CN109903625A - Vr虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，包括专题展示区、沉浸体验区、虚拟仿真区、全景教学区、桌面实训区和体感交互区，其中，专题展示区用于对体验厅进行整体认识；沉浸体验区用于让用户从声觉、视觉和触觉感知情景变化；虚拟仿真区通过电脑端和一体机进行虚拟仿真实验操作；全景教学区用于开放式教学，产生一种身临其中的教学体验；桌面实训区通过手写笔的触发，眼镜感应的追踪来对3D场景进行操作；体感交互区采用3D体感摄像技术全方位感知人体骨骼、关节、眼球和心跳的变化。本发明能够帮助职业学校实现真实实验不具备或难以完成的教学效果，为职业教育中提供可靠、安全和经济的实验项目，满足学生全方位实验需求。

Description

VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法

技术领域

本发明涉及职业教育技术领域，具体为VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法。

背景技术

现在实训中心具有以下缺点：

1. 缺乏实训体验感。教师只能对机械部件外表进行讲授，而机器的运作原理及内部运作无法了解，因而当机器运转时内部结构无法讲授(机器运转时不能拆开机壳)；教师通过演示或组织学生看录像的方式进行实验教学，但学生很难获得感性认识，实验效果大打折扣。

2、缺乏仿真模拟实训软件。传统设备操作实训，学生直接进行实物操作，往往因出错率较高造成设备损坏，尤其是对于一些贵重设备，将造成巨大损失与资源耗费。若在实物操作之前应用仿真模拟实训软件进行训练，便可有效解决这些问题，提高实训效果、降低不必要的损耗。

3、缺乏实训教学、指导、评价体系。未能紧密结合专业人才培养目标进行系统化的实训课程体系设计，与之匹配的教程、指导书、相关资源不够完善；缺少合格的“双师型”师资对实训教学及操作过程进行精心指导；缺乏对学生实训的测评标准、工具、方法等，因此便导致“有设备、用不好，有实训、无体系”的情况出现，使得学生实训效果大打折扣。

4、缺乏实训室的有效管理与应用。对实训室设备、使用情况缺乏科学规范的管理，相关制度缺失，导致维护成本过高；对于学生实训以外的综合应用缺乏思考，或能够支撑院校依托实训室开展各类创新活动与增值服务的能力和资源不足，制约了实训室功效的发挥，降低了综合利用效率。

发明内容

本发明的目的在于提供VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，帮助职业学校实现真实实验不具备或难以完成的教学效果，在涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，VR虚拟现实体验中心可以提供可靠、安全和经济的实验项目，能够满足学生全方位实验需求，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，包括专题展示区、沉浸体验区、虚拟仿真区、全景教学区、桌面实训区和体感交互区，应用方法如下：

步骤1：在职业教育区内选择足够大的空间，建立室内职业教育室；

步骤2：在室内职业教育室入口处的一侧壁上建立专题展示区；

步骤3：在与专题展示区同侧壁的一侧建立沉浸体验区；

步骤4：在与沉浸体验区同侧壁的一侧建立虚拟仿真区；

步骤5：在室内职业教育室入口处的另一侧壁上建立与专题展示区相对的体感交互区；

步骤6：在与体感交互区同侧壁的一侧建立桌面实训区；

步骤7：将全景教学区建立在与室内职业教育室入口处的对立面上，并设置于虚拟仿真区和桌面实训区之间。

更进一步的，所述室内职业教育室内配备有与VR虚拟技术相对接的电源接口及相关的通风设备。

更进一步的，所述专题展示区用于对体验厅进行整体认识。

更进一步的，所述沉浸体验区用于让用户从声觉、视觉和触觉感知情景变化，实现沉浸式教学交互体验。

更进一步的，所述虚拟仿真区通过电脑端和一体机进行虚拟仿真实验操作。

更进一步的，所述全景教学区用于开放式教学，配合多路立体声音响设备，产生一种身临其中的教学体验。

更进一步的，所述桌面实训区基于zSpace一体机的虚拟现实桌面应用，通过手写笔的触发，眼镜感应的追踪来对3D场景进行操作。

更进一步的，所述体感交互区采用3D体感摄像技术全方位感知人体骨骼、关节、眼球和心跳的变化。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，开创了全新的学习情景，彻底打破空间、时间的限制：利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间的限制，学生可以进入物体的内部进行观察，如学生可以进入虚拟的分子、原子、航天工作站等内部考察物体内部的工作情况，还可以突破时间的限制，一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察；该虚拟现实技术还可以应用计算机、交互外设及软件来构建一个虚拟的生产环境，使学生能如同在制造现场一样与荧屏上出现的制造过程进行自由交流，基于网络的虚拟现实技术为学习者提供了全新的学习场景，构造出开放性的教学环境。

