)生們可以扮演不同的角色，有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。例如外科手術(shù)技能訓(xùn)練、汽修專業(yè)發(fā)動機維修訓(xùn)練、菌類培植技術(shù)訓(xùn)練、智能機器人控制技能訓(xùn)練、機械模具設(shè)計制作訓(xùn)練等。由于虛擬的訓(xùn)練系統(tǒng)，學(xué)生們不僅可以避免危險操作，而且能夠反復(fù)訓(xùn)練，大大提高了在校期間的實踐技能。

（2）虛擬設(shè)計場景

對于設(shè)計專業(yè)的學(xué)生來講，虛擬設(shè)計場景是非常必要的。如服裝設(shè)計專業(yè)，同學(xué)們可以在虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計教學(xué)場景中非常便捷的立體裁剪、布料材質(zhì)的選擇與修改、顏色搭配調(diào)整、衣服尺寸修訂、流行元素設(shè)計等。如室內(nèi)外設(shè)計專業(yè)，同學(xué)們可以在虛擬現(xiàn)實技術(shù)設(shè)計教學(xué)場景中對室外建筑造型、外墻材質(zhì)及顏色、戶外廣告設(shè)計、室內(nèi)裝飾裝潢設(shè)計等各個方面進(jìn)行不同參數(shù)、不同維度的調(diào)整與效果對比教學(xué)。

（3）虛擬仿真校園

虛擬仿真校園是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職院校的另一個應(yīng)用方面。虛擬仿真校園將校園的地理空間信息和真實場景相結(jié)合，構(gòu)建一個逼真的虛擬校園。虛擬校園系統(tǒng)為在校師生和社會群眾提供了直觀、交互性的虛擬環(huán)境，增進(jìn)了師生之間、學(xué)校和社會之間的練習(xí)，同時可以更好地展示校園文化。虛擬仿真校園有三個應(yīng)用層面：簡單的虛擬校園環(huán)境供游客瀏覽；基于教學(xué)、教務(wù)、校園生活，功能相對完整的三維可視化虛擬校園：以學(xué)院為中心，加入一系列人性化的功能，以虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為遠(yuǎn)程教學(xué)基礎(chǔ)平臺3。

（4）虛擬數(shù)字圖書館

傳統(tǒng)的數(shù)字圖書館存在資源形式單一、整合度低等缺點，通過VR技術(shù)的應(yīng)用，能明顯改善這些不足。

A.從二維到三維，改善資源類型平面化的缺點。例如：對于珍貴的歷史文獻(xiàn)，可以借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)“制造”出三維的虛擬現(xiàn)實文件，這樣，普通學(xué)者也可以輕松借閱學(xué)習(xí)。

B.將VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于圖書館參考咨詢方面，可提供一個虛擬的“面對面”環(huán)境，實現(xiàn)提問者與參考咨詢?nèi)藛T的互動交流。

C.利用VR技術(shù)設(shè)計制作出虛擬圖書館系統(tǒng)，將圖書館各樓層及各項功能生動地展現(xiàn)在每一位使用者面前。無需繁瑣的文字介紹，無需復(fù)雜的流暢操作，使觀者“身臨其境”，零距離觀摩4。

3.VR技術(shù)在離職教育中的意義

基于VR技術(shù)的高職建設(shè)模式的應(yīng)用，優(yōu)化了學(xué)習(xí)環(huán)境，打破了時間、空間的限制，學(xué)?？梢赃M(jìn)入物體的內(nèi)部進(jìn)行觀察，而且可以將幾十年甚至上百年才能觀察到的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在短時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生觀察。虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，而且大大提升了同學(xué)們的思維創(chuàng)新能力。在逼真的VR環(huán)境下，學(xué)習(xí)者的各個感官都在和虛擬的外部世界發(fā)生著作用，學(xué)習(xí)者完全沉浸在虛擬現(xiàn)實創(chuàng)造的學(xué)習(xí)環(huán)境中。

不僅如此，基于VR技術(shù)的高職建設(shè)模式的應(yīng)用，提升了高職院校的社會服務(wù)水平，實現(xiàn)院校與社會的親密對接，實現(xiàn)校同服務(wù)質(zhì)量的全面提升。

參考文獻(xiàn)：

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【2】費琳琳.單宏偉.虛擬現(xiàn)實技術(shù)及應(yīng)用【J】.科技咨詢，2008（36）：32 -33.

【3】楊秀云.談VR技術(shù)及其在高等教育領(lǐng)域的應(yīng)用【J】.長春師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，33（2） -148.

【4】李袁.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在數(shù)字圖書館中的應(yīng)用【J】.科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2009，19（36）-4.