航海技術(shù)專業(yè)實訓(xùn)教學(xué)中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的運用探索

文/柯桂強

1.航海技術(shù)專業(yè)當中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的必要性

1.1 將理論與實踐相結(jié)合。航海技術(shù)的學(xué)習(xí)更多的是為了將來的航海工程做貢獻，為我國的航海事業(yè)添磚加瓦。在課堂上使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，教師就可以將航海工程當中的情景模擬識是如何應(yīng)用到具體的現(xiàn)實生活中的。在日后的復(fù)習(xí)或者是實際的操作當中能夠很好地將理論和實踐相結(jié)合，學(xué)生也能更快地適應(yīng)航海工程。學(xué)生在大學(xué)的課程學(xué)習(xí)中就能掌握一定的專業(yè)能力，這也能為以后的航海工程中專業(yè)人員的培養(yǎng)打下一定的基礎(chǔ)，也能夠為我國的航海事業(yè)節(jié)約一定的成本。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以很好地節(jié)約高校的教學(xué)成本。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的使用可以讓學(xué)校節(jié)約成本，在傳統(tǒng)的航海技術(shù)的課程教學(xué)當中，有許多學(xué)校仍然愿意使用傳統(tǒng)的實體的航海的設(shè)備來對學(xué)生進行實踐教學(xué)。但是實體的設(shè)備在展開教學(xué)的過程當中具有一定的局限性，如果學(xué)校使用的是實體的教學(xué)的設(shè)備，對設(shè)備的維修和護理都需要定期開展，如果設(shè)備出現(xiàn)問題需要進行檢修工程，還需要再次投入資金。如果學(xué)校使用的是虛擬現(xiàn)實的技術(shù)進行教學(xué)，就能夠很好的實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)更多的是依賴信息設(shè)備展開的，教師通過相應(yīng)的計算機設(shè)備使用相應(yīng)的軟件而開展一定的課堂教學(xué)，而且使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)，如果學(xué)生在模擬的時候犯了錯誤，因為是虛擬現(xiàn)實的技術(shù)，所以教師根本不用擔心會對相關(guān)的設(shè)備造成一定的損毀，同時還可以將學(xué)生因為錯誤操作會產(chǎn)生什么樣的后果接近現(xiàn)實的場景具體的呈現(xiàn)在學(xué)生的面前，學(xué)生可以加深自己對專業(yè)技能的印象。而且，對于虛擬現(xiàn)實技術(shù)學(xué)校并不需要定期地進行修理和維護，這也為學(xué)校節(jié)約了一定的資金和成本[1]。而且，我國是一個航運大國，隨著技術(shù)的逐漸發(fā)展，我國的航運業(yè)在世界當中所占據(jù)的地位越來越高。但是因為我國航運技術(shù)與發(fā)達國家相比較而言仍然是存在一定的差距，對于專業(yè)的航運的人員也有很大的需求。為了更好地招收航運的專業(yè)人員，我國的高校對于航海專業(yè)進行了一定的擴招的模式，為我國的航海事業(yè)輸送更加優(yōu)秀的人才。但是隨著招收的人數(shù)的逐漸增加，高校如果想要對學(xué)生進行實體的操作教學(xué)，就需要投入更多的設(shè)備設(shè)施讓學(xué)生可以進行專業(yè)的學(xué)習(xí)。

2.當前我國的航海技術(shù)專業(yè)教學(xué)的現(xiàn)狀

2.1 在實際實踐當中存在著教學(xué)資源的限制。雖然我國的諸多高校的航海專業(yè)的學(xué)校都設(shè)有自己的訓(xùn)練的設(shè)備和場地，但是隨著高校航海專業(yè)的學(xué)生招收的數(shù)量越來越多，那些設(shè)備并不能滿足學(xué)校越來越多的學(xué)生的訓(xùn)練需求，而且很多時候?qū)W校因為能夠投入的經(jīng)費比較有限，設(shè)備的購買需要資金同時設(shè)備的維修和保養(yǎng)也需要投入一定的資金，這樣會讓能夠使用的設(shè)備數(shù)量越來越少。當設(shè)備的數(shù)量不能很好地滿足學(xué)生數(shù)量的時候，學(xué)生很多時候都只能觀摩教師在設(shè)備上的操作而不能保證學(xué)生有充足的時間進行實體的實踐操作，久而久之，學(xué)生實踐操作只會更加不熟練。

