| 标题 | VR技术在焊接教学课堂中的应用 |
| 范文 | 摘 要：VR技术又称为临镜技术，是指利用计算机所创建的一种虚拟仿真环境。作为一种前沿技术化手段，VR技术得到了越来越多学校和教师的关注，特别是对于高职院校来说，它在教学中的应用可以有效加深学生对知识的理解程度、提高学生学习兴趣，提升学生实践水平、丰富课堂教学方法，满足当前社会中对技能型人才的需求。本文主要从VR的概念和特点入手，具体分析了焊接专业教学中VR技术的应用意义以及应用策略，希望能够为高职院校提升焊接专业教学质量提供一定的参考。 关键词：焊接教学；VR技术；前沿信息化技术；教学策略 作者简介：潘云，江苏省靖江中等专业学校。（江苏 靖江 214500） 中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2018）11-0105-03 随着我国现代化技术水平的不断提升，对金属工艺水平的要求也不断提高，要求从业人员不仅要拥有丰富的理论知识，更要具有实践生产能力。但是从目前焊接专业教学实际来看，受到教学环境和教学设施的影响，大多数学校和教师仍然采取先理论后教学的模式，影响了学生理论与实践的融合，不利于培养焊接人才。作为一种前沿信息化技术，VR技术在焊接教学课堂中的融入有效改变了教学中的环境限制，为焊接教学提供了新的教学方法，提升了学生课堂学习质量。下面，笔者将从VR技术的概念及意义入手，具体分析它在焊接课堂教学中的应用方法。 一、VR的概念及特点 VR技术又称为临镜技术，是指利用计算机所创建的一种虚拟仿真环境。具体来说，就是利用专业计算机中的输入输出功能传递各种动作信息，让使用者产生一种与现实环境相同的感觉。 目前，VR技术主要包含了交互性、多感知性与构想性三方面的特点：交互性是指使用者在VR技术的应用过程中不仅仅可以观看到逼真的立体影像，还能够通过自身行为的变化影响到VR设备和计算机设备，产生场景的变化，实现设备与使用者之间的相互交互。多感知性是指使用者在使用过程中可以利用数据手套等传感设备实现与计算机之间的信息交互，是一种更为高层次的人机交互境界。构想性是指在VR使用过程中，除了从视觉上感受到真实的环境之外，还可以利用各种传感设备为使用者提供听觉、触觉甚至是味觉等多方面的感官刺激。 可以说，VR技术的使用让我们的生活不再局限于真实的环境，而是可以随时构建一个不可能存在的环境，拓展人们的想象能力。而在高职教学中，这种前沿信息技术手段的应用更是有效地拓展了教学手段和学科视域。 二、VR教学在高职焊接教学中的意义 1.加深学生对知识的理解程度。在过去焊接专业的教学中我们发现，学生的许多知识并不是只依靠教师教学中的传授，而是来自于他们在生活中主动借助他人帮助或是利用其他学习资料获得的。因此，教师在进行教学时，除了要关注课本中的基本知识内容之外，更要去激发学生在学习中的联想能力，让他们将知识点与自己的经验相结合，以此将新旧知识联系在一起，加深对新知识的理解。但是，在传统教学中，由于受到环境的限制，教师很难在教学中利用情境去激发学生的联想，自然也就对学生知识的构建造成了不利影响。而VR技术的应用则可以有效解决这一问题，帮助教师轻松构建出各种所需要的教学情境，激发学生的联想意识，提高他们对知识点的理解能力。 2.提高学生对焊接学习的興趣。传统焊接专业学习中采用教学与实践分离的形式，学生在枯燥乏味的专业知识讲解中很容易对焊接学习失去兴趣，进而是影响到之后的实践课程。而VR技术的多感知性能够让学生在学习焊接的过程中受到多方面感官的刺激，调动学生的积极性，其效果明显优于过去的传统教学。另外，在心理学中有一项研究表明：人类获取知识和信息的方式主要来自于视觉和听觉，通常来说，人们一般能够记住自己看到和听到内容的50%，而对于阅读所获得的内容只能记住10%左右。而VR技术的使用正是将阅读内容变为学生可以听到和看到的内容，这对于对学习普遍缺乏信息的高职学生来说，可以有效提高他们的记忆水平，改变他们在学习中的畏难情绪，提高学习中的自信心，培养对焊接课程的学习兴趣。 3.有利于教师丰富教学手段。改变传统教学模式，丰富教学手段是高职焊接专业改革中的一项重要要求。对于焊接教学来说，概念和理论知识如果单纯靠教师的语言或肢体动作描绘很难让学生理解，而在多媒体技术的使用，虽然相对于传统教学更加生动，但也无法做到根据学生需求随时调整图片角度，从而因为不够真实而影响到教学质量。作为前沿信息化技术手段，VR可以通过动画模拟的方式将抽象的概念和操作过程真实生动地展现在学生面前，让学生能够从各个角度进行观看和了解，甚至是打破实践和空间的限制，通过最真实的方式展现出各种情境，有利于丰富教师在教学中的教学手段，并以此帮助学生掌握焊接技术的概念和原理。 4.有助于开展课堂实践教学。高职教育的主要目标是培养实践型人才，但是从目前焊接专业的教学情况来看，由于教学条件的限制，学校内实践设备有限，学生在校期间很难随时随地进行专业课程的训练，影响了学生的实践能力和实践水平。为了解决这一问题，学生可以通过VR模拟出的真实环境中反复进行实践操作练习，掌握正确的操作方式，提升学习效果和学习质量。 首先，在利用VR进行模拟实验的过程中，可以为学生模拟出来各种不同的实验环境，让他们能够在这些虚拟的环境中反复进行技能训练，了解不同环境对实践过程的影响。