基于虚拟现实技术的民办高校实践教学改革研究

2013-10理论研究
目前，大多数民办高校以培养工程型和技术型人才为主。

基于这种定位，民办高等教育更应侧重于实践教学，提高学生的动手能力、实际的操作能力，使他们掌握一定的技能。

然而在实际教学中，由于民办院校资金问题，实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实践和实验无法顺利进行。

利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，让学生可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解，提高各种技能。

一、虚拟现实技术简介
虚拟现实技术英文名为Virtual Reality，简称VR技术。

这一名词是由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier）在20世纪80年代初提出的，也称灵境技术或人工环境。

作为一项尖端科技，虚拟现实集成了计算机图形技术、计算机仿真技术、人工智能、传感技术、显示技术、网络并行处理等技术的最新发展成果，是一种由计算机生成的高技术模拟系统，它最早源于美国军方的作战模拟系统，90年代初逐渐为各界所关注并且在商业领域得到了进一步的发展。

这种技术的特点在于计算机产生一种人为虚拟的环境，这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三维数字模型，并编制到计算机中去生成一个以视觉感受为主，也包括听觉、触觉的综合可感知的人工环境，从而在视觉上产生一种沉浸于这种环境的感觉，可以直接观察、操作、触摸、检测周围环境及事物的内在变化，并能与之发生“交互”作用，使人和计算机很好地“融为一体”，给人一种“身临其境”的感觉。

虚拟现实技术是一种提供初步VR体验的技术，当其应用于实验教学时有以下特点：
1.教学内容视觉化
2.学习中的交互性好
3.沉浸真实感强。

二、虚拟实验的优势
虚拟实验在教学中的引入，已对传统实验教学的教学模式、教学方法、教学手段和教学理念产生了重要的影响。

据国内某所高校调查显示：在实验时间上，半数以上学生认为实验室应该全天对学生开放；在实验方法上，绝大部学生反对按照实验指导书去操作。

如果我们利用虚拟技术思想创建一个实验互动平台，用于模拟一些抽象的理论概念，或者抽象的物理过程的同时，还可以将部分专业中存在高电压、大电流等一定危险性的实验环境进行模拟，从而将真实的、危险的教学变得安全，可靠！同时也可以加入一些3D 效果，使枯燥的学习变得更有吸引力。

让学生在众多实验中自主选择所喜欢的实验项目，提高学生的学习动力和积极性。

三、实验教学改革措施建议
整体指导思想是在开发构建虚拟实验教学平台的同时，可以把其设置成为一门选修课程，首先要让学生认识它、了解它，对其产生兴趣。

其次要进一步组织学生利用课余时间对所学的课程内容，例如，定理、物理现象、各种器件结构等等进行虚拟化设计，一方面加深了对虚拟技术课程的理解和应用，另一方面可以逐渐建立起庞大的虚拟课程资源库，供学生随时随地查阅，学习。

具体如下：1.虚拟教学
虚拟实验平台的建立和应用必须是在一定的理论基础之上的，所以设置虚拟技术课程是整个平台建立的重中之重。

在学习虚拟理论的同时，把虚拟技术带到整个课程教学中，利用虚拟技术可以为学生提供生动、逼真的感性学习材料，帮助学生解决学习中的知识难点。

有利于学生加深理解，激发学生的创造性思维，培养学生的创新能力。

2.建立虚拟教学资源库
利用学生资源，以竞赛形式、业余活动小组形式、社团形式以及作业形式等等，实现分布式的虚拟设计体系。

它将能为专业建设、学生实践能力甚至是学校发展提供一个新的机遇，促进民办高校的教学建设更上一个新的层次。

3.建立虚拟实验室
利用虚拟实验技术，可以建立各种虚拟实验，如，电工、物理、电力系统等实验模块。

在“实验模块”里，学生可以自由地做各种实验。

如，在虚拟的物理实验模块里，学生可以做重力、惯性等实验。

在虚拟的电力系统实验模块里，学生可以做发电厂电能产生实验、变电所设备运行等实验。

在虚拟的电工实验模块里，学生可以做各种电路设计实验。

目前，有很多高校研究生也看中了虚拟技术教学的应用研究，分析构建了不同的虚拟实验平台。

由此可见，虚拟技术在教学中的应用是可行的，并且具有一定的开发空间。

虚拟现实作为一个新型的教学媒体，以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到教育工作者的重视，最终在教育领域中发挥其重要的作用。

参考文献：
［1］欧青立，李仁发.虚拟电子实验室体系结构及其关键技术研究［J］.系统仿真学报，2002（03）.
［2］李仁发，李方敏.基于VP的虚拟实验室概述［J］.湘潭矿业学院学报，2000（04）.
［3］何鑫.浅谈多媒体技术在教学中的应用［J］.农业网络信息，2008（03）.
基金项目：《辽宁省教育厅关于确定2012年度辽宁省高等教育本科教学改革研究项目立项的通知》辽教发［2012］130号。

（作者单位大连科技学院电气工程系电气教研室）誗编辑谢尾合
基于虚拟现实技术的民办高校实践教学改革研究
文/赵丽娜魏庆涛
摘要：随着计算机技术的发展，虚拟技术在各行各业都得到了不同程度的发展，虚拟现实技术作为新的教学媒体，在课堂教学中的出现，将对教学产生深远的影响。

将虚拟技术引入到实验教学可以为学习者创造一种自主学习的环境，从而实现对知识的主动构建。

重点分析研究了在民办本科院校中将虚拟现实技术应用到实验教学环节改革中的可行性。

关键词：虚拟技术；实验教学；自主学习；教学改革
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