倪卫国 薛建海 陈裕芹

【摘要】本文围绕虚拟仿真技术和虚拟仿真实训室的特点、技术积累和发展基础，对虚拟仿真实训室的分类、建设模式、系统结构和功能目标进行了探讨与研究，希望能对高职院校虚拟仿真实训室的建设和管理工作做出微薄贡献。

【关键词】仿真技术 虚拟实训 高职教学

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）29-0232-01

1.虚拟仿真技术与虚拟仿真实训室

虚拟仿真技术是一种人机交互技术， 它的主要特征为具有较强的构想性、感知性、沉浸性、交互性和真实性， 通过使用仿真技术、立体显示技术、网络技术、人机交互技术、传感器技术、多媒体技术以及计算机图形技术来模拟现实环境，对人的所有感知系统行为进行高效模拟[1]。

虚拟仿真实训室是虚拟仿真技术应用研究的重要载体，在教育领域具有极高的应用价值，除了可以辅助高校的科研工作，在实验实训教学方面具有利用率高，维护费用低，更新周期短等优点。

2.传统实训教学的不足与虚拟仿真技术解决方案

（1）操作与实用性：目前高校实训基地的部分实训设备只能实现一些简单的功能操作，尤其是大型实训设备由于体积大、结构复杂、不宜移动等特殊原因，造成实训教学难度增高，实训设备位置高的地方学生无法操作，只能听老师讲解，抽象理解。实训设备无法拆卸的地方学生看不到，摸不着，无法充分理解，记忆困难。利用虚拟现实技术，可以将抽象的二维原理图、封闭的不可拆装的设备转变为三维虚拟图像，学生在计算机上可翻转、拆装实训设备的任何位置，由静态学习转为动态学习，由单纯的听讲变为听，观，看和操作学习[2]。

（2）更新周期：高校实训技术与厂房设备无法紧跟社会发展需求，一直以来是社会与广大教育界所关注的难题，高校教育体系更新不容易，教学与实训设备及厂房更新换代更是难上加难。虚拟仿真实训室可以根据学校教学安排，及时调整课程内容，缩短更新周期，没有设备浪费与经费方面的压力。

（3）实训环境：由于实训设备体积限制，大部分的实训课程只能在露天环境下进行，授课及其实训环境差，噪音，光线，高温或低温等恶劣环境，无法让学生集中精力专注实训。虚拟仿真实训室可以将讲解，前期准备与练习时间转移至教室，大大缩短场外实训内容与时间。

3.虚拟仿真实训教学发展

目前，以Blaxxun和ParallelGraphics公司为代表，它们都有各自的虚拟仿真浏览器插件并各自开发基于虚拟仿真ML标准的扩展节点功能[3]。我国国家自然科学基金会、国家高技术研究发展计划等都把虚拟仿真列入了研究项目。

4.虚拟仿真实训室的建设与开发

實训室建设开发阶段分为：分析阶段，设计阶段，发展阶段，实施阶段，评估阶段。阶段成果对应为：需求分析报告、项目实施方案、课件设计脚本、Demo、正式版课件。各个阶段主要工作内容为：学习对象分析、教学内容分析、使用媒体分析、学习环境分析。

5.虚拟仿真实训室面临的挑战与未来发展

虚拟仿真实训室是训练学生操作技能的教学方法，是实训过程中的其中一环，但不是最终目的。通过虚拟仿真实训的演练，学生掌握整个实训操作流程，加强理解记忆之后，还需要下一步实际操作，在实训设备上完成最后的练习。另外，现有的虚拟仿真实训室依然存在着诸多不足，要想在实际教学中得到普遍应用，还有很多改善与加强的方面。

（1）现有虚拟仿真实训室大部分为示范建设阶段，课程资源规模和覆盖面有待提高。

（2）资源的自主研究与创新尚显不足。从资源统计数据来看，各高校自行研发，具有自主知识产权的虚拟仿真实训教学资源相对较少，大量资源属于市场购置的商业软件，而其中多数都有使用授权数量的限制，因此开放共享缺乏法律依据[4]。 （3）资源存在重复建设和质量不高的情况。高校为满足自身实训教学的需求和虚拟仿真实训教学中心申报的需要，不可避免的导致了部分资源的重复建设，其中也不乏质量不高、应用低效的状况。

参考文献：

[1]韩宝菊.虚拟现实技术及其在液压教学中的应用.浙江工业职业技术学院，2010

[2]佟晓研.虚拟现实技术在教育教学中的应用.呼伦贝尔学院计算机科学与技术学院，2009

[3]张静.虚拟现实技术在电力机车设计中的运用.南车株洲电力机车有限公司，2010

[4]李辛沫.基于VR的五邑大学虚拟校园漫游系统[J].五邑大学学报（自然科学版），2004