虚拟现实在机械基础教学中的应用研究(PDF 51页)

内容摘要
第一章绪论
网络化教育代表了教育改革的一个发展方向，已经成为现代教育的一个特
征，并对教育的发展形成新的推动力。虚拟现实技术是运用计算机对现实世界进
行全面仿真的技术，它能够创建与现实社会类似的环境，从而能够解决学习媒
体的情景化及自然交互性的要求，在教育领域内有着极其巨大的应用前景，可
以预言，虚拟现实技术将是继多媒体、计算机网络之后，在教育领域内最具有
应用前景的“明星”技术。因此，虚拟现实技术将使传统教学产生翻天覆地的
变化，基于VRML的虚拟现实系统正成为人们的研究热点之一。
《机械基础》作为一门专业基础课，涉及知识面广，同时课程内一些构件的
运动原理，工作特性及结构设计等也较为复杂。
虚拟现实技术(Virtual Real ity)是指利用三维图形生成技术、多传感
交互技术以及高分辨显示技术等综合性信息技术，生成三维逼真的虚拟环境。
虚拟技术在教育领域具有其它媒体不可比拟的“真实性’’优势，主要在于具备
以下几个特点：①主体沉浸性②自然交互性③物体自主性④全面感知性。
《机械基础》是职业高中机械(机电)类专业的一门专业基础课，涉及知
识面广，内容涉及到构件的静力分析、构件的承载能力分析、常用机构、常用
机械传动等有关“力学”‘‘机械原理”和“液压传动”多方面的内容n引，同时课
程内一些构件的运动机理，工作特性及结构设计等也较为复杂。在传统的教学
中一般采用模型演示等方法，课堂教学往往枯燥乏味难懂，学生的学习兴趣低，
教学效果难以提高。而课程的很多内容和技术需要情景化，实时化的教学手段
来完成，如在机械机构的认知实验中需要认知许多不同的机构，从而了解机构
的运动状态，通过亲身经历能加速这一过程和巩固所传授的知识，但是在传统
的课堂教学由于场所和实习条件的限制很大程度制约了教学的质量，抑制了学
生的创造能力。为此利用虚拟现实技术是最有效的。
如果利用虚拟现实技术在《机械基础》教学中建立教学模拟，利用虚拟现
实技术来表现传统的机构和动态，把实验过程和现象生动直观地呈现在学生面
前，为学生提供他们体验和观测的环境，那么《机械基础》教学的课堂不再是
单调枯燥的、教学效果不显著的课堂。而是充满活力、充满智慧、充满希望的课堂。
因此把虚拟现实应用到《机械基础》教学中不但可以创新真实情景，实现
形象化教学，有利于创新思维能力的培养，而且对促进教学模式的变革，实现
网络化教学的探索和实践都有十分重要的意义。
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