□潘 云

隨著我國現(xiàn)代化技術(shù)水平的不斷提升，對金屬工藝水平的要求也不斷提高，要求從業(yè)人員不僅要擁有豐富的理論知識，更要具有實踐生產(chǎn)能力。但是從目前焊接專業(yè)教學(xué)實際來看，受到教學(xué)環(huán)境和教學(xué)設(shè)施的影響，大多數(shù)學(xué)校和教師仍然采取先理論后教學(xué)的模式，影響了學(xué)生理論與實踐的融合，不利于培養(yǎng)焊接人才。作為一種前沿信息化技術(shù)，VR技術(shù)在焊接教學(xué)課堂中的融入有效改變了教學(xué)中的環(huán)境限制，為焊接教學(xué)提供了新的教學(xué)方法，提升了學(xué)生課堂學(xué)習(xí)質(zhì)量。下面，筆者將從VR技術(shù)的概念及意義入手，具體分析它在焊接課堂教學(xué)中的應(yīng)用方法。

一、VR的概念及特點

VR技術(shù)又稱為臨鏡技術(shù)，是指利用計算機所創(chuàng)建的一種虛擬仿真環(huán)境。具體來說，就是利用專業(yè)計算機中的輸入輸出功能傳遞各種動作信息，讓使用者產(chǎn)生一種與現(xiàn)實環(huán)境相同的感覺。

目前，VR技術(shù)主要包含了交互性、多感知性與構(gòu)想性三方面的特點：交互性是指使用者在VR技術(shù)的應(yīng)用過程中不僅僅可以觀看到逼真的立體影像，還能夠通過自身行為的變化影響到VR設(shè)備和計算機設(shè)備，產(chǎn)生場景的變化，實現(xiàn)設(shè)備與使用者之間的相互交互。多感知性是指使用者在使用過程中可以利用數(shù)據(jù)手套等傳感設(shè)備實現(xiàn)與計算機之間的信息交互，是一種更為高層次的人機交互境界。構(gòu)想性是指在VR使用過程中，除了從視覺上感受到真實的環(huán)境之外，還可以利用各種傳感設(shè)備為使用者提供聽覺、觸覺甚至是味覺等多方面的感官刺激。

可以說，VR技術(shù)的使用讓我們的生活不再局限于真實的環(huán)境，而是可以隨時構(gòu)建一個不可能存在的環(huán)境，拓展人們的想象能力。而在高職教學(xué)中，這種前沿信息技術(shù)手段的應(yīng)用更是有效地拓展了教學(xué)手段和學(xué)科視域。

二、VR教學(xué)在高職焊接教學(xué)中的意義

1.加深學(xué)生對知識的理解程度。在過去焊接專業(yè)的教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的許多知識并不是只依靠教師教學(xué)中的傳授，而是來自于他們在生活中主動借助他人幫助或是利用其他學(xué)習(xí)資料獲得的。因此，教師在進行教學(xué)時，除了要關(guān)注課本中的基本知識內(nèi)容之外，更要去激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的聯(lián)想能力，讓他們將知識點與自己的經(jīng)驗相結(jié)合，以此將新舊知識聯(lián)系在一起，加深對新知識的理解。但是，在傳統(tǒng)教學(xué)中，由于受到環(huán)境的限制，教師很難在教學(xué)中利用情境去激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想，自然也就對學(xué)生知識的構(gòu)建造成了不利影響。而VR技術(shù)的應(yīng)用則可以有效解決這一問題，幫助教師輕松構(gòu)建出各種所需要的教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生的聯(lián)想意識，提高他們對知識點的理解能力。

2.提高學(xué)生對焊接學(xué)習(xí)的興趣。傳統(tǒng)焊接專業(yè)學(xué)習(xí)中采用教學(xué)與實踐分離的形式，學(xué)生在枯燥乏味的專業(yè)知識講解中很容易對焊接學(xué)習(xí)失去興趣，進而是影響到之后的實踐課程。而VR技術(shù)的多感知性能夠讓學(xué)生在學(xué)習(xí)焊接的過程中受到多方面感官的刺激，調(diào)動學(xué)生的積極性，其效果明顯優(yōu)于過去的傳統(tǒng)教學(xué)。另外，在心理學(xué)中有一項研究表明：人類獲取知識和信息的方式主要來自于視覺和聽覺，通常來說，人們一般能夠記住自己看到和聽到內(nèi)容的50%，而對于閱讀所獲得的內(nèi)容只能記住10%左右。而VR技術(shù)的使用正是將閱讀內(nèi)容變?yōu)閷W(xué)生可以聽到和看到的內(nèi)容，這對于對學(xué)習(xí)普遍缺乏信息的高職學(xué)生來說，可以有效提高他們的記憶水平，改變他們在學(xué)習(xí)中的畏難情緒，提高學(xué)習(xí)中的自信心，培養(yǎng)對焊接課程的學(xué)習(xí)興趣。

