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虚拟教学精选(九篇)

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虚拟教学

第1篇:虚拟教学范文

一、 通过体验,在语境中感知虚拟语气

牛津高中英语模块六Unit 3和Unit 4两个单元的语法教学内容是虚拟语气,教师在进行新课学习时,首先让学生欣赏一段对话(教师最好根据身边的生活进行原创设计),之后分角色进行体验(互换角色),再自由组合进行分组演练。学生通过实际交际行为,感知、领悟虚拟语气的含义。例如:

Tom: Hello, Mary. I’ve heard that you’ll go abroad to China to study the Chinese language.

Mary: Yes, I’m desperate to. How I wish I were a bird so that I could fly there.

Tom: Well, It’s said that China is a beautiful country with a long history. If I were there, I would visit its great places of interest. You know I am too busy.

Mary: Yes, I want to visit the Great Wall first. I’ve been told that it’s one of the world wonders. Strangely, it seems to me as if I had been there before.

Tom: If only I went together with you.

Mary: I hope so. Anyway, my dream will come true next month.

Tom: Have a good trip.

Mary: Thank you.

通过模仿这段对话中的角色,学生可以感受到人物的美好愿望,但这些愿望却不是客观存在的事实或者是不可能发生的事情,虚拟语气的含义尽在言语之中。另外,在对话中的黑体部分体现了虚拟语气不同的表达方法,学生在感知虚拟语气概念、意义的同时还可以了解虚拟语气的表达形式,为后来的语言知识教学打下基础。

二、 多方位呈现虚拟语气的表达方式,领悟英语丰富多彩的语言魅力

虚拟语气是通过谓语动词的特殊形式来表示的。在不同的结构中有不同的表达方式。学生在理解虚拟语气之后,教师对虚拟语气的结构进行语言知识教学。教师呈现语言知识时要具有总结性、概括性,要清晰明确,以便学生记忆,为语言技能的培养打下基础。在中学阶段,具体强调以下形式:

1. If条件句中的虚拟语气

If条件句中的虚拟语气强调时间的概念。首先,搞清楚句子中虚拟语气是针对哪个时间段内的某项事实的假设,是现在、过去还是将来,因为时间不同,表达形式不同。

2. 名词性从句中的虚拟语气

名词性从句包括主语从句、宾语从句、表语从句和同位语从句。这些从句中虚拟语气形式可分为以下几种:

1) 在表示建议、命令和要求的动词或名词所引导的名词性从句中,虚拟语气谓语动词的形式:should + do,其中should 可以省略。常见的这类动词有:suggest, suggestion, advise, advice, propose, proposal, recommend, recommendation, insist,order, require, requirement, demand, desire等,学生记住这些词语是掌握这类虚拟语气表达形式的关键。

2) It is important / necessary / natural / vital等形容词之后that引导的主语从句中, 虚拟语气谓语动词形式: should +do, 其中should 可以省略。

3) It is time (that) 从句中,虚拟语气谓语动词形式: did或 should + do,其中 should 不可以省略。 转贴于

4) wish之后宾语从句中,虚拟语气谓语动词形式。

3. 特殊句型中的虚拟语气

虚拟语气在下列句型中:1) would rather + sb.(代词为主格);2) as if/ as though引导的状语从句;3) if only...谓语动词有相同的表达形式。

虚拟语气表达形式多样,因此在教学中,教师不仅要强调虚拟语气是用谓语动词的形式来表示的,而且还要强调在一些句型中,谓语动词的形式和时间的关系。这样,学生在运用当中就能少犯错误。

三、 通过语言输入、输出,感受语法的语意功能

语言学习的目标是能够运用所学习的语言进行交流,因此,学生在使用英语进行信息提取、语言表达时要注意虚拟语气所表示的语意功能。例如:

W: Tony, have you finished your essay yet?

M: No, I still have some problems.

W: You may ask Professor White. This morning he came to give us a speech.

M:If I had met him, I would have talked to him about them.

Question: Why can’t Tony solve his problems?

A: He has too many problems.

B: He has no time.

C: He didn’t meet Professor White.

第2篇:虚拟教学范文

大学化学实验室应用虚拟仿真软件,学生可以利用软件进行实验课程的自主个性学习,最终逐步达到在真实实验室中熟练操作,这样加强了学生对化学实验的兴趣与实践能力的培养,从而使基础化学实验教学工作更加有序安全地进行。

【关键词】

虚拟化学实验室;实际教学;探索

随着高校教育的规模扩大,教育结构发生调整,高等教育趋向大众化教育,应用技术型高等学校的构建,要求在人才培养定位上重视应用性教育,着重培养具有较强社会适应能力与竞争能力的高素质人才,教学核心转向实践教学。为了更好地进行安全管理,学院曾多次进行了校内安全教育,通过课堂教学、举办讲座、进行消防演习等多种形式进行安全知识的宣传与讲解,从思想上让师生高度重视,从行动上提高防范的主动性,实验室中安全性及环保性建设要求日益加强。为了能更好地让学生在实验室里主动、自主的学习,学院还构建了虚拟仿真实验室,使用各种便利快捷现代教学工具,利用虚拟实验软件,让学生分层学习,从而使学生达到培养与提高兴趣、能力及创新意识的目的。

一、传统教学课堂化学实验中的问题

1.教学难度加大。进入高校后,化学课程存在延续高中课程的现象,但内容与难易程度明显加大,要求学生达到更高的技能型,而上课学时的限制,学院实验设备、条件以及实践实习基地的限制,均制约着学生能力的培养,造成了教学效果、学生学习质量、以及人才培养成果之间的矛盾重重。

2.实验操作规范与熟练度训练要求加大。实际学习中,在校学生动手能力的训练受到实验室、仪器设备等教学条件的限制,很难达到仪器设备人手一套,并且有些化学实验过程的变化与反应瞬间即逝,学生很难能真正观察、了解实验原理与现象,造成实验教学效果无法达到预期目标,学生实验基础不扎实,实验中无法调动学生学习动力、兴趣与参与意识,学生应用能力与实际动手能力无法有效地进行培养与锻炼。

3.学生能力参差不齐。由于生源不同,基础、学习态度以及学习能力上存在着很大的差异,而传统课堂大班管理面授教学也越来越不能吸引学生的学习兴趣,教学效果相对有限,学生的积极性与主动性无法得到充分调动。

二、虚拟仿真实验室的优势

面对上述传统教学中存在的问题,如何使用现代科技工具与手段,培养学生的学习兴趣及创新精神,虚拟仿真实验室应运而生,填补了这方面的缺撼。虚拟仿真实验室是利用虚拟实验室软件系统,在虚拟空间中模拟实验过程与结果,让学生通过声音、文字及画面等直观展示实验的过程。

1.直观地教学展示。近年来,国内虚拟实验室软件系统一直在加大力度地研发,软件大多为桌面型,与多媒体教学设备构成教学平台,实现直观展示教学实验,软件画面清晰逼真,操作简便,易于在教学中展示。

2.实现微观世界宏观化。化学实验中大量涉及微观世界的分子形态、原子形态及物质结构,学生理解能力的强弱直接影响着学习结果,虚拟实验室中能将微观世界扩大化,让学生直观地了解物质结构与形态,展示3D结构模型演示图、模拟真实实验场景、仿真平台器材库等等,能让学生从视觉、听觉、触觉等方面多方位感知实验与事物的化学变化过程。

