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VR全景技术在高校工程类教学中的应用研究

晏飞 管小燕 2021/5/3 17:26:04

   摘要:科学技术的创新让多个行业、多个学科实现了融合发展,教育行业也是如此,从之前的多媒体教学课件,到后来的网络微课,再到现在的视频教学,可以看出技术与教学的交融越来越密切。其中,VR全景技术的迅猛发展为我国高校工程类教学注入新的活力,让学生更好地理解工程实践类问题,提高教师授课效果和学生学习体验。基于此,本文从VR全景技术的教学优势入手,并给出其在高校工程类教学中的具体应用。
   关键字:VR全景技术;高校工;工程类教学;应用研究
  
   VR又称作虚拟现实,主要以互联网技术为基础,在传统计算机服务功能上生成现实环境,为客户营造出“可视”、“可听”、“可触”的数字化环境,从而增加用户的真实体验感。VR全景技术主要从传统全景技术演变而来,通过图像生成技术,将“虚拟”的手法来创设“现实”的情景,利用720°的拍摄方式将图像和视频进行立体化的展示,让人有身临其境之感。
   一、VR全景技术对高校工程类教学的重要意义
   在互联网技术不断普及和应用的时代大背景下,传统的授课模式已经不再适用,学生对于知识的渴求和探索越来越朝着多元化迈进,因此,教师必须创新教学手段,丰富教学内涵,帮助学生在更好地理解教学知识并提高实践能力和参与能力。工程类专业本身是一门实践性、应用性很强的科目,通过VR全景技术交互性、沉浸性、想象性的特点,可以打破传统工程类学科“抽象难理解”、“教学实施受限”、“实验操作危险”的教学瓶颈,将建工程建筑的全貌用科技的形式展示出来,不仅能提高学生的学习兴趣,还为工程类专业教学改革提供新的思路。如今,VR全景技术在建筑工程质量安全、建筑物设计与构造等教学中广泛应用,教学效果显著,学生的自学能力和课堂参与感明显提升[1]。
   二、VR全景技术在高校工程类教学中的应用研究
   (一)体会教学内容
   由于建筑工程类学科需要学生具备一定的立体思维能力和想象能力,但是在传统授课过程中,很多学生缺乏发散思维和立体图形构造能力,再加之教学工具有限,很多老师无法将建筑工程平面图和立体图展示出来,教学真实感不强。引入VR全景技术之后,可以打破传统教学弊端,实现工程内容的“可视化”。比如在讲解到房屋建筑学时,为了让学生能够看得清,听得懂,可以将具体建筑结构的房屋构造利用VR全景技术呈现出来,让学生亲眼见证建筑内部的细节设计,利用生成的虚拟建筑,将建筑物的立体图、剖面图更加真实的表现出来,让学生感受到最真实的空间布局。其次,在建筑设计方面,老师可以让学生借助VR全景技术,去检验建筑设计的合理性,并鼓励学生亲自更改或重新设计一个建筑,将现实场景与虚拟技术相结合,从而提高学生的创造力和设计感。
   (二)感悟工程原理
   工程类学科本身具有一定的复杂性,很多学生通过自学和自行想象无法参透相关工程原理[2]。比如在适筋梁受弯教学实验中,由于部分学生空间想象和构造能力较弱,如果在实验过程中离实验中心太近,又担心混凝土崩破会波及到学生安全,这样一来,学生对于适筋梁受弯原理不了解,教学效果不好。在引入VR全景技术之后,老师可以让教学实验在虚拟环境中进行,既能让学生看见适筋梁被破坏的全过程,又能发现钢筋变形的特点,还能在虚拟技术的帮助下,观察到裂缝的发展变化,这些都是在传统教学和实际生活中不能实现的。其次,利用VR全景技术还可以攻破教学难点,比如在受力状态和受力特性的学习中,很多学生不能分辨各个零件的受力过程,只能按照教学要求来配筋,如果没有老师指导,自己很难完成。利用VR全景技术就能将各零件应变发展过程和应力云图展示出来,让学生更好地明白工程原理,提高授课效果。
   (三)加强教学实践
   除了工程原理教学,VR全景技术还可以应用在学生实践操作方面[3]。比如在道路工程实践教学中,全景呈现出道路受损形成过程和损伤修复过程,用最低的教学成本来还原最真实的施工现场。老师可以先通过教学客户端将道路全景影像资料调取出来,让学生先观察路面损伤类型,利用投影球面坐标系统,精准计算图像采集焦距,实现路面环境情境再现,学生可以“穿透”教学屏幕更加直观地看到道路全景图面,通过触屏和缩放,让其获得更加真实的现场施工体验。通过交互式实践操作,提高学生的沉浸式体验感。其次,在平法识图教学训练中,学生可以根据建模软件,计算钢筋长度、捆扎钢筋笼,在虚拟的教学环境中观察钢筋笼的构造是是否符合平法图集,让学生更加真实地完成教学实践。
   结束语:综上所述,VR全景技术改变了传统的教学模式,成为新型的工程类教学工具,帮助学生更好地体会教学内容,感悟工程原理,加强教学实践,是现代化教学的具体体现,也实现了工程教育与计算机技术的高度融合。
   致谢:江苏科技大学2021年度本(未完,下一页

  

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