| 标题 | 浅析虚拟现实与发动机专业教学 |
| 范文 | 刘继方+唐涛+姜晓震 虚拟现实已广泛应用于航空航天、医学实习、工程设计、军事模拟、教育培訓等许多领域，作为新的教学媒体，虚拟现实无疑将对教学产生深远的影响。 1 虚拟现实的类型 虚拟现实是人们对计算机及其非常复杂的数据进行可视化及交互操作的一种方法，与传统的人机界面以及流行的视窗操作相比，虚拟现实系统的基本特征是沉浸、交互和构想。虚拟现实按其功能不同，可分成三种类型： （1）桌面虚拟现实。利用个人计算机和低级工作站进行仿真，将计算机的屏幕作为用户观察虚拟现实世界的一个窗口。通过鼠标、追踪球、键盘等输入设备实现与虚拟现实世界的交互，通过计算机屏幕观察 360°范围内的虚拟境界，并操纵其中的物体，但参与者缺少完全的沉浸，仍然会受到周围现实环境的干扰。特点是结构简单、价格低廉，易于普及推广。缺点是缺乏真实的现实体验。 （2）沉浸型虚拟现实。使用者必须戴头盔显示器、数据手套等多种传感跟踪装置， 才能与虚拟世界进行交互。优点是用户可排除外界干扰，全身心地投入到虚拟现实中去，获得视觉、听觉、力觉、触觉、动觉等多方面的综合感知。缺点是设备价格昂贵，难以普及推广。 （3）分布式虚拟现实。利用远程网络，将不同用户联结起来，共享一个虚拟空间，多个用户通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作，达到协同工作的目的。 2 虚拟现实教学的优点 虚拟现实能形象生动地表现发动机专业教学内容，有效地营造发动机教学环境，提高学员掌握知识、技能的效率，达到优化教学过程、提高教学质量的目的，在教学中主要有以下优点。 1. 虚拟情境化的学习环境 虚拟现实可以创设与工作岗位设备一致的学习环境，使学员能够在沉侵式的操作岗位中进行学习。例如在动力装置教学中，可以通过计算机虚拟不同岗位设备的情境，达到让学员结合岗位设备学习的目的。总之，虚拟现实能够为学员提供生动、逼真的学习环境，学员能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演一个角色，这对调动学员的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学员的技能方面都将起到积极的作用。 2. 彻底打破时间、空间的限制 利用虚拟现实可以使发动机专业设备的工作变化过程合乎理想地展现出来，时间和空间可以扩大和缩小，工作过程可以加速或延缓。例如：学员可以在数秒钟之内观察到燃气发生器的工作过程，也可以在几分钟里仔细观察气动球阀开度的详细过程，还可以进入这些设备的内部进行观察。这些“亲身”的经历与感受比空洞抽象的说教更具说服力，对传统的课堂教学是非常好的补充，同时也可以激发学员的学习兴趣。 3. 弥补教学条件的不足 利用虚拟现实，可以解决发动机专业教学中存在的设备不足、型号落后的问题，并将有助于解决发动机专业教学中结构不可视、不可摸、不可入等问题，解决内部原理形象化教学问题，加深对教学内容的理解。 3 虚拟现实教学的功能 在发动机专业教学过程中可采用桌面虚拟现实，增加学习内容的形象性和趣味性，虚拟现实在教学中的功能有以下几个方面： 1.搭建虚拟实验室 利用虚拟现实，可以建立虚拟实验室，在“实验室”里，学员可以做各种实验。如在虚拟的火工品实验室里，可以观察燃烧、爆炸等反应现象。 2. 辅助技能训练 虚拟现实的沉浸性和交互性，使学员能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，全身心地投入到学习环境中去，这非常有利于学员的技能训练。利用虚拟现实，可以做各种各样的技能训练，由于无任何危险，学员可以不厌其烦地反复练习，直至掌握操作技能为止。如加注系统操作技能训练，学员可以反复操作控制设备，通过反复训练，达到熟练掌握加注规程、加注设备操作的目的。 3. 解决知识难点突破 知识学习是指学员利用虚拟现实系统学习各种知识。它的应用有两个方面：一是再现设备实际工作过程中无法观察到的变化过程，为学员提供生动、逼真的感性学习材料，帮助学员解决学习中的知识难点。例如，在学习转注设备知识时，通过虚拟现实系统，可以将学员带到设备内部去观察内部结构和工作过程，给学员留下深刻的印象。虚拟现实在知识学习中的另一个应用是，使抽象的概念、理论直观化、形象化，方便学员对抽象概念的理解。 |
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