3.有效避免传统实验操作带来的各种危险。传统化学实验室进行实验要提前进行准备,实验过程中也要消耗大量地实验试剂及药品、材料,实验仪器、设备也会有损耗,还会生成大量的废液、废物及废气,污染环境,又因操作人员实际操作能力的高低,影响实验效果。另外,大多数实验试剂及物品也具有易燃、强腐蚀性等特点,存在潜在的危险源,这就造成实际管理过程中实验室对学生在实际操作过程中要求严格,制约动手能力的锻炼。

4.有助于个性化练习。使用虚拟实验室软件在具体实验中能避免直接接触危险及有毒的化学药品,杜绝危险源,且实验过程没有废弃物的排放,这样既能有效避免因操作不规范带来的危险因素,又可以进一步培养学生独立学习的主动性。学生可以通过各种感官来感知微观世界,符合现代学生的思维习惯,通过模拟技术,教师能够放心学生大胆地操作一些难度较大、有一定危险性与危害性的实验,为学生探索与主动学习提供有利条件,这种启发式教学方式相比传统面授教学方式能让学生主动学习,更好地培养了创新意识。虚拟实验室还能通过在线辅导等多种方式理解化学实验中的实验过程、仪器使用方法等理论,让差生跟上进度,弥补学习不足。基础好的可以进行拓展学习,实现学习个性化。经过系统学习和练习后,再让学生进行真实实验室操作,能够确保实验效果,大大提高成功率。总之,虚拟实验室突破传统实验室的限制,扩大实验过程的细节化,降低危险性至零,还可以降低成本,重复操作,提高演示化学实验的效果,减少等待实验结果的时间,从而达到实验过程全程绿色环保,高效率。它为学生提供虚拟操作平台,即时是实验过程中的错误操作,也可以通过软件直观地展示错误操作的后果,生动形象给学习者留下深刻的印象,避免再范错误,从而降低事故的发生,更好地防范发生事故。

结束语

虚拟化学实验室的出现使教学内容与过程直观、高效地展示在学生面前,微观世界的探索与研究进行转化为宏观模拟,将瞬间反应时间定格,将抽象的实验现象具体化,通过虚拟实验室的演示与练习,为学生实践能力训练打下基础。21世纪后的学生是信息化的一代,网络环境与信息化扑面而来,学生们注重个性张显,喜爱信息化式的学习方式,虚拟化学实验室为他们提供了丰富的学习资源,降低了实验成本,虽然它也有真实感不强的瑕疵,软件系统也需要不断的升级,从而不能完全替代了真实实验,只有在实践中不断摸索,将两者有机的结合起来,各自发挥各自的优势,教学中精心组织实验,才能收到最佳效果。

作者:郭莹 单位:西安科技大学高新学院

参考文献:

[1]王小蓉.虚拟化学实验室环境下的化学实验教学.中国教育技术协会,2004.

第3篇:虚拟教学范文

【关键词】汽车教学 虚拟动画 仿真系统 教学研究

在我国,汽车行业在最近几年取得飞速地发展,在制造汽车的时候,不仅要对汽车的数量提出具体的要求,对汽车的质量更是有严格的要求,这就要求汽车技术人员具有更精湛的技术。作为汽车技术人员,只具有扎实的理论知识是远远不足的,还需要具备非常强的操作技能,只有把两者完美地结合在一起,才能够制造出一辆质量达标的汽车。因此,作为汽车专业的学生,只接受理论知识是不够的,还要把学到的理论知识与实际的实践紧密结合在一起。现在,在汽车的教学过程中应用了虚拟动画与仿真技术,这门技术可以通过呈现动画模型的方式向同学们展示汽车的结构,这样学生通过视觉刺激,会对汽车的结构有更加深刻的了解,从而提高教学的实效性,保证教学的质量。

一、实现教学改革的重要途径

随着新课改的不断推进,教学改革也在风起云涌地开展,这就要求教学具有更高的质量和效率,为社会培养出更多的具有专业技能的人才,这些人才能够满足社会对人才的需求,为社会贡献出自己的一份力。但是,在传统的汽车教学过程中,教师只是一味地填鸭式教学,为学生灌输大量的理论知识,完全不重视学生的实践操作能力的培养,造成学生在课堂上所学到的理论知识不能与实际的操作结合在一起。但是,如果在汽车教学中应用虚拟动画与仿真技术,就可以在很大程度上弥补不足,使学生把理论知识和实践操作紧密结合在一起,从而提高学生的综合能力。虚拟动画与仿真技术的应用,不仅为教师的教学带来了很多方便,也有助于学生对所学的理论知识有更加深刻的理解。

二、有利于提高教W质量与效率

通过虚拟动画与仿真技术向学生们展示汽车结构,有助于学生们加强对所学的理论知识的理解,能够对汽车的结构有更加深刻的认识,把理论与实践完美地结合在一起,有助于学生能力的提高。而且,这种教学方法能为学生够营造一种轻松愉快的课堂气氛,激发学生学习的积极性,调动学生学习的热情。通过运用虚拟动画与仿真技术,把教师所要讲授的理论知识呈现出来,给学生们造成一定的视觉冲击,有助于学生们加强对知识的理解。还可以利用这个技术为学生创设相应的情境,把理论知识与现实生活有机地结合成为一个整体,能够让学生们对所学到的理论知识活学活用。教师可以利用软件,对汽车进行重新组装,这样不仅可以激发学生的学习兴趣,还能够加深学生的理解,通过图像把抽象的知识展示出来,可以提高教学效率和教学质量。这门技术的应用,使汽车教学更加轻松,教学内容更加丰富,在很大程度上提高了教学的实效性。

三、有利于将理论与实践结合起来

这门技术把抽象的理论知识具象化,学生在学习的时候,不会感到枯燥乏味,而是有更加明确的目标,更加具有学习的动力,从而使学习效率进一步提高,这样学习效率也会有显著的提高。教师可以利用这门技术把抽象的知识具体化,灵活运用,把理论知识与实践操作有机地结合在一起。在教学的过程中,教师可以结合软件有更加合理的教学设计,通过向学生们展示软件,帮助学生们理解知识。这门技术是教师教学过程中的辅助手段,可以利用这个软件重点分析教学的重点和难点,如果遇到学生不容易理解的非常抽象的知识,教师可以利用这个软件为学生一步步地分析。软件可以把汽车的结构通过视频的方式呈现出来,对学生形成直接的视觉冲击,学生通过对图像的理解,能够进一步理解知识,同时还能够增强学生的动手操作能力,提高学生的综合素质。

四、汽车教学中的虚拟动画与仿真设计

在教学中应用虚拟动画与仿真技术,对为汽车教学带来非常大的影响。因此,在汽车教学过程中,应该重视这门技术的应用,要了解社会对汽车专业人才的需求,再结合学生的发展特点,设计合理的教学内容,这样可以把这门技术的作用最大化。在汽车教学过程中,主要是让学生了解汽车的整体结构以及各部分零件,学会处理汽车遇到的各种问题等。这门技术可以把汽车的结构进行拆卸和重新组装,有利于学生的掌握。