其次，对于学校来说，在VR的虚拟环境中，由于实验环境和实验所用的设备都是虚拟的，可以减少大量的设备费用。同时，还能够根据当前行业的实际情况及时更新设备的型号，让教学紧密联系行业现状。再次，虽然虚拟练习不能够完全替代真实的实践操作，但是在虚拟练习过程中，学生可以反复进行训练，加深自己的操作印象，有利于提升自身操作速度与操作质量，保证真实实践活动能够顺利进行。最后，在虚拟练习中，学生可以大胆进行各种实践尝试，不必担心造成设备损坏或是因为操作不当而产生的危险，有利于帮助他们了解实践中可能发生的各种状况，并以此培养他们的创造性思维。 三、焊接教学中VR技术的应用策略 1.焊接教学中VR课程设计 （1）录制理论教学模块。理论学习是学生在焊接专业学习中的基础。教师在利用VR技术进行理论教学时，应先对课程内容进行重新树立和整合，保证每一章节的内容形成独立的模块，并以此制作VR课件，方便学生在进行学习时可以根据自己的需求进行分类选择。同时，教师还可以将自己在课堂中的教学过程录制下来，作为学生学习中的素材备用。 （2）录制实践教学模块。实践是焊接专业教学的重点，教师在进行VR教学的实践课程设计时，应根据教学大纲，根据模块对实践进行分类，将教师的讲解与操作过程录制下来，为学生的学习提供素材。需要注意的是，对于实践教学来说，录制的重点应放在焊接过程中手部的动作以及工件与焊条之间的相对位置，教师应严格按照操作规范来录制或是选择课件。同时，还要让学生在学习过程中可以根据自己的需求来调整课件播放的速度和角度，以此帮助他们更好地掌握焊接的过程和方法。 （3）焊接过程模型的制作。教师在进行VR课件制作时，可以利用Maya软件建立焊接过程中所使用的工具和设备模型，并将其渲染成非常逼真的虚拟工具，以此给予学生最真实的体验。另外，在焊接过程中，教师也可以通过动画制作的方式为学生增添一些必要的焊接效果，帮助学生了解最真实的焊接情境 （4）VR课件的合成与输出。完成理论教学模块、实践教学模块与模型的制作之后，教师便要将这些内容导入到VR的制作软件中，并结合所需要的事件和场所，进行交互式的设计制作。让学生能够在学习过程中利用自己的操作行为对课件进行视角转换、缩放与切换。在实践操作过程中，还要根据学生不同的操作特点和操作方式添加对应的焊接实践效果。在设置完成之后便可以进行VR课件的输出。 2.VR技术在焊接教学中应用的注意问题 （1）注重理论与实践的相互融合。理论与实践结合是提高学生焊接专业能力的关键。在焊接专业教学中，教师应先制定出完善的教学目标和教学计划，并采用模块教学的方式将理论内容与实践内容进行整合。在VR教学中也是如此，教师应该让学生在理论学习中进行模拟实践操作，在模拟实践操作中巩固理论知识学习，以此帮助他们对专业教学内容拥有更加感性的认识，提高学习的积极性以及实践操作能力和水平。 （2）注重VR技术的后期维护。VR技术有着广阔的发展前景，在教学中的应用也属于初始阶段，未来必然不断出现变化。VR技术在教学中投入使用之后，难免会随着时间的推移出现一些问题，这就要求教师在教学中根据学生及教学的实际情况不断发现问题，并及时进行调整和更新，以此达到更好的教学效果。而对于高职院校来说，也必须要注重VR技术的更新，关注VR的集成功能，生成网站，关注VR技术的发展，及时发现、排除潜VR教学中潜在的缺陷，为学生提供更高质量的焊接专业教学。 （3）注重教师团队的专业建设。在焊接专业的教学中，教师占据着课堂教学的主导地位，直接影响着课堂教学质量和教学效果。在课堂教学中融入VR技术更是对教师的教学提出了新的要求。一方面，教师应具备较高的专业知识和实践操作能力，为教学打下良好的基础。另一方面，则要求教师拥有一定的VR操作水平。对于教师来说，拥有一定的VR操作水平和能力是更新技术软件的关键，由于VR教学中，所有的“设备”以及操作过程都是虚拟的，教师只有根据教学中的要求不断更新虚拟环境和内容，才能够让教学内容满足当前行业的发展，达到培养高素质技能型人才的目标。 总之，VR技术作为一种前沿信息化技术，在当前焊接教学中受到了越来越多学校和教师的重视。虽然它不能够完全替代传统的教学模式，但是教师仍然可以采用合适的教学方法将其与传统教学结合，发挥出它虚拟现实的优势，提高课堂教学效果好教学质量，并以此充分调动学生在学习中的积极性，将他们被动的学习状态变为主动探究，以此提高学生学习效果，为社会培养出更多的技术性专业焊接人才。 参考文献： [1] 罗超.职业教育中运用VR技术的SWOT分析[J].电子技术与软件工程，2016， （20）：175-176. [2] 程琼，陈晴.基于VR技术的实训教学系统在智能楼宇专业中的应用研究[J].科技风，2015，（05）：232-232. [3] 李明珠.2016VR元年：虛拟现实在艺术教育中的应用展望[J].艺术教育，2016，（10）：36-39. [4] 张志祯.虚拟现实教育应用：追求身心一体的教育——从北京师范大学“智慧学习与VR教育应用学术周”说起[J].中国远程教育，2016，（06）：5-15. 责任编辑 陈 莉 |
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