黃聰　黃鶯

摘? ?要：職業(yè)教育注重學(xué)生的動手能力，希望把學(xué)生培養(yǎng)成為具有職業(yè)技能的技術(shù)人才。隨著科技的發(fā)展計算機已經(jīng)普及，5G時代即將到來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也日臻完善起來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職教實訓(xùn)課中的應(yīng)用，克服了職教實訓(xùn)教學(xué)缺乏教具的困難，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬真實的場面進行實訓(xùn)教學(xué)，因此引進了虛擬現(xiàn)實的技術(shù)，有助于職教實訓(xùn)課的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：職教實訓(xùn)教學(xué)? 虛擬現(xiàn)實技術(shù)? 相關(guān)問題研究

中圖分類號：G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）06（b）-0204-02

職業(yè)教育注重學(xué)生的動手能力，希望把學(xué)生培養(yǎng)成為具有職業(yè)技能的技術(shù)人才。因此比較重視對學(xué)生進行實訓(xùn)教學(xué)，由于在一些實訓(xùn)教學(xué)中缺乏教具，還有的由于條件限制，很難做到一個班級的學(xué)生同時進行實訓(xùn)，因此在實訓(xùn)教學(xué)中引進了虛擬現(xiàn)實的技術(shù)，有助于職教實訓(xùn)課的發(fā)展。

1? 職教實訓(xùn)教學(xué)的問題

目前職教實訓(xùn)存在一些問題。

1.1 龐大生產(chǎn)設(shè)備的維護檢修無法復(fù)制

在職教的實訓(xùn)課中有很多是大規(guī)模生產(chǎn)設(shè)備的維護檢修實訓(xùn)，比如鐵路線路旁大量的信號設(shè)備，設(shè)備多且投資巨大，高校為了完成實踐教學(xué)任務(wù)，盡可能安排有限的資金投入，但構(gòu)造出的鐵路線路場景與真實場景無論規(guī)模上還是數(shù)量上都存在一定差距，因此實踐教學(xué)質(zhì)量提高較慢。

1.2 危險場面實訓(xùn)困難

在職教的實訓(xùn)教學(xué)中對于危險場面的實訓(xùn)難以實現(xiàn)，比如一些高空作業(yè)場面如果學(xué)生不到現(xiàn)場，就感受不到實訓(xùn)的氣氛，但是這么多學(xué)生都沒有高空作業(yè)證明，也沒有條件去體驗高空作業(yè)的危險性，所以對于這種實訓(xùn)課只能通過老師的描述來理解了。

1.3 不能每人操作

在軌道交通控制類的實訓(xùn)中由于設(shè)備有限因此不可能每個人都有實訓(xùn)的機會，比如德國西門子公司的S700K型轉(zhuǎn)轍機、國產(chǎn)ZYJ7型轉(zhuǎn)轍機、國產(chǎn)ZD（J）9型轉(zhuǎn)轍機等設(shè)備單價高，零件數(shù)量大且精密性強，導(dǎo)致學(xué)校采購數(shù)量較低，因此一節(jié)課要學(xué)生輪流來進行實訓(xùn)，因此做不到每個人都有實訓(xùn)的機會。

2? 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是基于電腦軟件的一種模擬技術(shù)，這種技術(shù)可以讓體驗者有一種身臨其境的感覺，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以提供一個虛擬的三維空間，讓體驗者有一種模擬真實的感覺。目前這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)在各個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，由于應(yīng)用效果很好，因此這項技術(shù)有很好的發(fā)展前景。

2.1 硬件設(shè)備

為了達(dá)到惟妙惟肖的真實的效果，虛擬現(xiàn)實技術(shù)需要一些硬件的支持，它的硬件設(shè)備主要有VR設(shè)備、頭盔、眼鏡、顯示器等。

2.1.1 VR設(shè)備

VR設(shè)備是一套虛擬現(xiàn)實軟件和硬件操作系統(tǒng)，它包括3D顯示系統(tǒng)，還有頭盔、眼鏡等硬件設(shè)備，用戶帶上頭盔眼鏡之后仿佛置身于真實的場景當(dāng)中，通過自己操作可以模擬真實的場景，學(xué)生可以利用這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行各種課程實訓(xùn)教學(xué)。

2.1.2 顯示系統(tǒng)

大場景的顯示系統(tǒng)提供360度的立體畫面，給人一種真實的體驗，體驗者可以無死角地進行觀察，完全模仿真實效果學(xué)生可以利用它進行實訓(xùn)教學(xué)。

2.2 虛擬現(xiàn)實的優(yōu)點

2.2.1 有真實感

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以把學(xué)生帶入一個模擬現(xiàn)實的空間，它的真實感完全可以達(dá)到以假亂真的感覺。用戶在體驗虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的時候，不是在屏幕上看到立體畫面，而是仿佛置身在現(xiàn)實當(dāng)中人有一種代入感，好像走到了現(xiàn)實當(dāng)中還可以通過數(shù)據(jù)手套，進行操作更加強了真實的感覺還具有實用性。