五、结束语

随着科学技术的不断进步,汽车教学技术也会取得新的发展。最近几年来。在汽车教学中应用了虚拟动画与仿真技术,通过这门技术,让学生对相关的理论知识有更加深刻的理解,为教师的教学工作提供了很多方便,对于教学效率的提高有更加重要的意义。这篇文章立足于汽车教学的视角,对虚拟动画与仿真技术作出了详细的介绍,希望能够为汽车教学提供一定的借鉴和帮助。

参考文献:

[1]高云,吉武俊.汽车教学中虚拟动画与仿真的教学研究 [J].品牌.2015(05)

第4篇:虚拟教学范文

首先,让我们来学习规则的虚拟条件句,即主从句虚拟的时间一致。请看下表:

记下这张表,就为我们学习虚拟语气奠定了基础。怎样才能快速地记下它呢?我们先从主句的谓语动词形式开始,虚拟将来和现在的形式都是would/should/might/could do,虚拟过去的形式是would/should/might/could have done.我们再来看从句的谓语的动词形式,其实质就是在陈述语气下所使用的谓语动词形式相应的过去,即一般变过去、过去变过去完成。当我们虚拟的时间是将来时,在陈述语气中,我们用do/shall do或者am/is/are to do来表示将来,在虚拟语气中,我们就将其变为相应的过去,即为dodid,shall doshould do,am/is/are to dowere to do;如果虚拟的时间是现在,在陈述语气中我们常用do来表示现在,在虚拟语气中即为dodid;如果虚拟的时间是过去,在陈述语气中,我们常用did来表过去.在虚拟语气中即为didhad done.请看下面的例子:

(1)如果他有钱,他就会买车。(虚拟现在)

在陈述语气中,我们可译为:

If he is rich,he will buy a car.

在虚拟语气中,我们就将iswere,即为:If he were rich,he would buy a car.

(2)如果我有时间,我就要学法语。(虚拟现在)

If I had time,I would study French.(havehad)

(3)如果再来一次洪水,他就会意识到他的错误。(虚拟将来)

If there should be another flood,he might realize his mistake.(shallshould)

(4)如果今天晚上你错过那场电影,你就会感到遗憾。(虚拟将来)

If you missed the film tonight,you would feel sorry for it.(missmissed)

(5)如果我早一点离开,我就会赶上那列车。(虚拟过去)

If I had left a little earlier,I would have caught the train.(lefthad left)

(6)如果我当初听你的建议,我就不会犯错误了。(虚拟过去)

If I had taken your advice,I wouldn,t have made a mistake.(tookhad taken)

最后,我们来学习一下混合虚拟条件句,即主句和从句虚拟的时间不一致,我们可以按各自不同的时间去套表中对应的谓语动词形式。请看下面的例子:

①如果他多得到6票,他现在就是我们的主席。

从句虚拟过去,主句虚拟现在,我们可译为:

If he had received six more votes,he would be our chairman now.

②如果玛丽今天到的话,那她必定三天之前就出发了。

第5篇:虚拟教学范文

英美文学是英语学习者的一门重要课程。它信息涵盖面大,内容丰富。学习者需要全面地了解英美文学发展史,及英美国家历史上重要的作家、作品,以及相关的历史背景、文化内涵、社会意义等,进而促进语言的学习。英美文学的传统课堂教学存在着很多不便和缺憾:因使用的课本篇幅有限,对一些长篇小说或诗歌只能选用部分章节,对某一作家的作品只能蜻蜓点水式地提及,大量作品需要课后阅读;因涉及的作品和内容多,寻找不便,影响学生的阅读及对作品的整体把握;因课本的相对固定性,教师灵活选用作品的可能性大大降低;由于课堂时间和空间的局限性,学生被动地听授课,课堂互动性差,参与人数少;课堂的信息容量和学生容量较小;教学内容更新速度慢;教学方案比较单一,不适应学生多样化的需求;社会效益和经济效益较低等。

随着计算机网络科学与技术的发展,把计算机网络技术当作英美文学教学的技术支撑和实现手段,可以使英美文学教学从传统的课堂教学模式迁移至基于Web的虚拟课堂教学模式,由此解决传统课堂无法解决的问题。

二、英美文学虚拟教学课堂的软件架构设计

在总体结构上,英美文学虚拟教学课堂由两个子系统组成,其中,一个是教师子系统,另一个是学生子系统。根据每一子系统所包含的功能,把子系统水平方向划分为若干功能模块,然后再把每一功能模块垂直方向划分为英美文学教学视觉逻辑层、英美文学教学校验逻辑层、英美文学教学逻辑层、英美文学教学数据存取逻辑层、英美文学教学数据驱动逻辑层、英美文学教学数据层(如图1)。

英美文学教学视觉逻辑层:主要是GUI(graphicaluser interface)成分,是教师或学生与计算机进行交互的界面,是可视的人机接口。教师或学生通过GUI给英美文学教学虚拟课堂系统下达指令,虚拟课堂系统响应指令并通过CUI把响应结果反馈给教师或学生。

英美文学教学校验逻辑层:主要任务是对教师或学生录入、提交给英美文学教学虚拟课堂系统的数据和信息进行有效性检验,以保证虚拟课堂系统的安全性和有效性,检验的依据包括为英美文学教学虚拟课堂所制定的规则、约束规范和计算机网络系统自身默认的规定、标准、规则。

英美文学教学逻辑层:包含了英美文学教学的真实流程的逻辑表达,即用自然语言详细描述英美文学教学的具体步骤和过程,它是虚拟课堂的核心部分,最能体现此系统是英美文学教学虚拟课堂而不是其它种类的系统,也是最需要教师用心表述的部分,这部分的质量将直接影响到编程等后续开发阶段的效果,从而最终影响到整个英美文学虚拟教学课堂的质量。

英美文学教学数据存取逻辑层:建立了虚拟课堂与英美文学教学数据库的桥梁,通过它,教师和学生可以异时、异地、透明地访问远程的英美文学教学数据库,好像英美文学教学数据库就在教师和学生的计算机上一样,虚拟课堂的不同功能模块的数据存取逻辑相似,区别之处是要存取的数据不同。

英美文学教学数据驱动逻辑层:主要包含英美文学教学数据库驱动程序,是虚拟课堂系统的底层软件部分,虚拟课堂的不同功能模块可以共享此层内容。

英美文学教学数据层:它包含了英美文学教学所使用到的各种形式的媒体,如:文本、图片、音频、视频、动画、数据等信息。该层是以数据库的方式来组织教师撰写的授课教案、课堂提问的问题、英美文学作品、英美文学作品分析作业、课堂提问的回答、学生完成的作业、学生身份信息、考试题、学生完成的考试答卷等。该层是虚拟课堂的心脏,它向系统的各个功能模块提供血液和营养(数据、信息)。

英美文学虚拟教学课堂的分布式软件架构的6个分层的相互关系是:从上层往下层依次调用,不能反向调用,也不允许越层调用。这样设计的优点有:由于不允许越层访问,所以增加了虚拟教学课堂的安全性;调用逻辑清晰、简洁,有利于系统的设计、编程、测试、使用、维护;有利于复用,即英美文学虚拟教学课堂中的某些分层构件可以用于构建其它的分布式应用系统。