2.2 實際實踐的時間較少。在當前的實踐教學(xué)當中存在著各種限制和約束，首先的限制和約束就是學(xué)校對于實體設(shè)備的限制。實體的航海技術(shù)教學(xué)設(shè)備價格昂貴，學(xué)校能夠投入的設(shè)備較為有限，除了設(shè)備的購買之外，學(xué)校還需要投入一定的資金對設(shè)備進行維修和保養(yǎng)，確保設(shè)備可以正常地投入教學(xué)當中。而且實體設(shè)備在操作過程中如果有不當?shù)男袨?，學(xué)生很有可能會因為誤操作導(dǎo)致機械設(shè)備出現(xiàn)故障或者其他危險的情況。當設(shè)備出現(xiàn)故障問題的時候，學(xué)校需要更換或者是重新維修設(shè)備。而且在課堂教學(xué)當中因為實踐教學(xué)的時間比較有限，學(xué)生在課堂上能夠?qū)嶋H操作實體設(shè)備進行實踐學(xué)習(xí)的次數(shù)都是比較有限的，學(xué)生僅僅只憑借幾次的練習(xí)遠遠達不到熟練的程度的，所以實踐教學(xué)也會在傳統(tǒng)的教學(xué)當中受到一定的限制。

3.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在航海技術(shù)教學(xué)當中的具體的應(yīng)用

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要是由電腦的主機、3D顯示器以及軟件系統(tǒng)三個部分組成的。對于電腦主機的要求是必須能夠滿足比較高的轉(zhuǎn)速的電腦，因為虛擬航海技術(shù)需要專業(yè)的設(shè)備進行場景的模擬和創(chuàng)制，如果要達到與實際的場景相同效果，就必須要有比較專業(yè)的處理器創(chuàng)造出相應(yīng)的場景，所以電腦的主機必須是要有較高的轉(zhuǎn)速，能夠處理一定的畫面；3D顯示器主要是將虛擬的場景更加真實地展現(xiàn)在學(xué)生的眼前，讓學(xué)生通過顯示器觀察到的畫面與實際的畫面之間存在比較少地誤差。設(shè)備的開關(guān)以及按鈕等的特點與細節(jié)也應(yīng)該更加真實地展現(xiàn)，這樣學(xué)生在通過顯示器進行操作的時候，設(shè)備可以通過學(xué)生具體的操作給予相關(guān)的反應(yīng)。最后就是要有一個專業(yè)的軟件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)是為了保證航海技術(shù)的軟件等可以在特定的設(shè)備當中運行[2]。

3.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實際的課堂教學(xué)中的應(yīng)用。課堂上是虛擬顯示技術(shù)使用的主要的陣地。首先通過虛擬現(xiàn)實的技術(shù)，教師可以向?qū)W生展示相關(guān)的航海設(shè)備的構(gòu)建。掌握具體的航海的設(shè)備的構(gòu)建是航海技術(shù)學(xué)習(xí)開展的第一課，也是學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)的知識的基礎(chǔ)。學(xué)生需要掌握航海設(shè)備船體的各個部件操作技能。如果按照傳統(tǒng)的教學(xué)的方式進行學(xué)習(xí)，學(xué)生只能通過平面的圖片學(xué)習(xí)航海的設(shè)備。而通過使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學(xué)生可以通過更加立體的操作室，從三維的角度更好地掌握航海設(shè)備的內(nèi)部的構(gòu)成的要件，更好地掌握相關(guān)的專業(yè)知識。在課堂中教師使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)除了能讓學(xué)生更加直觀地了解到航海設(shè)備的內(nèi)部的結(jié)構(gòu)構(gòu)造之外，教師還可以使用虛擬現(xiàn)實的技術(shù)給學(xué)生創(chuàng)造一個更加立體的教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也能通過相關(guān)的課堂教學(xué)得到更好的激發(fā)。