2.2.2 交互感覺

虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過人機對話產(chǎn)生一種真實的交互感覺，更增加了真實感。通過數(shù)據(jù)手套等設(shè)備可以模擬真實的操作場景，進行一些訓(xùn)練和操作。在虛擬現(xiàn)實中用戶的一切體驗，都模仿真實的感官感覺抓握拿取東西都會產(chǎn)生真實的效果，人的視野也會隨著頭部的轉(zhuǎn)動來改變，而不是對著屏幕來看固定的圖像。通過各種感官的交互式的互動體驗完全達(dá)到一種真實的模擬現(xiàn)實的感覺。

2.2.3 多人協(xié)同體驗

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以進行多人的群體體驗，一個班的學(xué)生可以分成幾批帶上頭盔，一起進行虛擬現(xiàn)實的實訓(xùn)學(xué)習(xí)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了多人協(xié)同作業(yè)的技術(shù)境界，因此學(xué)生在實訓(xùn)中可以互相配合，每個人都有自己的視角在虛擬現(xiàn)實中，和真實世界一樣互相進行交互式的操作。

3? 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用效果

這種虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以相得益彰的用于職教學(xué)生的實訓(xùn)當(dāng)中，解決教具少不能多人進行實訓(xùn)等困難，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以組織學(xué)生一起進行各種場景的實訓(xùn)教學(xué)活動。

3.1 得到真實的實訓(xùn)體驗

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在軌道交通控制類專業(yè)實踐教學(xué)中，由于學(xué)生可以通過各種器官的體驗產(chǎn)生真實的交互感覺，所以可以提高實訓(xùn)的效果。這種模擬現(xiàn)實的實訓(xùn)學(xué)生可以通過自己動手，得到真實的體驗是看視頻和看書所不能產(chǎn)生的真實經(jīng)驗。可以把學(xué)生帶入真實的實訓(xùn)場面當(dāng)中，學(xué)生通過這種模擬現(xiàn)實的技術(shù)可以得到交互式的真實體驗，通過反復(fù)的練習(xí)可以掌握看書所學(xué)不會的操作技術(shù)，達(dá)到職業(yè)崗位所需要的實訓(xùn)的教學(xué)要求。這種教學(xué)方式給學(xué)生提供了操作機會，使以前無法完成的實訓(xùn)學(xué)習(xí)成為可能。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以給學(xué)生提供任意的鐵路維護檢修教學(xué)場景，比如信號機維護檢修、軌道電路設(shè)備維護檢修、道岔轉(zhuǎn)轍機維護檢修、鐵路信號電路故障查找等各種虛擬現(xiàn)實場景，學(xué)生們借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以得到真實的體驗機會，解決了實踐教學(xué)中以往由于設(shè)備場地的限制所達(dá)不到的教學(xué)效果。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以進行各種鐵路信號設(shè)備維護檢修的實訓(xùn)操作，在現(xiàn)實中軌道交通控制是高職軌道交通類院校的一個很重要的專業(yè)，軌道交通控制的設(shè)備都是比較貴重的，工具也價值不菲，而且在操作中這些都是易耗品每次實訓(xùn)都要付出很多成本資金，現(xiàn)在完全可以應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行實訓(xùn)教學(xué)，學(xué)生在虛擬的世界里可以體驗到真實的感受，然后運用指導(dǎo)教師所教的技術(shù)進行反復(fù)的維護檢修操作訓(xùn)練，不用擔(dān)心損壞了零件所造成的損失，也不計成本地進行訓(xùn)練因此可以練就很高的技術(shù)水平。

3.2 增加交互的實訓(xùn)感覺

在職教實訓(xùn)教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以使學(xué)生和真實的操作一樣進行交互式的練習(xí)，學(xué)生通過這種模擬現(xiàn)實的交互式的操作，可以得到和真實的現(xiàn)實的操作一樣的鍛煉效果。比如學(xué)建筑的學(xué)生要進行高空作業(yè)的模擬訓(xùn)練，這時候完全可以依靠虛擬現(xiàn)實技術(shù)，來模擬真實的場景來進行高空作業(yè)訓(xùn)練，逼真的立體場景讓學(xué)生產(chǎn)生真實的感覺，怕高的學(xué)生有一種真實的站在高處的感覺，通過反復(fù)的訓(xùn)練有助于學(xué)生消除的恐高的心理，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬高空開龍門吊車學(xué)習(xí)。

因為虛擬技術(shù)沒有危險也不用擔(dān)心成本，所以很適合學(xué)生進行實訓(xùn)練習(xí)。職教老師可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，給學(xué)生提供一個安全的實訓(xùn)學(xué)習(xí)的機會。