1.教师子系统的软件架构设计

教师使用该子系统可以在任何地点和任何时间在线进行虚拟课堂管理和虚拟课堂教学。

(1)虚拟课堂管理模块

视觉层包含的可视元素有“教师登陆英美文学虚拟教学课堂”、“建立班级”、“添加同学”、“删除同学”、“修改同学信息”、“删除班级”、“学生成绩管理”等。校验层对教师身份的有效性进行验证,对教师提交的班级、学生数据和信息进行完整性、一致性、有效性检验等。教学逻辑层负责完成英美文学虚拟教学课堂的管理任务,即具体实现视觉层所列的大部分工作。数据存取逻辑层负责建立虚拟课堂与英美文学教学数据库的双向连接,以便教师访问(存与取)数据库中的信息。该模块与虚拟课堂的其它功能模块共享同一个数据驱动层和同一个数据层。

(2)英美文学教学模块

视觉层含有“英美文学理论教案”、“教师提问”、“回答学生提问”、“英美文学作品管理”、“英美文学作品分析实例”、“英美文学作品分析作业”、“批改作业”、“课程考试”、“教师阅卷”、“英美文学论坛”等可视元素,教师使用这些可视元素直接与虚拟课堂和学生进行异时、异地的互动。因为虚拟课堂管理模块中已对教师身份进行了验证,所以当前模块的校验层可以省略。教学逻辑层负责教师在视觉层撰写的英美文学理论教案,英美文学作品分析实例,教师对学生的虚拟课堂提问,各种媒体形式的英美文学作品、布置英美文学作品分析与评论的虚拟课堂作业、批阅学生作业和打分、解答学生提出的问题、课程考试题、在线考试阅卷和打分、与学生一起参加关于有争议的话题或疑难问题的英美文学讨论等。在教学逻辑层功能的实现过程中,需要直接调用数据存取层和间接调用数据驱动层、数据层的服务功能。数据存取层的任务是为教师备课和教学等活动提供所使用到的各种形式的信息和数据。虚拟课堂教学模块与虚拟课堂的其他模块共享同一个数据驱动层和同一个数据层。英美文学教学模块的软件构件图(如图2)。

2.学生子系统的软件架构设计

学生使用该子系统可以在任何地点和任何时间,在线与老师进行互动和进行英美文学的主动式学习。

(1)学生自我管理模块

视觉层的元素包括“学生登陆英美文学虚拟教学课堂”、“报名注册”、“修改自己的信息”。校验层对学生登陆身份的有效性进行验证,即对学生提交的信息进行完整性、一致性、安全性检验等。教学逻辑层的任务是负责具体实现视觉层中的各元素所代表的功能。数据存取层负责完成学生自身信息的存储和提取工作,需要数据驱动层、数据层为其提供支持和服务。学生自我管理模块与虚拟课堂的其他模块共享同一个数据驱动层和同一个数据层。

(2)英美文学学习模块

视觉层的元素包括“学习英美文学理论”、“阅读英美文学作品”、“英美文学作品分析实例”、“做英美文学作品分析作业”、“回答老师提问”、“向老师提问题”、“参加考试”、“成绩查询”、“英美文学论坛”学生使用这些可视元素与虚拟课堂和老师进行在线交互。因为学生自我管理模块中已经对学生身份进行了验证,所以当前模块的校验层可以省略。学习逻辑层负责完成和实现视觉层中所列的各项在线学习活动。在学习过程中,学习逻辑层需要直接调用数据存取层和间接调用数据驱动层、数据层的功能。 数据存取逻辑层负责实现在线学习过程中学生所用到的各种信息和数据(文本、图片、音频、视频、动画、数据等)的存储和获取,为完成这些工作,数据存取逻辑层需要直接调用数据驱动逻辑层和间接调用数据层的功能。英美文学学习模块与虚拟课堂的其他模块共享同一个数据驱动层和同一个数据层。英美文学学习模块的软件构件图(如图

3.英美文学虚拟教学课堂的拓扑结构

英美文学虚拟教学课堂的拓扑结构(如图4)。从静态的部署角度来看虚拟课堂,各功能模块的第1-5层部署在Web服务器上,第6层部署于数据库服务器上,教师和学生端的计算机只部署intemet浏览器。从动态的运行角度来看虚拟课堂,各功能模块的第1层在教师和学生端的intemet浏览器内运行,第2-5层运行于Web服务器上,第6层在数据库服务器上运行。英美文学虚拟教学课堂的支撑体系和基础设施是国际互联网。

三、虚拟课堂与传统课堂的分析与比较

相对于传统的英美文学教学模式要求教师和学生都必须在同一时间,集中于同一地点进行教学活动的方式而言,英美文学虚拟教学课堂可以节省路费、住宿费、教室等开销,符合提倡构建创新型、节约型社会的理念。英美文学虚拟教学课堂可以节省教师和学生在路上奔波的时间开销,实现无纸化教学,节省纸张,符合环保的理念;可以为那些因为某种原因而不能到校学习者,提供方便的学习机会;从某种意义上,英美文学虚拟教学课堂是传统教学课堂的有益扩展和补充。因此,英美文学虚拟教学课堂具有一定的社会效益和经济效益。

在传统的英美文学教学模式中,教师是主动的.学生是被动的,因为知识是被教师“推”给学生的,是填鸭式教学。在英美文学虚拟教学课堂模式中,教师和学生都是主动的,因为教师先把知识“推”给Web和数据库,然后学生把知识由Web和数据库“拉”到自己身边,这种模式不但使学生学习了知识,更重要的是锻炼了学生的自主学习能力、自主学习意识和自主学习方法,是进行素质教育的一个重要手段和方法。

英美文学虚拟教学课堂的信息和知识容量等于英美文学教学数据库的容量,它包含与英美文学教学内容有关的各种各样的媒体资料,如:文本、图像、声音、电影、动画等,而传统的英美文学教学课堂的信息和知识容量等于教师在课堂上面对学生时,在有限的时间内所讲授的内容。所以,英美文学虚拟教学课堂的信息和知识容量远大于传统的英美文学教学课堂的信息和知识容量。另外,由于英美文学虚拟教学课堂几乎不受时间和空间的限制,而传统课堂在很大程度上受制于授课的时间和空间,所以虚拟课堂的学生容量也远大于传统课堂的学生容量,即虚拟课堂可以给更多的英美文学爱好者提供方便的学习途径和机会。

教师可以随时随地地更新英美文学虚拟教学课堂的教学内容,学生可以同步地获取更新了的学习内容,从而使得知识更新非常方便、快捷、一致。由于传统课堂教学内容的更新在很大程度上受时间和空间等客观因素的限制和制约,因而不便于更新或更新速度很慢。

在英美文学虚拟课堂上,每个学生均可以面对庞大的学习资源,根据个人的兴趣、特长、经历、环境等因素进行知识和教学内容的选择,制定适合自身特点的学习方案,所以对英美文学虚拟课堂的学生群体来说,教学方案就呈现出多样化、个性化的特征。而英美文学的传统教学模式,面对不同的学生,其教学方案就显得比较单一,不能很好地调动起学生的学习积极性,从而影响到教学效果和质量。

四、结语

第6篇:虚拟教学范文

关键词:虚拟测试技术;分组合作实验法;教学改革

中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)02-0050-02

一、虚拟测试技术的简介

虚拟仪器的核心为“软件就是仪器”,即用软件模拟仪器的功能,其利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板,如开关、旋钮、仪表盘等,通过多种方式表达输出检测结果,并结合计算机强大的软件功能实现信号数据的运算、分析和处理,通过I/O接口完成信号的采集、测量和处理[1]。虚拟仪器软件简单易用的图形化编程界面,丰富美观的控件,广泛的硬件支持和大量的算法工具包,使其在测控行业被广泛的认同,同时虚拟仪器开发软件中集成了如自动控制原理、数字信号处理、通信原理等相关专业知识模块,有利于在专业课程学习过程中构建实验环境,在理工科的实验教学方面也得到越来越多的应用。

