基于VR-AR技术的机械课程教学方法探索

1、 基于VR/AR技术的机械课程教学方法探索 周卫东Summary：伴随着我国科学技术水平的提升，许多先进的技术被研发并广泛应用在教育过程中，例如VR技术和AR技术。通过在机械专业课程教学的过程中应用虚拟现实VR技术和增强现实AR技术，这在一定程度上可以强化学生对机械课程专业知识的深入理解和掌握。通过这两项技术的应用能够为学生创造出如身临其境般的学习环境，并对一些事物进行实际模拟，这可促进学生工程意识和创新能力的培养。Key：虚拟现实;增强现实;机械教学引文：一些中职院校在开展传统机械课程教学时，由于大部分的学生没有充分的机械实际操作经验，这导致在授课过程中大部分学生对机械课程专业原理知识不能很

2、好理解，从而导致课堂低效的现象发生。虽然在机械课程专业知识讲述时常采用动画展示或者是视频的方式，许多学生只了解大概的机械基础知识。但是，通过VR/AR技术在机械课程教学中的应用能够有效应对这些问题。一、机械教学存在的VR/AR技术需求为了能够有效地提升机械教学效率，实现人才培养目标，则应对现阶段机械教学中存在的问题进行深入的分析和研究，在教学的过程中应站在学生的角度对存在的问题进行探索。本文主要从机械理论教学、实验教学、实习实训对机械教学存在的VR/AR技术需求进行了深入地探索。（一）理论教学理论教学是机械课程知识教学基础，是学生获取专业基础知识的重要途径。对于机械课程而言，不仅拥有比较强的专

3、业性，而且还是要求学生拥有丰富的实际经验。在传统的机械课程教学过程中虽然采用了多媒体教学、动画展示等教学手段，但是并没有良好得提升学生对专业机械知识的学习效率，尤其是在数控加工技术、机械制造技术基础理论知识教学中。例如，在机械课程中的工程图学授课的过程中，许多学生在空间能力方面存在缺陷，难以实现对二维视图和三维视图的有效转换，主要体现在对主视图的认识较强，对左视图和俯视图认识方面存在问题。若采用虚拟机模拟组合可直观对机械的组合过程进行观察和学习，这在一定程度上能够有效地提升学生对机械专业知识的学习效率。（二）实验教学实验教学是机械课程理论知识教学的良好补充，机械课程实验教学在一定程度上可帮助学

4、生加深对机械专业知识的认识和学习。因为机械课程具有较强的专业性，常常在许多专业理论知识课程内容中添加实验课程，这能够有效地提升学生对机械知识的认识。但是，由于在每个学期都要开展大量批次的课内实验教学，许多机械设备成本较高，在实验教学的过程中极可能造成机械设备的损坏，并且在使用的过程中还需对其进行有效的养护，否则极可能发生故障问题。但是通过VR和AR技术对课内实验的模拟，能够有效的避免这些问题的发生，而且成本较低。1.3实习实训实习实训是帮助学生将机械专业理论知识与实践有机的联合在一起，能够对学生的实践能力和创新能力进行有效的培养，但是由于受到许多因素的影响，实习实训课程并没有取得良好的效果，难

5、以实现对学生实践能力和主观能动性的培养。然而，通过VR和AR技术可实现为学生创造出实践锻炼的虚拟空间，能够有效的将机械专业理论知识和实践有机地结合在一起。二、 VR/AR技术在机械教学的具体应用（一）理论教学知识的具体应用通过VR/AR技术的应用能够有效地摆脱传统多媒体板书的教学方式，能够在机械课程教学的过程中创建模拟环境。例如在机械制造装备技术课程教学的过程中，利用VR技术模拟机械制造大车间的学习环境，通过AR技术利用图片和动画能够实现虚拟的三维模型和动画叠加到真实教学场景中，这样能够有效地激发学生的学习兴趣，提高课堂学习效率。（二）实验教学中的具体应用在传统的实验教学中设备损坏和缺失的现象

6、频频发生，通过VR/AR技术能够有效的应对这些问题。将实验教学中的设备仪器转变成数字模型，再将其传输到所创建的虚拟数据库，构建虚拟仿真实验平台。学生在实验教学的过程中沉浸在模拟实验环境中进行有效的学习。只有通过实际的动手实践才能够有效的提升学生对课程内容的理解，但是在实际的机器制造加工的过程中极可能发生安全隐患，甚至可能对一些设备造成损坏，对于一些价格昂贵、危险性较高的设备在实际教学不可以有效的应用，但是通过利用VR/AR技术的虚拟模仿，对可能发生的情景进行有效的模拟，这样能够帮助学生学会应急自保措施，在其日后的工作中可有效避免危险。（三）实习实训环节的具体应用实习实训是培养学生实践能力的有效途径，但是实习实训需要足够的场地和设备，由于学校受到条件因素的影响，难以有效地的进行。通过VR/AR技术能够实现对各种实习环节、生产环境、加工场景进行有效的模拟，学生可根据自身的学习兴趣有针对性地选择实习环境，从而实现实践能力的培養。结束语：将先进的虚拟现实VR技术和增强现实AR技术应用在机械课程教学的过程中，能够摆脱传统的机械课程教学方式，为学生创造出如身临其境般的学习环境，提升机械知识课堂效率，最终实现人才培养目标。Reference：1喻会.在职业教育应用视角下的VR/AR技术J.信息与电脑（理论版），2017，23：219-220.2吴群彪，方海峰，范纪华，