3.有利于教師豐富教學(xué)手段。改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，豐富教學(xué)手段是高職焊接專業(yè)改革中的一項重要要求。對于焊接教學(xué)來說，概念和理論知識如果單純靠教師的語言或肢體動作描繪很難讓學(xué)生理解，而在多媒體技術(shù)的使用，雖然相對于傳統(tǒng)教學(xué)更加生動，但也無法做到根據(jù)學(xué)生需求隨時調(diào)整圖片角度，從而因為不夠真實而影響到教學(xué)質(zhì)量。作為前沿信息化技術(shù)手段，VR可以通過動畫模擬的方式將抽象的概念和操作過程真實生動地展現(xiàn)在學(xué)生面前，讓學(xué)生能夠從各個角度進行觀看和了解，甚至是打破實踐和空間的限制，通過最真實的方式展現(xiàn)出各種情境，有利于豐富教師在教學(xué)中的教學(xué)手段，并以此幫助學(xué)生掌握焊接技術(shù)的概念和原理。

4.有助于開展課堂實踐教學(xué)。高職教育的主要目標是培養(yǎng)實踐型人才，但是從目前焊接專業(yè)的教學(xué)情況來看，由于教學(xué)條件的限制，學(xué)校內(nèi)實踐設(shè)備有限，學(xué)生在校期間很難隨時隨地進行專業(yè)課程的訓(xùn)練，影響了學(xué)生的實踐能力和實踐水平。為了解決這一問題，學(xué)生可以通過VR模擬出的真實環(huán)境中反復(fù)進行實踐操作練習(xí)，掌握正確的操作方式，提升學(xué)習(xí)效果和學(xué)習(xí)質(zhì)量。

首先，在利用VR進行模擬實驗的過程中，可以為學(xué)生模擬出來各種不同的實驗環(huán)境，讓他們能夠在這些虛擬的環(huán)境中反復(fù)進行技能訓(xùn)練，了解不同環(huán)境對實踐過程的影響。其次，對于學(xué)校來說，在VR的虛擬環(huán)境中，由于實驗環(huán)境和實驗所用的設(shè)備都是虛擬的，可以減少大量的設(shè)備費用。同時，還能夠根據(jù)當(dāng)前行業(yè)的實際情況及時更新設(shè)備的型號，讓教學(xué)緊密聯(lián)系行業(yè)現(xiàn)狀。再次，雖然虛擬練習(xí)不能夠完全替代真實的實踐操作，但是在虛擬練習(xí)過程中，學(xué)生可以反復(fù)進行訓(xùn)練，加深自己的操作印象，有利于提升自身操作速度與操作質(zhì)量，保證真實實踐活動能夠順利進行。最后，在虛擬練習(xí)中，學(xué)生可以大膽進行各種實踐嘗試，不必擔(dān)心造成設(shè)備損壞或是因為操作不當(dāng)而產(chǎn)生的危險，有利于幫助他們了解實踐中可能發(fā)生的各種狀況，并以此培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維。

三、焊接教學(xué)中VR技術(shù)的應(yīng)用策略

1.焊接教學(xué)中VR課程設(shè)計

（1）錄制理論教學(xué)模塊。理論學(xué)習(xí)是學(xué)生在焊接專業(yè)學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)。教師在利用VR技術(shù)進行理論教學(xué)時，應(yīng)先對課程內(nèi)容進行重新樹立和整合，保證每一章節(jié)的內(nèi)容形成獨立的模塊，并以此制作VR課件，方便學(xué)生在進行學(xué)習(xí)時可以根據(jù)自己的需求進行分類選擇。同時，教師還可以將自己在課堂中的教學(xué)過程錄制下來，作為學(xué)生學(xué)習(xí)中的素材備用。

（2）錄制實踐教學(xué)模塊。實踐是焊接專業(yè)教學(xué)的重點，教師在進行VR教學(xué)的實踐課程設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)教學(xué)大綱，根據(jù)模塊對實踐進行分類，將教師的講解與操作過程錄制下來，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供素材。需要注意的是，對于實踐教學(xué)來說，錄制的重點應(yīng)放在焊接過程中手部的動作以及工件與焊條之間的相對位置，教師應(yīng)嚴格按照操作規(guī)范來錄制或是選擇課件。同時，還要讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以根據(jù)自己的需求來調(diào)整課件播放的速度和角度，以此幫助他們更好地掌握焊接的過程和方法。