二、虚拟测试技术的教学定位

虚拟测试技术开发软件提供了大量的开发模块,如Control Design and Simulation(控制设计与仿真)、Image and Signal Processing(图像和信号处理)和Industrial Monitoring and Control(工业监测与控制)等,同时还提供了种类齐全的信号采集电路板,这些开发模块及配套的硬件模块能够模拟专业课程的实验教学环境,亦能满足测控行业的广泛需求。基于以上特性,虚拟测试技术具备了辅助教学的功能以及较好的就业前景,因此在教学过程中,将《虚拟测试技术》课程性质定义为一门实际应用课程及教学辅助工具,在教学过程中加强理论知识与实际应用的结合,并注意《虚拟测试技术》与《自动控制原理》、《数字信号处理》、《通信原理》等专业课程之间的联系,通过虚拟仪器模拟实验环境,进而提高学生对相关专业知识的学习效率,降低部分专业实验室的构建成本。在教学设计中可将虚拟测试技术的教学目的分为两部分:实际应用与辅助教学。

三、虚拟测试技术的教学改革

传统的教学方法中,教学安排为理论课时和实验课时,而且实验课时量偏少,教师在理论课上纯粹地讲授课程内容,将每一步实际操作都做详尽的交待或示范,再由学生在课后或是实验课上机械地模仿整个过程,这样的教学方式虽然能使学生在短时间内掌握教材内容,但是不利于学生对知识的真正理解和灵活应用,局限了学生的思维,约束了学生的创造力和想象力,也使部分学生对课程兴趣不足,课后的学习积极性不强,因而导致教学效果不理想。针对传统教学方法的不足,在虚拟测试技术的教学过程中,将理论教学融合在实验教学中,所有课时都安排在计算机机房进行,使学生便于将理论知识与实际操作结合。同时,在教学中提出分组合作实验法,以实验框架的形式布置给学生,学生按照每三人一组划分为若干组,每一组学生根据实验框架进行讨论,确定实验功能、细化实现方案、拟定实验的具体实现过程,进一步领会重要知识点以及实现中的难点,最后设计程序面板、编写代码,完成实验。通过融合了理论教学的分组合作实验教学法,学生思维的严谨性、开拓性得到了更好地训练、创新能力以及团队协作意识得到一定的提升,有利于适应今后就业的环境,满足企业需求。在分组合作实验教学法实施的过程中,应注意以下几个方面:

1.课程内容设计。课程内容的设计,要参照教学目的及教学进度安排,遵循三者相符合的原则,并将课程内容融合到实际应用中去,按照1:1安排实际应用实验与辅助教学实验:实际应用实验中选取了模拟交通灯系统设计、模拟小区蓄水供水系统设计、自动售卖机程序设计和TCP/IP通信系统设计;辅助教学实验中针对部分专业课程选取相关联的内容,例如与信号与系统专业相关的信号分析仪设计,涉及数字信号处理课程的IIR滤波器设计,与自动控制原理课程相关的二阶系统虚拟实验平台设计和针对通信原理课程的数字信号基带频带传输。这些实验的设计,涵盖了虚拟测试技术中大部分的基本知识要点,通过实际操作,学生能掌握虚拟测试软件的使用,面板设计与后台编程的基本方法,了解项目开发的流程以及虚拟测试技术在项目中的基础应用方法。

2.实验难度设计。针对学生学习基础及学习能力的差别,实验选取难易结合,阶梯式提高实验难度。实验要求分为基本模块和扩展模块,实验基本模块考察基本知识点的应用,拓展模块侧重于知识点的扩展应用,训练学生严谨、灵活、系统的编程思维,学生可以根据自己的兴趣自主选择相应的模块。例如在实际应用中的实验题“交通灯系统模拟设计”,实验基本要求为模拟交通信号灯,控制东西南北四向直行的交通运行,并可以自由的设置信号灯时间的长短;在该实验中设置了扩展模块,除了完成基本模块外,需要考虑路口的左转、右转信号指示;在辅助教学中的实验题“IIR滤波器的设计”,实验的基本要求为产生一个带有噪声的正弦信号,选择一种滤波器对其进行低通滤波,显示滤波前后的效果;课题中的扩展模块为综合滤波器设计,可以实现多种低通滤波器的自主选择,以及滤波器参数的自由调节。

3.实验点评。实验点评时讲授实验中所包含的知识点,解决学生在实验过程中存在的问题,并对小组实验设计成果进行检验。实验的点评主要侧重以下几个方面:(1)实验规划点评:包括实验功能的细化,实现方案的比较,实现方案过程中的重难点把握程度等,通过这些要点的点评,整合出最全面的实验设计,强化学生细致的分析能力和全面的综合能力;(2)实验知识点评:教师对实验中涉及的重难点知识进行讲解,提示知识点应用过程中需要注意的细节;并对辅助教学实验中的专业知识进行梳理,从而使学生能将各个学科的专业知识融合在一起,加强学科间的交流;(3)实验设计点评:对程序界面设计美观度、代码编写的规范性进行点评,培养学生良好的编程习惯及严谨的逻辑思考能力;(4)实验效果分析:需要对各个小组的完成情况进行统计,针对完成过程中普遍存在的问题进行更详细的讲授或是实例示范,同时对个别完成情况较差的小组给予重点辅导,以避免学生在课程内容的掌握水平上差距过大,使部分学生丧失学习兴趣。

四、结论与展望

在《虚拟测试技术》教学过程中,放弃纯理论教学,利用计算机机房良好的实际操作环境,达到更高质量的教学效果,并在课程考核中采用了用计算机考试替代卷面考试的方法,以便更真实准确地反映出学生的知识掌握水平。

教学过程中采用的分组合作实验教学法,打破了传统常规的教学模式,分组合作模式能够让学生提前感受到企业中团队协作的氛围。通过实验的精心选取,取得了较好的教学效果,实际应用实验侧重于提高学生解决现实问题的能力,而辅助教学实验有助于加强学科之间的联系,使学生对其他专业课程较抽象内容有形象的认知,对知识的理解和掌握起到较大的帮助。通过这种教学方式,学生能与教师形成良好的互动,一方面能够针对自己在实验设计中遇到的问题,通过思考和解决问题,巩固教师课堂上的知识,进一步加深印象,另一方面也激发了学生的学习兴趣。该方法在教学中取得了较好的效果。

随着网络信息时代的发展,虚拟测试技术的应用普及已经得到了越来越广泛的支持。通过着眼于实际操作能力的课程教学,学生能初步掌握虚拟仪器设计的基础技能和技巧,有志于在将来涉足虚拟仪器应用行业的学生,还可以通过参与全国虚拟仪器大赛,或是参加CLAD(LabVIEW助理开发员认证)、CLD(LabVIEW开发员认证)甚至是CLA(LabVIEW架构师认证)考试,将自己的技能提升到更专业的水平,为自己将来的就业铺设一条更宽的道路。

参考文献:

[1]姜香菊,路小娟,廖仲翠,苟军年.大学《虚拟仪器测试技术》课程实践教学改革与探索[J].中国教育普刊,2009,(6):66-67.

