淺談虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事職業(yè)教育課程中的應(yīng)用

劉成璞 趙燦 牛騰冉

[摘? ? ? ? ? ?要]? 結(jié)合已建成的基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的鉆井模擬訓(xùn)練平臺及其在教學中的使用情況，總結(jié)了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在線下課程教學運用的特點，分析了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事職業(yè)教育課程中應(yīng)用的優(yōu)勢，并從引進技術(shù)搭建平臺、精選課程優(yōu)化內(nèi)容、體系設(shè)計完善配套三個方面提出了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事職業(yè)教育課程中的應(yīng)用途徑。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 虛擬現(xiàn)實技術(shù);軍事職業(yè)教育;課程應(yīng)用

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）36-0124-02

當前軍事職業(yè)教育課程多數(shù)還是“講授式”教學，制約了教學效益的發(fā)揮。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在線下課程教學的廣泛運用極大地促進了教學效益的提升，將其應(yīng)用于軍事職業(yè)教育課程建設(shè)中。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在線下課程教學中運用呈現(xiàn)的特點

虛擬現(xiàn)實技術(shù)，又稱VR技術(shù)。該技術(shù)在課程教學中的應(yīng)用能讓教學對象擁有身臨其境的感覺，并通過交互作用，幫助學員啟發(fā)構(gòu)想，開展自主訓(xùn)練。2020年，我們基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)建成了“鉆井模擬訓(xùn)練平臺”，并投入教學使用，打破了傳統(tǒng)實裝教學模式，極大提升了教學效益，總的來看呈現(xiàn)以下特點。

（一）環(huán)境逼真，感知性強

運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的3D鉆機模型，能讓學員直觀、全方位了解鉆機的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和戰(zhàn)技術(shù)性能。尤其是鉆機內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過三維可視化的處理直觀呈現(xiàn)，極大減少了學員對裝備的認知難點。通過建模構(gòu)建的戰(zhàn)場鉆井場景，向?qū)W員直觀展現(xiàn)了鉆機鉆井施工的作業(yè)場景，通過配屬設(shè)備模擬出相應(yīng)的視覺、聽覺環(huán)境，配合半實物模擬出操作力覺反饋，使學員產(chǎn)生了身臨其境的感覺。從而將裝備認知課、裝備操作課和工程作業(yè)課改變成情景展示、場景漫游、沉浸感知的探索活動。

（二）人機交互，趣味性強

“鉆井模擬訓(xùn)練平臺”設(shè)置了既定操作程序和容錯返回機制，虛擬場景中的鉆機動作和作業(yè)流程不是不可逆的單流程動作，而是與真實裝備一樣，動作可返回、流程可反復(fù)，與真實作業(yè)邏輯一致。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)所創(chuàng)造的三維模型，能根據(jù)學員的需求實現(xiàn)實時互動，而通過計算機捕捉程序可了解學員的一舉一動，并在三維模型中獲得反饋。這樣的實時交互，能讓學員獲得全新的認知體驗，并在與虛擬空間的交互中產(chǎn)生新鮮感以及樂趣，從而提高教學的趣味性。

（三）虛擬操作，安全性強

通過配合半實物操作系統(tǒng)或鍵盤的模擬操作，能夠極大避免實裝訓(xùn)練中的裝備和人員安全事故，具有極強的安全性。鉆機裝備龐大、操作復(fù)雜，實裝訓(xùn)練中有多個不可控的安全節(jié)點。運用“鉆井模擬訓(xùn)練平臺”進行虛擬仿真訓(xùn)練，可完全避免因裝備性能不佳、學員操作不熟、隱患排查不全等造成的安全事故。虛擬仿真訓(xùn)練極大減少了裝備的損耗，確保其性能保持，本身也是對實裝的安全保護。

（四）內(nèi)容可控，節(jié)奏性強

課程可通過計算機調(diào)控教學的速度、節(jié)奏、順序，展現(xiàn)實裝訓(xùn)練難以呈現(xiàn)的訓(xùn)練內(nèi)容，從而實現(xiàn)“簡單內(nèi)容簡單訓(xùn)、復(fù)雜內(nèi)容反復(fù)訓(xùn)、重點內(nèi)容強化訓(xùn)”。在“鉆井模擬訓(xùn)練平臺”中我們重點構(gòu)建了“牙輪鉆進”“空氣潛孔錘鉆進”等訓(xùn)練科目，省去鉆前準備的內(nèi)容，可直接開始鉆進工藝訓(xùn)練。而針對“成井工藝”“鉆井事故預(yù)防與處理”等場景抽象、實際訓(xùn)練難的內(nèi)容，通過構(gòu)建對應(yīng)的鉆井工況場景，開展針對性的虛擬訓(xùn)練，解決實裝訓(xùn)練中部分科目無法訓(xùn)練的問題。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事職業(yè)教育課程中應(yīng)用的優(yōu)勢

軍事職業(yè)教育是以多種現(xiàn)代技術(shù)為媒介的開放式教學模式，具有區(qū)別于傳統(tǒng)教育的多種優(yōu)勢，逐漸成為部隊官兵繼續(xù)教育和提高官兵素質(zhì)的重要途徑。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在軍事職業(yè)教育課程中的應(yīng)用能夠打破教學形式、方法和模式的限制，具有顯著優(yōu)勢。

（一）直觀感知能夠打破學員的思維限制

軍事職業(yè)教育課程教學對象是全體軍事人員，群體學歷層次復(fù)雜、部隊經(jīng)歷多樣，部分人員缺乏空間想象和辯證思維能力，制約了裝備操作課程的學習效果。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)⒀b備結(jié)構(gòu)、工作原理直觀展現(xiàn)，用3D模型替代圖片、視頻，給學員帶來強大的思維刺激。將課程內(nèi)容中抽象的、不直觀的技術(shù)原理、結(jié)構(gòu)組成、裝備構(gòu)成、戰(zhàn)場環(huán)境以及工作狀況全方位、多角度直觀呈現(xiàn)，給線上學員帶來直觀感受，促進其對教學內(nèi)容的認識和理解。

（二）虛擬場景能夠打破教學的時空限制

傳統(tǒng)教學中，教學空間是教室，教員在臺上，學員在臺下，直接的眼神交流具有不可取代的教學效果。軍事職業(yè)教育課程，教學空間是網(wǎng)絡(luò)教學平臺，教員在屏幕里，學員在屏幕外，雖然解決了教學的空間限制，但缺乏具有溫情的教學場景，教學活動容易被學員的學習環(huán)境所打擾。構(gòu)建基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的線上課程，其教學空間變成了“虛擬場景”，學員沉浸漫游在虛擬場景中，能自主感知教學內(nèi)容。場景中設(shè)計的探索式、闖關(guān)式訓(xùn)練，能夠解決因地理空間限制而不能實現(xiàn)的“沉浸式交流”。

（三）智能交互能夠打破互動的形式限制

當前軍事職業(yè)教育的線上課程互動形式僅限于課后隨堂測試和留言答疑，授課過程中缺乏有效的即時性互動，學員在學課中產(chǎn)生的疑問得不到及時解答、教學關(guān)鍵點得不到及時強化?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的智能互動，可將教學中的疑問融入教學場景，學員能夠及時通過語音、動作或鍵盤操作與智能系統(tǒng)進行互動，將課上的疑問及時消化，這種打破單一互動形式的智能互動能取到很好的教學效果。