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教育部下發(fā)《關(guān)于公布首批國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目認(rèn)定結(jié)果的通知》,決定將105個(gè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目認(rèn)定為首批國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。它還要求相關(guān)大學(xué)確保項(xiàng)目在一年內(nèi)免費(fèi)提供給大學(xué)和社會(huì),在一到三年內(nèi)免費(fèi)提供。不低于50%且不低于30%的服務(wù)將在3年后免費(fèi)提供。作為相關(guān)行業(yè)人員,我們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用了解多少?
首先,讓我們看一下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念定義。虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality,虛擬現(xiàn)實(shí))是一種建立和體驗(yàn)高度虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng),涉及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、傳感技術(shù)和人工智能等。達(dá)到真實(shí)體驗(yàn)效果,提高人機(jī)交互功能.
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)系統(tǒng)主要包括五個(gè)關(guān)鍵組成部分:虛擬世界、虛擬現(xiàn)實(shí)軟件、專業(yè)圖形處理計(jì)算機(jī)、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。一種三維的真實(shí)感通常是通過(guò)使用一系列的傳感輔助工具(如立體眼鏡和傳感手套)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)這些設(shè)施,各種運(yùn)動(dòng)信息以自然的方式(如頭部旋轉(zhuǎn)、手部運(yùn)動(dòng)等)發(fā)送到計(jì)算機(jī),通過(guò)視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)設(shè)施,人們可以獲得三維現(xiàn)實(shí)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)。隨著人的不同,人們可以感知三維現(xiàn)實(shí)。這些感覺(jué)隨著你的移動(dòng)而改變。從他們自己的角度來(lái)看,用戶可以使用自然技能和一些設(shè)備來(lái)瀏覽、學(xué)習(xí)和與虛擬世界中的對(duì)象交互。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅改變了人類從事科學(xué)研究、技術(shù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)踐的方式,而且為促進(jìn)人類認(rèn)知能力的全面發(fā)展提供了新的工具,也將改變?nèi)藗兊乃季S方式。人們對(duì)世界、自己、時(shí)間和空間的理解。
同時(shí),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛,尤其是網(wǎng)絡(luò)與人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的結(jié)合,將使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用更加智能化、信息化、多感知、沉浸、交互性、概念性。有利于教師的實(shí)踐教學(xué)和學(xué)生專業(yè)核心技能的培養(yǎng)。它為解決職業(yè)教育面臨的實(shí)踐訓(xùn)練、實(shí)踐和就業(yè)問(wèn)題開(kāi)辟了一條新的思路。
具體應(yīng)用包括:虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境、虛擬專業(yè)實(shí)驗(yàn)、虛擬科技研究、虛擬實(shí)訓(xùn)基地、虛擬仿真校園、虛擬遠(yuǎn)程教育等。
設(shè)計(jì)專業(yè)領(lǐng)域:藝術(shù)設(shè)計(jì)、動(dòng)畫、游戲開(kāi)發(fā)、信息科技、室內(nèi)設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、建筑與城市規(guī)劃、機(jī)械、工業(yè)、旅游、酒店、電力、水利、軌道交通、考古、文物修復(fù)、軍事航天、應(yīng)急演繹、水文地質(zhì)學(xué)、地理、數(shù)字地球、演播室、維修、培訓(xùn)、造船、汽車仿真,能量場(chǎng)、生物力學(xué)、康復(fù)訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實(shí)等。
目前,對(duì)虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用的研究主要集中在教學(xué)領(lǐng)域,特別是實(shí)踐教學(xué)(包括實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐等),以提高教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革。培養(yǎng)更多合格的高技能人才。
事實(shí)上,虛擬仿真技術(shù)對(duì)于解決個(gè)性化教學(xué)、智能評(píng)估、標(biāo)準(zhǔn)化示范、工作場(chǎng)所展示、開(kāi)放式培訓(xùn)內(nèi)容、縮短實(shí)踐時(shí)間等問(wèn)題非常有幫助。
培訓(xùn)學(xué)習(xí)的趣味化
虛擬仿真技術(shù)作為一種優(yōu)秀的輔助教學(xué)工具,可以應(yīng)用于場(chǎng)景創(chuàng)建、協(xié)同交流等教學(xué)活動(dòng)中。虛擬仿真訓(xùn)練教學(xué)環(huán)境可以創(chuàng)造多種場(chǎng)景,采用三維動(dòng)畫模型,添加豐富的色彩和音樂(lè),使虛擬仿真教學(xué)環(huán)境能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。它具有生動(dòng)、交互、實(shí)時(shí)反饋等明顯的優(yōu)點(diǎn),可以對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中提出的假設(shè)模型進(jìn)行虛擬,同時(shí)可以通過(guò)虛擬系統(tǒng)直接觀察到假設(shè)的結(jié)果。為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。因此,虛擬實(shí)踐教學(xué)有助于學(xué)生提前熟悉實(shí)踐訓(xùn)練的真實(shí)環(huán)境,掌握職業(yè)技能,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
教學(xué)場(chǎng)地的泛在性
傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式適應(yīng)性差,其根源在于硬件設(shè)備。虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)是一種廣泛應(yīng)用的教學(xué)方法,它不受課程、學(xué)科類別和專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的限制。利用虛擬仿真技術(shù),學(xué)生可以在不離家的情況下進(jìn)行各種實(shí)踐訓(xùn)練,獲得與實(shí)際實(shí)習(xí)相同的經(jīng)驗(yàn),豐富感性理解,加深對(duì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的理解。
真實(shí)場(chǎng)景的還原再現(xiàn)
虛擬仿真技術(shù)建立的虛擬環(huán)境是基于真實(shí)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)模型的結(jié)合。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格。遵循項(xiàng)目設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)和要求。它建立了一個(gè)真實(shí)的三維場(chǎng)景,并重現(xiàn)了設(shè)備。它可以使學(xué)生在虛擬場(chǎng)景中相互作用,減少由于對(duì)理論或?qū)嵺`知識(shí)掌握不足而造成的設(shè)備損壞和安全事故。為了提高培訓(xùn)項(xiàng)目任務(wù)學(xué)習(xí)的整體質(zhì)量。
教學(xué)過(guò)程的高兼容
虛擬仿真技術(shù)具有很強(qiáng)的教學(xué)功能兼容性,適合于從教學(xué)設(shè)計(jì)到考核評(píng)價(jià)的整個(gè)培訓(xùn)教學(xué)過(guò)程。大多數(shù)通用應(yīng)用軟件都具有培訓(xùn)教學(xué)的仿真功能,通常只有一個(gè)軟件可以同時(shí)支持多個(gè)培訓(xùn)項(xiàng)目的仿真教學(xué)。培訓(xùn)項(xiàng)目的教學(xué)可以通過(guò)多種軟件實(shí)現(xiàn),虛擬仿真技術(shù)可以在理論上以相應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)。因此,在實(shí)踐教學(xué)技術(shù)的發(fā)展和實(shí)施過(guò)程中,虛擬仿真實(shí)踐教學(xué)可以作為主要的實(shí)踐教學(xué)方式之一,同時(shí),結(jié)合其他教學(xué)技術(shù),可以提高實(shí)踐教學(xué)的效果。