第7篇:虚拟教学范文

【关键词】虚拟现实;虚拟仪器;电子教学

2010年的年初,詹姆斯.卡梅隆的3D电影《阿凡达》席卷了全世界,这部电影完全颠覆了人们心目中传统电影的概念,艺术表现技术发生了质的飞跃,为全世界展现出了宏伟壮观的视觉效果,特别利用了三维立体的电影技术,现在的电影艺术里已经把这项技术作为重要的卖点。电影不仅让观众深深体验到前所未有的三维的视觉和心灵的冲击,同时3D技术也成为了人们关注的焦点。近年来,随着科学技术的成熟,3D技术应用于越来越多的领域,除了全国人民都比较熟悉的3D电影技术,电视与游戏的3D技术也正在兴起,同时虚拟社区的3D商店和虚拟现实技术也逐渐走进了高校的电子教学中。虚拟现实技术在电子测量领域的应用非常广泛,其中也包括电子设计和虚拟实验等。虚拟系统中的编程语言LabVIEW等课程是高校理工科学生和必修课程。目前国内的大学都配有虚拟电子实验室,其中大量应用虚拟现实技术的电子实验教学软件。为了方便教学,学校专门建立虚拟电子实验图像的交互式的教学平台,由电子计算机辅助教学,并且还可以对电路和虚拟实验的非损耗设备进行定期检测,教学设备的类型多样,实验成本低且效率高。

一、虚拟现实技术概述

一般来说,只要是通过三维模型实现人机交互的操作就都可以被称为虚拟现实的技术。虚拟现实的定义还可以用更为严格概念表述:就是指通过虚拟仪器的操作,然后应用到相应的实际场景中,并赋予这个场景一定的功能显示。例如3D汽车模型,当车辆的三维模型制作出来后,可以允许用户选择这个三维模型所处的背景,可以是运行在城市或乡村的路上,它允许用户编写动作脚本为这个虚拟模型进行定义,满足各个要素后得到的才是最完整的“虚拟现实”。

虚拟现实还应该具有以下的特点:

多感知性:这个特点是指虚拟现实不仅能够表现出来计算机技术赋予的特点,通常它还具有听觉、触觉、运动甚至包括味觉、嗅觉的感知功能。

浸没感:又称临场感知,这个特点是指模拟环境的仿真度达到理想的状态,使身临其境的用户难以分辨真假,用户全身心投入到计算机创建的三维虚拟环境中,所有的环境是真实的,就像在现实世界中一样。

互动性:用户在虚拟环境中的可操作程度以及反馈程度,具体的说就是用户可以通过直接接触的方式来控制虚拟环境中的对象,并能感觉到物体的重量等具体信息,用户也可以直接操控视觉对象。

构想性:它是指虚拟现实技术可以创造出一个广泛的空间,可以通过想象扩大用户的认知范围,可以不受真实环境限制而随意的想象,哪怕是现实环境中不可能发生的。

二、在电子教学中应用虚拟现实技术

现在我们所说的虚拟现实技术的本质主要是指人与计算机之间信息交流的技术,针对虚拟现实技术的特点,我们可以把这一技术应用于电子教学过程中,提高教学质量。

1.虚拟教学与虚拟实验

虚拟现实技术能够为为学习者提供丰富的学习资源和学习材料,借助于虚拟现实技术,教师和学生可以在虚拟环境中观察到一些关键问题,让学生在亲身体验中获得实践经验,大大提高了他们对抽象知识的理解能力和对所学内容的控制能力。虚拟实验主要是利用虚拟现实技术建立各种虚拟实验室,根据教学的需要可以在任何时间内,并以任何形式虚拟各种各样的教学设备,教学内容可以不断更新,使教学训练能够与科技的发展速度同步,为学生提供生动逼真的学习环境。

2.虚拟仿真校园

以虚拟现实技术为基础建立远程教育平台,为学生提供移动学习空间,因为高校扩招,目前学校的学生人数已经达到了一定的规模,相比而言学校的教学资源出现了紧张的现象,远程教育通过课程目录和网站程序的交互式远程教学,为每个远程终端开放继续教育,可以提供更多的学习机会和专业技术培训,也能为社会创造更多的经济效益。

三、虚拟仪器在电子教学中的优势

在教学过程中,完整的测试仪器会由许多不同的仪器组成, 这些虚拟仪器和计算机网络互连,网络模块可以建立通信系统与远程应用工具交流信息,通过互联网电子邮件系统的功能为远程实验教学创造了有利条件。

虚拟仪器拥有强大的数据处理功能,它以计算机技术为核心技术,使用虚拟仪器可以很容易地测量变量,并且清晰的显示测量分析的过程。而传统仪器的测量存在一定误差,虚拟仪器的测量速度快、精度高,优势比较明显。

虚拟实验的设计和测试是各种电子电路等电路虚拟实验的反馈,教师可以设计计算机“虚拟组件”和“虚拟测试仪”工作平台,学生通过远程网络学习后访问学校的虚拟实验室系统,执行应用程序即可进行虚拟实验,测试的结果和模拟分析过程都会存储在磁盘上,有且于学生对于学习结果的巩固。

虚拟电子实验室为学生创建了一个理想的测试环境,构建新的教学模式,促进学生的创新能力,教学结果的验证实验方案也可以选择解决具体生活中的问题,如数字电路课程结束后,学生可以把虚拟实验室中的操作用于声控灯、报警电路、控制电路和控制电子交通灯的电路设计,不仅可以提高学生学习的积极性,还有助于提高教学质量和学生的动手操作能力。教师还可以利用虚拟电子实验室设计一些高难度的综合设计,例如数字钟里的计数、译码和分频电路对于钟表数字显示的控制,集成的组合逻辑电路和时序逻辑电路等,进一步培养学生的能力。

参考文献

[1]胡长涛,徐淑娟,朱翠兰.虚拟校园漫游系统的研究与实现[J].机电产品开发与创新,2011(02)

[2]陈路,吴成明.基于VRML的虚拟场景构建的优化[J].电脑学习,2008(06).

[3]李欣.虚拟数字校园场景建模研究[J].浙江师范大学学报(自然科学版),2005(04).

[4]朱岩,鲍泓,张姝,孙悦,马楠. 场景三维仿真漫游系统设计与实现[J].北京联合大学学报(自然科学版),2010(04).

[5]张伟.Web3D技术在网络课程建设中的应用[J].电脑学习,2009(06).