3.3 多人參與

在職教的實訓(xùn)課中利用虛擬現(xiàn)實的技術(shù)，可以給學(xué)生提供以往所不具備的實訓(xùn)的機會，學(xué)生都有上機操作的機會，還可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在一起配合操作，反復(fù)練習(xí)加強記憶提高技術(shù)水平。比如在鐵路信號設(shè)備維護檢修的實踐教學(xué)中，反復(fù)進行維護檢修訓(xùn)練不會造成由于操作不熟練導(dǎo)致零件損壞產(chǎn)生的經(jīng)濟損失。

3.4 縮短設(shè)備運行時間

運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行實訓(xùn)練習(xí)可以不必?fù)?dān)心成本，也不會出現(xiàn)危險不會造成設(shè)備的損壞。對于任何的專業(yè)都可以利用這種虛擬現(xiàn)實的技術(shù)進行實訓(xùn)，也不會消耗成本不會造成設(shè)備損壞，每個學(xué)生都可以上機操作縮短了設(shè)備運行的時間，不用排隊等著一臺設(shè)備大家輪流學(xué)習(xí)，因此學(xué)生可以反復(fù)的練習(xí)非常適合學(xué)生實訓(xùn)學(xué)習(xí)使用。

3.5 滿足學(xué)生彈性學(xué)習(xí)需要

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行職教實訓(xùn)學(xué)習(xí)，可以不受天氣時間的限制學(xué)生可以進行彈性學(xué)習(xí)，利用課余時間也可以開機進行虛擬現(xiàn)實的實訓(xùn)練習(xí)，因此可以有效地幫助學(xué)生克服缺少教具的困難，隨時隨地都可以進行實訓(xùn)練習(xí)。

3.6 降低危險

高職軌道交通控制類專業(yè)教學(xué)有很多的不同實踐教學(xué)內(nèi)容，在實訓(xùn)中有一些登高、用電的項目都具有很多的安全隱患，采取虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以有效地杜絕這些安全隱患，比如高空作業(yè)利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以產(chǎn)生身臨其境的高空反應(yīng)，但是卻不會帶來真正的危險，在一些帶電的操作中，只會真實地模仿環(huán)境不會引起觸電傷害，所以降低了實訓(xùn)的危險。

3.7 模擬工作環(huán)境

通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以模擬將來的工作環(huán)境，為以后步入職場早做準(zhǔn)備，學(xué)生可以利用虛擬技術(shù)進行完整鐵路信號設(shè)備的維護檢修工作，可以模擬登記要點、登記銷點的環(huán)節(jié)，熟練掌握整個維護檢修的程序，通過虛擬的操作進一步了解維護檢修規(guī)律。

4? 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職教學(xué)習(xí)中的問題

虛擬現(xiàn)實技術(shù)由于具有真實的模擬感覺，可以給學(xué)生提供各種實訓(xùn)的機會不會發(fā)生危險還能節(jié)約資金成本，因此對于高職軌道交通控制類的實踐教學(xué)具有很明顯的現(xiàn)實意義，但是由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)還不成熟，在具體的應(yīng)用中還會出現(xiàn)一些問題。

由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的硬件問題，有時會出現(xiàn)視覺和聲音移動時候出現(xiàn)卡頓的現(xiàn)象，因此會影響上課的效果，由于虛擬現(xiàn)實教室投資很大因此會占用很大的成本也是一個現(xiàn)實的問題，由于虛擬現(xiàn)實的教學(xué)場景有限因此有的教學(xué)由于缺乏場景，因此不能進行虛擬現(xiàn)實的實訓(xùn)學(xué)習(xí)，這些場景教課老師自己不能開發(fā)所以影響了這項技術(shù)的實用性。老師使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)，要有一套全新的教學(xué)方式不能沿用過去的傳統(tǒng)思維方式，必須改變觀念與時俱進的發(fā)展。

5? 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一個高科技的產(chǎn)物，隨著3D技術(shù)的發(fā)展虛擬現(xiàn)實技術(shù)越來越逼真，職教學(xué)習(xí)中可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來進行教學(xué)實訓(xùn)工作，利用這項技術(shù)可以帶領(lǐng)學(xué)生進行以往所進行不了的課程實訓(xùn)，通過這項技術(shù)可以提高學(xué)生的動手能力，使學(xué)生利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)反復(fù)地進行練習(xí)提高自己的實際操作水平。

參考文獻

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[3] 申蔚，曾文祺.虛擬現(xiàn)實技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2019.

①基金項目：2018年度廣西職業(yè)教育教學(xué)改革研究項目《混合現(xiàn)實技術(shù)在軌道交通控制類專業(yè)實踐教學(xué)中的應(yīng)用與研究》（項目編號：GXGZJG2018B086）。

廣西高等學(xué)校高水平創(chuàng)新團隊及卓越學(xué)者計劃資助《高鐵信號職教裝備技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用》：（項目編號：桂教人〔2018〕35號）。

作者簡介：黃聰（1982，7—），男，漢族，廣西欽州人，本科，副教授，研究方向：軌道交通信號自動控制。