（3）焊接過程模型的制作。教師在進行VR課件制作時，可以利用Maya軟件建立焊接過程中所使用的工具和設(shè)備模型，并將其渲染成非常逼真的虛擬工具，以此給予學(xué)生最真實的體驗。另外，在焊接過程中，教師也可以通過動畫制作的方式為學(xué)生增添一些必要的焊接效果，幫助學(xué)生了解最真實的焊接情境

（4）VR課件的合成與輸出。完成理論教學(xué)模塊、實踐教學(xué)模塊與模型的制作之后，教師便要將這些內(nèi)容導(dǎo)入到VR的制作軟件中，并結(jié)合所需要的事件和場所，進行交互式的設(shè)計制作。讓學(xué)生能夠在學(xué)習(xí)過程中利用自己的操作行為對課件進行視角轉(zhuǎn)換、縮放與切換。在實踐操作過程中，還要根據(jù)學(xué)生不同的操作特點和操作方式添加對應(yīng)的焊接實踐效果。在設(shè)置完成之后便可以進行VR課件的輸出。

2.VR技術(shù)在焊接教學(xué)中應(yīng)用的注意問題

（1）注重理論與實踐的相互融合。理論與實踐結(jié)合是提高學(xué)生焊接專業(yè)能力的關(guān)鍵。在焊接專業(yè)教學(xué)中，教師應(yīng)先制定出完善的教學(xué)目標和教學(xué)計劃，并采用模塊教學(xué)的方式將理論內(nèi)容與實踐內(nèi)容進行整合。在VR教學(xué)中也是如此，教師應(yīng)該讓學(xué)生在理論學(xué)習(xí)中進行模擬實踐操作，在模擬實踐操作中鞏固理論知識學(xué)習(xí)，以此幫助他們對專業(yè)教學(xué)內(nèi)容擁有更加感性的認識，提高學(xué)習(xí)的積極性以及實踐操作能力和水平。

（2）注重VR技術(shù)的后期維護。VR技術(shù)有著廣闊的發(fā)展前景，在教學(xué)中的應(yīng)用也屬于初始階段，未來必然不斷出現(xiàn)變化。VR技術(shù)在教學(xué)中投入使用之后，難免會隨著時間的推移出現(xiàn)一些問題，這就要求教師在教學(xué)中根據(jù)學(xué)生及教學(xué)的實際情況不斷發(fā)現(xiàn)問題，并及時進行調(diào)整和更新，以此達到更好的教學(xué)效果。而對于高職院校來說，也必須要注重VR技術(shù)的更新，關(guān)注VR的集成功能，生成網(wǎng)站，關(guān)注VR技術(shù)的發(fā)展，及時發(fā)現(xiàn)、排除潛VR教學(xué)中潛在的缺陷，為學(xué)生提供更高質(zhì)量的焊接專業(yè)教學(xué)。

（3）注重教師團隊的專業(yè)建設(shè)。在焊接專業(yè)的教學(xué)中，教師占據(jù)著課堂教學(xué)的主導(dǎo)地位，直接影響著課堂教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果。在課堂教學(xué)中融入VR技術(shù)更是對教師的教學(xué)提出了新的要求。一方面，教師應(yīng)具備較高的專業(yè)知識和實踐操作能力，為教學(xué)打下良好的基礎(chǔ)。另一方面，則要求教師擁有一定的VR操作水平。對于教師來說，擁有一定的VR操作水平和能力是更新技術(shù)軟件的關(guān)鍵，由于VR教學(xué)中，所有的“設(shè)備”以及操作過程都是虛擬的，教師只有根據(jù)教學(xué)中的要求不斷更新虛擬環(huán)境和內(nèi)容，才能夠讓教學(xué)內(nèi)容滿足當(dāng)前行業(yè)的發(fā)展，達到培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的目標。

總之，VR技術(shù)作為一種前沿信息化技術(shù)，在當(dāng)前焊接教學(xué)中受到了越來越多學(xué)校和教師的重視。雖然它不能夠完全替代傳統(tǒng)的教學(xué)模式，但是教師仍然可以采用合適的教學(xué)方法將其與傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)合，發(fā)揮出它虛擬現(xiàn)實的優(yōu)勢，提高課堂教學(xué)效果好教學(xué)質(zhì)量，并以此充分調(diào)動學(xué)生在學(xué)習(xí)中的積極性，將他們被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)變?yōu)橹鲃犹骄?，以此提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果，為社會培養(yǎng)出更多的技術(shù)性專業(yè)焊接人才。

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