第8篇:虚拟教学范文

2015年8月,辽宁省教育厅批复建设信息技术类、机械加工类、交通运输类等七大类虚拟仿真实训平台基地的建设。目前,七个虚拟仿真实训平台基地建设已经接近尾声,即将进入教学环节服务省内广大师生。虚拟仿真实训平台是利用虚拟现实技术、网络技术、计算机技术,仿真或虚构某些情境,供学生观察、操作、建构其中的对象,使他们获得类似真实的体验,从而更牢固地掌握知识理论体系或者获得某种技能的资源。

【关键词】虚拟仿真 实训平台 实践应用

1 虚拟仿真技术的现状

随着互联网技术及虚拟仿真技术的飞速发展,虚拟仿真实训平台平台这一教育资源也逐渐受到了教育界人士的青睐。目前国内投入运营的虚拟仿真实训平台平台屈指可数,以西南交通大学龙绪明教授为例,其率领团队开发的《SMT虚拟实践平台》已于2015年初完成,目前被西南交通大学、北京理工学院使用;辽宁省交通高等专科学校的《地铁线路控制虚拟仿真》也在轨道交通工程系的实训课程中使用。这些虚拟教学手段的使用在教学过程中改善了教学效果。

2 虚拟仿真实训平台的特点

2.1 可制定“理、虚、实”一体化的实践教学计划,将虚拟仿真训练有效的应用于实践教学环节中

原有的“理-实”教学模式是利用现有的实验实训教学环境结合理论内容来进行教学,实践教学过程中,受到实验实训环境不完善、实验耗材昂贵、实验实训环境安全隐患等诸多因素制约,影响了实训的效果,不能达到职业教育对实践教学的要求。在融入了虚拟仿真实训平台基地环境之后,很大程度上解决了上述问题,并且可以在任何时间、地点、终端的情况下进行实践训练,构建出“理、虚、实”一体化的实践教学模式,切实提升学生的实践动手能力。

2.2 可设计小概率事件训练方案,在虚拟环境中反复训练学生解决实际生产操作中所出现的故障、问题,避免学生在真实生产中误操作导致安全事故

电气设备、机械设备对操作者的熟练程度要求比较高,在不熟悉设备的情况下往往会面临高电压、高温度的危险,误操作会导致操作者的受伤或生产企业的损失。虚拟仿真实训平台应用于实践教学,将让学生在面对真实设备前,实现对设备的原理、设备的外观、操作方法、注意事项、小概率事件及维修保养等各个生产环节的熟练掌握, 最大程度为学生提供安全保障。

3 虚拟仿真实训平台应用研究的必要性

2016年底,辽宁省教育厅将对开发的七个虚拟仿真实训平台基地进行验收,虚拟仿真实训平台基地即将投入运营,如何充分利用虚拟仿真实训平台平台,发挥其在实践教学中的作用,真正实现“理、虚、实教学一体化”的问题已迫在眉睫。

通过本文的探讨,为虚拟仿真实训平台基地的开发注入新的思路,并为虚拟仿真实训平台基地的合理使用提供理论依据;丰富虚拟仿真实训平台基地平台的应用及推广体系,为虚拟仿真实训平台平台的应用和推广提供更多建设性的可操作方案。

通过对照传统实训基地教学模式,充分发掘虚拟仿真实训平台基地的教学优势,创建以虚拟仿真实训平台为主体的实践教学模式;利用虚拟仿真技术完善传统实践教学环节,构建科学合理的“理、虚、实”一体化实践教学体系。

4 虚拟仿真实训平台应用研究的方法

虚拟仿真实训平台应用的研究服务与实践教学,最终目的是为了实现学生从校门到企业的无缝对接。虚拟仿真实训平台基地在实践教学环节中的应用切实遵循高职学生的层次特点和学习兴趣,最终引导学生充分利用虚拟仿真实训平台基地资源,掌握职业技能。

因此,明确学生的学习特点和学习兴趣是基础。在掌握学生学习特点的基础上,归纳传统的生产实训和虚拟仿真实训平台各自的特点,并对这两类实训教学手段的优缺点进行比较和总结;研究目前已投入教学的虚拟仿真实训平台的使用情况,扬长避短;选用一部分学生提前试用虚拟仿真实训平台,总结其使用感受,并反馈到虚拟实训在今后的应用中。

具体研究方法如图1所示。

5 虚拟仿真实训平台在实践教学中应用的优势和不足

根据已投入实践教学的虚拟仿真实训平台的应用情况来看,虚拟仿真实训平台具备以下的优势:

5.1 创建沉浸式的仿真生产体验,极大提升学生的学习兴趣,养成自主学习的习惯

兴趣是学习动力的根本,虚拟仿真实训平台平台可以采用第一视角模式,以游戏环节带入,操作细节真实清晰,学生可24小时全天候登陆系统进行学习,自主沉浸在虚拟仿真的生产环境中,体验生产、安装、维修过程,切实的提升了学习效率和效果。

5.2 利用虚拟仿真生产环境,规范操作流程,养成良好的标准化生产习惯

通过虚拟仿真实训平台的应用,学生可以在网络平台上学习规范的任务流程、生产工艺及设备操作方法,避免了不同教师差别教学的情况,引领学生养成标准化操作的良好习惯。

5.3 建立校企联合培养的纽带,形成企业需求和学生成长相互反馈的机制,为今后校企合作模式开辟新道路

虚拟仿真实训平台基地中岗位的设定完全遵循企业实际用工要求,学生通过角色的体验可以明确学习方向;学生在虚拟仿真实训平台平台中关于设备操作和维护的成绩也可以转换为企业认可的证书,提升就业竞争力。

但在具体的应用过程中也体现出一些问题,具体问题如下:

(1)推广速度、覆盖院校范围不尽如意;

(2)部分学校计算机设备老旧、网络资源匮乏,虚拟平台运行速度较慢;

(3)虚拟仿真实训平台平台使用频率较低,平台资源没有得到充分利用。

综上,虚拟仿真实训平台在实践教学中的优势非常明显,虚拟教学环境的应用更适应时展的潮流,更能满足现代学生学习的需要。目前虚拟仿真实训平台平台在实践教学中的应用还处在起步阶段,我们还需要进一步深入研究、探索出一条充分发挥其作用的路来。

作者简介

冯珊珊(1981-),女,现为辽宁建筑职业学院讲师。主要研究方向为应用电子、信息化教学。

第9篇:虚拟教学范文

关键词:虚拟现实;产品实验教学;产品设计

1虚拟现实技术特征

虚拟现实技术利用计算机技术搭建虚拟环境,用来模拟现实,通过多传感器装置让用户能够与虚拟环境形成自然交互,而虚拟环境则是通过计算机制作的带有贴图的高精度模型,同时结合用来和虚拟环境交互的硬件设备。用户通过操控设备来实现与虚拟环境的交互,增强用户的虚拟体验,达到身临其境的效果。要实现身临其境的效果则需要满足几个特征。第一,要满足的就是沉浸感,用户通过佩戴VR眼镜置身于虚拟环境中,环境真实感的强弱取决于VR环境的场景设计,场景中增添一些合理的动效能够增强用户的沉浸感,比如一些暗示的动效、操作指引等,或者一些可以进行交互的动态环境,比如通过粒子特效制作烟雾等,用户可以通过触感技术浮动烟雾等,通过特效增强用户的喜悦感。第二,交互性操作是VR设备能够被广泛应用的关键,用户通过计算机外设与环境相连,能够对虚拟环境中的呈现物进行互动操作,为了实现对环境的真实模拟,VR虚拟现实需要结合多种传感器来触发虚拟环境的设计,比如听觉,触觉,甚至嗅觉等,增强用户的真实体验。第三,要满足自主性,虚拟世界的物体可以根据用户的需求进行变动,学生以客观世界的实际操作来模拟在虚拟环境中的动态,在虚拟现实中激发人的创造性,使沉浸在环境中的学生提高感性与理性的认识。

