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浅谈VR虚拟仿真系统在轨道交通类专业实训教学中的应用

2020-05-10  |  作者:现代职业教育杂志  |  栏目:论文中心

作者:巩芳 本文字数:2457
  [摘           要]  随着计算机技术的快速发展, 各种由计算机衍生的技术不断涌现,其中,VR的仿真虚拟现实技术就是计算机技术发展的重要表现之一。随着该技术的不断发展,作为教学工具教育领域也正在大范围使用。但因为轨道交通类行业的特殊性和机密性,VR虚拟仿真技术并没有在轨道行业的课程中广泛运用。结合轨道交通专业的行业特色,特别是实训教学的需求,更需要VR虚拟仿真技术的接入,将传统的实训教学模式和新的信息技术有效融合,不论是对轨道交通类专业的发展,还是对计算机应用领域的拓展都有重要的意义。主要探讨如何将VR技术的仿真虚拟教学资源运用到轨道交通类专业开展实训教学。
  [关    键   词]  VR技术;虚拟仿真;轨道交通类教学改革
  [中图分类号]  G712               [文献标志码]  A                      [文章编号]  2096-0603(2019)33-0146-02
   为了顺应社会发展需求,现有的职业院校都认识到了轨道交通类专业实训教学的重要性,传统教学模式已经满足不了现在的需求。特别是现有的轨道专业的实训课程,因真实设备安装环境要求高、设备占地面积大、危险系数高及不容易综合连通等特点,给实训教学带来极大困难,对学生的实训学习和老师的教学都造成困扰。
   一、实践教学存在的问题
   (一)实验设备利用率低
   轨道交通类专业院校建设实训教学基地均耗资巨大,并且因设备成本较高,连通较为复杂,基本都只能满足一套实训设备,为了教学安排的便于管理,大多数实训课都是集中安排,导致学生对实验设备只能走马观花,不仅设备使用不合理,学生实训课程质量不高,也不利于本专业可持续发展。
   (二)学生积极性不高
   首先,现有的大多数考试还是以试卷为准,造成学生学习兴趣不高;其次,在学习中对设备只能表面观看、触碰,不能深层次学习,也提不起学习兴趣;最后,学生还没有走出校门,不能深刻体会到实训对后期工作的重要性。
   (三)创新性、挑战性不足
   传统实训课一般是教师介绍实验目的、实验方法和实验步骤、操作方式,,交代应注意事项,学生按照实验指导书完成实验,获得数据并处理数据。这种“填鸭式”教学模式无法发挥学生的主观能动性,无法激起学生的兴趣,实验内容单一,没有融合到具体材料的整个研究中,无法让学生思考实验数据的意义,不利于学生创新思维方法的形成。
   (四)行业特色保密性高
   现场正在使用中的轨道设备属于机密部门管理,有技术保密要求,一般情况不对外开放,即使见着的设备也因为正在使用中不能碰,同样对设备性能状态不清楚也不敢碰,但设备一旦出现问题又影响特别大,所以对实训只能纸上谈兵,学生只能画饼解渴,不便于理解和掌握。
   二、实训教学改革
   根据现有实训课现状及存在问题,建议建立虚拟仿真和真实的设备相结合的实训训练系统,有效提升学生的认知能力、思考能力、实作能力、创新能力和综合素质,全面打造学校全方位应用型技能人才培养。
   (一)组建VR虚拟仿真和真实设备相结合的实训系统
   1.将现有的实训建设模式进行改建,打破原有的只有真实设备进行实训的模式,引入VR虚拟仿真的实训系统,改善了原有的因设备局限性不便于学生实训或者是设备使用不合理的现象。利用VR虚拟设备可多套同时安装的特性,教师机可同步教学的优势,不局限于实训的学生人数,大大提高了实训设备的使用率。
   2.因虚拟设备的加入,避免了实训课程中的安全危险性,增加了学生的动手机会,提高了学生的实际操作能力,更大地调动了学生课堂的积极性。
   3.加入VR虚拟仿真系统可以进行一些极端破坏性试验,减少了真实器材的损耗,降低了实验实训教学成本。
   (二)创新多样化的教学形式
   1.将传统的教学模式进行分解,帮助教师建立新型的教学模式,打破传统教学模式对教学的束缚、拓宽教学的空间,打破区域性限制,让学生能够自主选择合适的时间、地点、速度来学习。
   2.利用“互联网+”开展网上教学,结合现代学生容易接受新兴事物的特点,将学习和考试同步。模拟游戏打怪升级的模式,将实训课程由浅及深设置。每名学生申请一个独立账号,进行该项目的系统学习,每次学习后通过游戏形式进行学习结果验证,并将每次的结果作为一个模块的考试成绩。每完成一个模块,晋升一个等级,将该课程实训模块学习完毕,游戏达到最高等级,并将游戏结果作为该课程实训的考试成绩记录。
   3.利用虚拟仿真技术构建一种高度真实的实验教学环境,使学习者可以真实体验置身其中的感觉,实现互动实训教学,最大限度地激发学生探索以及揭开奥秘的能力,开发学生的构建思维。
   (三)提升教学效果
   1.利用VR虚拟仿真系统打造真实的实训场景,使實训过程更逼真、立体,将抽象性的实验过程形象逼真地展现出来。使师生在教学中可以获得更多知识内容和想象的教学资源,拓宽学生的知识获取途径,实现知识学习的延伸。
   2.完成不可能的实验。例如,复杂性的、危险性高的、极端破坏性的、周期长的、无法控制的以及在真实设备上无法完成的实验,都可以利用VR虚拟仿真系统进行,使实训教学的效果得到全方位的提高。

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