3.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學(xué)當中的應(yīng)用。航海的模擬技術(shù)在現(xiàn)代的許多的船舶作業(yè)等中也有著十分廣泛的應(yīng)用。如果將該技術(shù)實際的應(yīng)用到現(xiàn)代的航海技術(shù)教學(xué)當中，就能讓學(xué)生更好地熟悉設(shè)備的適用方式，扎實學(xué)生的航海技術(shù)。這也能夠為學(xué)生后續(xù)的航海的工作奠定一定的基礎(chǔ)。而且通過實驗的教學(xué)，教師還能讓學(xué)生更加熟悉具體的使用的流程與教學(xué)的情境，讓學(xué)生將實際的航海的相關(guān)過程與實際的教學(xué)的情景進行聯(lián)系，學(xué)生可以在虛擬技術(shù)的支持之下將航海的具體的過程與實際的情景進行結(jié)合，讓學(xué)生更真實的感受自己在操縱駕駛臺，這樣不僅可以讓學(xué)生充分的掌握教師在課堂上所傳授的知識點，學(xué)生還可以發(fā)揮自己的主觀能動性，學(xué)習(xí)更多的知識點[3]。實驗教學(xué)當中使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以讓學(xué)生每個人在操作實踐的時候都能有充分的時間進行實踐的模擬操作。使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)帶領(lǐng)學(xué)生進行實踐教學(xué)的時候，教師只需要指導(dǎo)學(xué)生如何對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的系統(tǒng)進行實踐操作，在指導(dǎo)結(jié)束之后學(xué)生就可以自行的使用系統(tǒng)進行實踐的學(xué)習(xí)和鍛煉。學(xué)生熟悉了實踐的系統(tǒng)之后，即便是教師沒有在現(xiàn)場，學(xué)生也可以自行地進行實踐的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。所以除了課堂上的時間學(xué)習(xí)時間，學(xué)生也可以在課后的時間到實驗訓(xùn)練的教室自主地進行實踐學(xué)習(xí)。

3.4 使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對學(xué)生開展教學(xué)訓(xùn)練。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)對學(xué)生展開一定的訓(xùn)練主要是幫助學(xué)生了解如何使用一定的軟件構(gòu)建航海的設(shè)備并通過相應(yīng)的設(shè)備設(shè)施展現(xiàn)出來。首先教師可以指導(dǎo)學(xué)生使用相關(guān)的三維實體軟件進行圖紙的設(shè)計和建設(shè)，讓學(xué)生通過軟件建設(shè)相應(yīng)的設(shè)備推。學(xué)生通過圖紙建設(shè)能夠更加準確地了解到設(shè)備整體的模型。在模型構(gòu)建完成之后還需要對模型進行一定的優(yōu)化，優(yōu)化的主要目的是為了讓學(xué)生對模型的各個零件部分進行打磨，學(xué)生通過打磨之后知道自己設(shè)計的圖紙中模型的問題出現(xiàn)在哪里，這樣學(xué)生對模型的印象和知識點會更進一步了解[4]。在完成了上述的步驟之后，教師就可以組織安排學(xué)生將相應(yīng)的圖紙按照一定的操作導(dǎo)入到相關(guān)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的軟件當中，并通過軟件將學(xué)生設(shè)計的圖紙三維化地展現(xiàn)出來。這樣的虛擬現(xiàn)實技術(shù)的設(shè)計可以更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)到航海設(shè)備各個部分的組成，學(xué)生會更加深入地了解到設(shè)備組成與結(jié)構(gòu)。

4.結(jié)束語

綜上所述，在我國當前的航海教學(xué)專業(yè)當中存在著諸多的不足之處。首先是設(shè)備的限制，因為學(xué)校對于航海專業(yè)能夠投入的資金比較有限，學(xué)校如果購買相應(yīng)的實體設(shè)備，實體設(shè)備數(shù)量購買有限而且對于相應(yīng)的設(shè)備學(xué)校還需要進行維修和保養(yǎng)。其次，還包括了課程實踐教學(xué)時間比較有限的問題，因為學(xué)生如果要進行實踐操作的練習(xí)，必須要有專業(yè)人員陪同防止有問題發(fā)生。但是如果在課堂上使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展開教學(xué)，首先學(xué)校的資金成本在一定程度上可以得到節(jié)約，學(xué)校可以開設(shè)比實體技術(shù)更多的虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供給學(xué)生實踐操作。除此之外，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)，只要學(xué)生掌握了一定的操作，可以不受時間和空間的限制展開實踐操作的訓(xùn)練，學(xué)生在這些訓(xùn)練當中可以更加熟悉實踐操作。

引用出處

[1]徐穎,歐健俊,鄧文博.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用研究與探討[J].教育現(xiàn)代化,2020,v.7(16):96-97.

[2]余夢露.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)院校教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀與對策研究[J].武漢交通職業(yè)學(xué)院學(xué)報,2020,22(2):62-63.

[3]劉洪濤.探討虛擬現(xiàn)實技術(shù)在解剖學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].國際感染病學(xué)：電子版,2020,9(2):1-2.

[4]孫琦.“精神的豐碑”虛擬博物館仿真實驗教學(xué)的探索與實踐[J].淮陰師范學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版,2021,20(4):54-55.