2传统实验教学与虚拟现实技术应用教学的比较

2.1传统实验教学的现状

传统产品实验教学能从多方面提高学生对产品设计的认识,在设计实践方面,能够让学生直接体验到产品设计的一些制作环节,让学生在认识材料工艺制作加工方面更加直观,分组实验能很好地增强团队精神,尤其是进行试验性测试与实际制作更能激发学生的探究精神,发挥他们的创意;在实践教学方面,实验室手工师傅能够辅导学生如何使用各类工具,有操作不当的地方手工师傅能够及时地指出并纠正,打下扎实的基础。传统产品实验教学也有一些弊端,由于产品设计是一门实践性较强的学科,且产业发展速度快,通过文档视频学习到的知识比较浅,还需实践才能更好理解。但学校很难满足因产业不断升级需购置相关教学设备的要求,同时增加设备需定期保养维护,成本较高。由于学校场地有限,一些实验需要较大场地,比如一些大型模具制作设备演示、机器喷涂等工艺,不能直接让学生进行操作学习,只能通过参观工厂实地观摩等方式进行学习。对于机器的操作需要有丰富的经验,学生初次实践难免会出现一些错误操作,有可能对学生造成危险,对设备也会有损伤。实习工位与指导老师的配比低,由于学校设备数量有限,实训工位与实训师傅数量不足一直是普遍存在的问题,大部分都是分组先后操作进行学习,间断性学习导致对知识的掌握不牢。

2.2虚拟现实在产品实验教学中的优势

虚拟现实的技术特性能在很大程度上弥补传统实验教学的不足,产品实验室所需的一些教学大型展示设备,可以通过计算机创建一个虚拟的环境,在其中对实验的技术进行反复操练。在高校产品实验教学中引入虚拟现实技术具有以下优点:安全性高。产品设计实验教学是一门需要动手实践的课程,部分操作具有一定的危险性,比如金工实习的车、铣、磨、刨以及数控这些,如果操作不当易引发危险,虚拟仿真可以让学生在实操前进行虚拟练习,同时在系统中设置考核机制,考核通过才可实操,这样实验的安全规范从理论到实践多了一个缓冲环节,可以大大减少实验的误操作。丰富教学手段。在传统的产品实验教学中,基础知识的学习较枯燥,导致学生积极性不高,而理论的不扎实对后续大型机台的实操造成安全隐患。虽然部分设备在实验教学中很少对学生开放,但虚拟仿真让实验教学的交互性更加丰富,比如实验教师可以通过虚拟设备教授学生如何操作机器,学生可以放心上机,可以通过虚拟仿真技术深入了解机器的运作原理,可放大实际产品内部,进入产品内部空间观测产品结构,虚拟现实可以通过触感感应装置模拟五感,这种真实感也让学生对实验印象深刻。实验管理更高效。部分产品设计实验室的设备数量多、更新慢,利用虚拟现实环境可以通过及时更新数据来展示学习的设备,比如各类产品模型样机展示、新材料的加工与制造等。通过虚拟仿真减少实验设备管理与维护工作,有效地安排实验任务,让实验管理更便捷。

3影响虚拟现实在产品实验教学中的因素

3.1虚拟现实设备目前价格昂贵

高校要想构建一个高品质的虚拟现实系统,就需要购买一批高分辨率的头戴式显示器、空间定位器、数据手套等设备。同时,还需要高性能的计算机以及相应的软件。目前,在高校普及还有一定的难度,且智能硬件更新速度快,高校的实验建设更新速度也很难和市场同步,这也会导致软件内容无法及时得到更新。

3.2实验内容不完善

虚拟仿真主要是内容的呈现,VR虚拟仿真目前还没有针对高校产品实验室来专门构建一套完整的课程数据体系,因此,想要将实验内容在VR虚拟现实中进行展现教学目前还比较困难,其中VR虚拟现实的场景与模型制作,需要根据产品实验教学所涉及的内容构建相应的三维数据,这是一个较为庞大的工程,需要专门针对高校产品设计专业实验课程开始进行VR环境开发,同时需要大量的数据模型来满足教学需求,对于VR模型制作可以根据高校各自的需求开设相关的VR制作课程,自行开发所需的模型。

3.3虚拟现实设备维护与管理

实验室构建虚拟现实仿真系统,需要较多的硬件支持,这也要求实验教师系统掌握虚拟仿真使用与维护的知识,由于不同人的体质适应能力不同,虚拟现实的沉浸式体验会有让人产生眩晕等情况,针对这类情况要有完整的安全措施。在实验记录与实验考核方面也需要根据VR虚拟现实的特性进行相应的调整,以往我们的实验记录均是纸质版填写,而VR虚拟仿真部分内容是在虚拟环境中完成的,因此,可以设置一套电脑管理系统,进行实验的记录管理与考核。

4虚拟现实技术在产品实验教学中的应用

利用虚拟现实技术进行产品实验教学,可以加强学生的理论学习,对新事物理解更加透彻,锻炼学生的操作能力,了解产品的结构、原理、性能、工艺、材料等多个方面。在实验课中使用比较多的是模型制作、五金实训实习、产品结构原理、材料与制造这一类的实验课程环节。

4.1模型制作实验

模型制作主要是让学生了解产品的形态,以及产品样机的制作手段有哪些,熟悉各类手板制作工序,了解不同材料特性,根据不同的产品需求来制作产品模型,比如cnc机床加工制作、木材弯曲制作、玻璃钢翻模等。虚拟仿真可以让学生在学习如何制作之前,在虚拟环境中操作使用不同的材料进行不同的模型制作加工,熟悉模型从制作到成型的过程,由于实验课程的时间受限,不能将所有的模型制作方式都实验制作一遍,因此,虚拟仿真是一个不错的选择,既可以让学生加强理论学习,又可以弥补课程中实践的不足。

4.2五金实训虚拟实验

五金实训课程是产品设计实验课中的重要环节,需要学习车工、铣工、线切割、数控等各类实践环节的内容,是一门综合性强的理论应用型课程,虚拟仿真可以加强学生对于理论的应用能力,虚拟仿真不仅可以交互性地进行操作,而且可以从多个角度展示机器的工作原理,了解设备如何运行,交互特性让学生能更有兴趣参与实践,为学生进行实地实操打下坚实的基础。

4.3产品结构原理实验

产品结构原理是让学生对各类产品的结构进行了解,熟悉各类新工艺新材料,包括一些设计工程知识。虚拟仿真技术则可让学生对产品结构的了解更透彻,比如可以提供扳手、钳子等各类拆装工具,下载大量的仿真模型进行拆装。实验教师可以在虚拟环境中对学生进行讲解,尤其是体量较大的产品,比如汽车总成拆装与零部件拆装,虚拟仿真可以更高效安全地进行实验教学。在工艺与制造方面,虚拟仿真可以以更加生动的方式展现制造工艺的特点,比如注塑机如何工作,模具如何运动等。

4.4校企合作实践教学

校企合作实践教学是为企业提供人才的最佳方案,以往的校企合作很多不能很好地进行人才产出,在校企合作项目上很难产生商业价值,一个很重要的原因是企业与学校的对接不流畅,企业给出的项目课题有一定的技术难度,这个时候需要企业项目负责人与教师经常指导学校工作室学生,同时也需要一个即时性沟通的工具,而虚拟现实技术可以在一定程度上让设计沟通更加便利,在协同虚拟环境下进行合作研究、远程实验等,比如在虚拟空间中展示设计方案,互相探讨,提出意见,及时修改,确保项目的时效性,以及能让项目产生商业价值,校企合作也能更加紧密。