VR技术在教学中的应用

摘要：随着信息技术的快速发展，促进了硬件技术获得很大提高，打破了技术应用瓶颈，形成了虚拟现实（VR）技术应用的现实，使虚拟现实（VR）技术广泛应用于各个领域。尤其是学校的教育教学，使虚拟现实（VR）技术同样发挥了较好的应用作用，进而出现了教学的多元化，既提升了教育教学效果，也提高的学生的学习效果。基于此，文章就VR技术在船舶电气教学中的应用展开论述。

关键词：VR技术；船舶电气；教学应用 1VR技术概述

VR技术将信息化当作一种基础，利用计算机技术造设相关近似真实的环境，用一种虚拟出来的方位感和空间，进行模拟环境当中所需要的触感或声音等感官刺激，为使用者创设一种具有身临其境之感的环境意境。

VR技术具有专业几个特性：一是沉浸性。既然VR技术能够模拟类似于一种真实的环境，那么，这个环境就会伴随人脑的转动和人身体的移动，而进行随之移动变化，让使用者能够沉浸在这种环境中，对环境产生一种无缝结合的相关环境感觉；二是互相的交流互动性。在相对近似使真实环境中的感觉或感知，让使用者获得一定的适用性。它是受这种近似真实环境的多元信息影响，并形成交互，然后交给大数据，再行技术处理，让使用者对虚拟环境中的物体进行实时的操控；三是思维的无限延展性。利用VR技术营造的近乎真实的虚拟环境，可以促使使用者展开无限的空间遐想，感知和悟性诸多而已知的各种客观现象，构建一个虚拟环境，在这个环境中，进行规律性的交互。

2VR技术教学中的作用

VR技术是将计算机、多媒体、传感、人机交互、仿真、立体显示、互联网等多种科学技术融合在一起的新兴计算机交叉领域技术。这项技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多

元信息融合的、交互的三维动态视景和实体行为的系统仿真，能使用户脱离现实，沉浸到模拟环境中。它既可以基于真实的情境进行设计，也可以构建完全虚拟的世界，操作者自身处于云计算技术构建的三维空间之中，通过眼睛、双手、耳朵等多个身体部位的灵活运用在三维空间中不断地环游，创造出身临其境的感受。VR技术具有交互性、沉浸感及想象力三大特性，在教育教学中的运用充分发挥了其优势，促使学习者进入沉浸式即深度学习场域。深度学习场域也为VR技术在教学领域中的应用提供了有效的理论支撑和指导。1935年勒温类比物理学中的“场”提出“场域理论（Field Theory）”：

B=f（P，E） （1）

在公式中B表示行为，P表示个体，E表示环境，强调个体的作用及环境的塑造共同决定了个体的行为。学习场域是场域中的一种，学生的学习效果取决于学生自身及学习环境的塑造。深度学习场域则是对学生的深度学习空间进行场域解释，目的是实现学生在学习中的深度参与，更好满足学生的认知需要。深度学习场域主要具有更高的思维层次与学习目标、更加的学习空间、更强的学习主动性及更深层次的反思等特征。

VR技术在教育领域的应用了传统教学内容的学习方式，能够让学生在虚拟的环境中参与教学内容，获得沉浸式的体验，促进深度学习的发生。使得枯燥乏味的传教、授教变得生动有趣，让生涩难懂的知识变得易于理解。VR技术所创建的深度学习场域能够提高学习者的学习效率、增强他们的学习兴趣与动力、避免实验操作的安全风险、降低教育成本且解决了传统课堂中互动性、情境性、沉浸性不强的问题。VR技术的出现不仅会带来师生观念与教学方式的转变，还会促使教育教学的整体改革。未来VR技术将大范围应用于学校课堂教学中，会在移动学习、泛在学习、远程教育、翻转课堂中发挥中坚作用。因此，VR技术在教育教学实践中具有广阔的应用前景。

3VR技术在教学中的具体应用

3.1虚拟船厂、船舶和船电资源的建模

船厂、船舶和船电资源作为船电专业学生毕业后主要的工作场所和工作内容，对其认知框架的搭建、专业知识的理解和职业认同感的建立有着巨大的促进作用。所以，虚拟船厂和船舶的建模需要尽量贴近实际，以保证一定程度的沉浸教学效果。最佳方案莫过于利用相关合作单位的厂区规划图和船舶设计图进行精确比例的3D建模，并将3D模型导入虚拟现实软件中，同时添加场景漫游、碰撞检测、系统界面等功能。从而使学生能够在虚拟船厂和船舶中，以第一人称视角观察厂区布局、生产流程、工作场景等，增加其对工作场所的认知，提升教学效率。

而虚拟船电资源的建模工作量巨大，典型船舶电气资源主要有电气设备固定件、电缆紧固件、电缆贯穿件、船舶灯具、船用蓄电池、船舶通信无线电及助航设备、船舶发电机组、配电板、舵机、锚机、起重设备、船舶辅助锅炉、冷藏系统与空调系统等。将其每一个细节都进行建模不切实际，所以，船电资源建模的原则是简化细节，保留主要生产流程和船电设备。而保留的船电资源模型需要符合设计规范且保证其逼真性。

3.2虚拟工作场景及教学内容设计

船电专业教学的特殊性在于知识点需要同时兼顾船舶结构、品类和电气系统的设计建造。学校很难搭建足够丰富的实践教学平台，而船厂参观实习又容易影响船厂的正常工作，同时存在安全隐患，无法作为常规教学手段。通过搭建符合各课程内容和特点的虚拟工作场景，可以一定程度上扭转目前船电专业教学的尴尬局面。

船舶电气的建造主要分为内场作业和外场作业。内场作业主要包括安装件、设备制作、调试、材料工装的准备工作。外场作业主要包括在船台或在船上进行电气安装调试等工作。以《船舶电工工艺》课程为例，可以通过设计虚拟工作场景，将船舶电工工艺的主要内容和工艺标准融入各个虚拟工作场景的教学内容中，注重学生对实践的体验、领悟，培养学生动手能力的同时，更好地理解和掌握相关的理论基础知识。

4教学利用VR技术的前景

现代教学利用VR技术，还没有完全实现人民的预期，需要提高应用能力，甚或是达到相应的普及性应用程度。仅就目前而言，我国各级各类学校应用VR技术教学的比例相当偏低，不能发挥VR技术在教学中的最大效用。伴随VR技术的不断向前发展，VR技术的硬件技术固然要跟进提高，再加上计算机技术武装下的智能、信息以及大数据等技术的不断发展，它们都将帮助目前使用的VR技术逐步走向完善。因此，VR技术在教学中的应用，必将变成一种主流，改变学校教学现状，朝向更为现代化教育方向发展。

结语

综上所述，从最早的黑板、到新媒体教室，再到现在的VR，每一种教学方式都有它能解决的问题。而VR 技术能够创建与现实社会类似的环境，进而解决学习媒体情景化和自然交互性的要求。在实践教学中，亲身经历和感受要比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的观看有着质的差别。VR技术已经成为教育教学应用中不容忽视的技术之一，它与教育教学的深度融合将会进一步推进教学改革的发展，对于提高教育技术水平、改善教学环境、丰富教学资源、优化教学过程，培养个性化、创新型的人才具有重要作用。未来，随着VR技术教育应用水平的逐步提升，中国虚实融合的教育教学发展将会实现质的飞跃。

参考文献

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[3]郭珍珍,陈晋.VR技术在现代教学中的应用[J].现代商贸工业,2018,39(34):1-165.