2、本发明提供的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，提供了崭新的教学手段，构建实物虚化、虚物实化的方法：通过虚拟现实、多媒体、网络等技术的综合应用，可在课堂和实验室中展现在传统的教学模式中无法实现的教学过程；虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟和虚物实化，学生可以带上立体眼镜，通过虚拟系统便可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果；虚拟现实系统可以进行实物虚化，虚拟各种人物创建虚拟课堂，在虚拟的课堂气氛中，学生可以与虚拟的教师、学生一起交流讨论，开展启发式教学；运用虚拟现实技术，还可以使学生通过在虚拟场景的身临其境和自主控制的人机交互，由视、听、触、觉获取外界的反应；通过学生自我组织，制定并执行学习计划，进行自我评价，开展适应式学习；还可通过小组或团队的形式，组织学生进行学习成员间共享成果，开展协作式教学，有利于学生的正确理解和掌握。

3、本发明提供的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，变革了传统实训方式：运用虚拟现实技术，突破传统实训室的限制，使每一位学习者都可以根据自己的学习特点，在自己方便的时间通过计算机自由地选择适合的学习训练内容，按照适合于自己的方式和速度进行学习；这种探索性的学习模拟训练有利于激发学生的创造性思维，使学习者在具体情境中通过主动的探索获得知识，从而提高学习者的动力；虚拟实训环境大大增加了实训时间和内容，减少了实际实训的耗材及实训环节中的危险性。

4、本发明提供的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，丰富了课堂教学内容：利用虚拟现实技术可丰富教学内容，将实验、实训等技能训练搬到课堂中进行；由于这些虚拟的训练系统无任何危险，学生可以反复练习，直至掌握操作技能为止；应用虚拟现实技术还可恰如其分地演示一些复杂的、抽象的、不宜直接观察的自然过程和现象，全方位、多角度地展示教学内容；利用计算机多媒体技术制作各种仿真课件创设所需要的某种虚拟情景，让学生进行模拟实验，从而极大丰富课堂的教学内容。

5、本发明提供的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，节约了有限的教育成本，开展虚拟实验、进行虚拟生产：虚拟各种实验设备、实训环境和操作过程，使大多数课程可以在虚拟实验室中进行，大多数的技能可以在虚拟实训车间中进行训练，从而不必购置昂贵的实验实训设备，可以在节约大量昂贵的仪器设备费用的前提下，解决在教学中因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因而无法进行的教学实验，虚拟训练又可避免实验实训设备的损坏、训练材料的消耗等问题，从而有效节约教育成本。

附图说明

图1为本发明的平面布置图；

图2为本发明的立体分布图；

图3为本发明的框架图。

图中：1专题展示区、2沉浸体验区、3虚拟仿真区、4全景教学区、5桌面实训区、6体感交互区、7室内职业教育室。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，本发明实施例中：VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，包括专题展示区1、沉浸体验区2、虚拟仿真区3、全景教学区4、桌面实训区5和体感交互区6，应用方法如下：

第一步：在职业教育区内选择足够大的空间，建立室内职业教育室7；

第二步：在室内职业教育室7入口处的一侧壁上建立专题展示区1；

第三步：在与专题展示区1同侧壁的一侧建立沉浸体验区2；

第四步：在与沉浸体验区2同侧壁的一侧建立虚拟仿真区3；

第五步：在室内职业教育室7入口处的另一侧壁上建立与专题展示区1相对的体感交互区6；

第六步：在与体感交互区6同侧壁的一侧建立桌面实训区5：

第七步：将全景教学区4建立在与室内职业教育室7入口处的对立面上，并设置于虚拟仿真区3和桌面实训区5之间。

本实施例中，室内职业教育室7内配备有与VR虚拟技术相对接的电源接口及相关的通风设备。

本实施例中，专题展示区1用于对体验厅进行整体认识。

本实施例中，沉浸体验区2用于让用户从声觉、视觉和触觉感知情景变化，实现沉浸式教学交互体验，应用于人资、酒店旅游等领域。

本实施例中，虚拟仿真区3通过电脑端和一体机进行虚拟仿真实验操作，应用于各类领域的仿真教学、培训。

本实施例中，全景教学区4用于开放式教学，配合多路立体声音响设备，产生一种身临其中的教学体验，应用于学校展厅、公共教学和智能会议等领域。

本实施例中，桌面实训区5基于zSpace一体机的虚拟现实桌面应用，通过手写笔的触发，眼镜感应的追踪来对3D场景进行操作，应用于理工类，如汽车机械原理、结构认知、组装、维修，展示；医疗类，如人体或动物器官认知、解剖；基教K12类，如物理学、电学、化学等领域。

本实施例中，体感交互区6采用3D体感摄像技术全方位感知人体骨骼、关节、眼球和心跳的变化，应用于3D场馆漫游、旅游酒店等领域。

在实际应用时，该VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法：

1、开创了全新的学习情景，彻底打破空间、时间的限制：利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间的限制，学生可以进入物体的内部进行观察，如学生可以进入虚拟的分子、原子、航天工作站等内部考察物体内部的工作情况，还可以突破时间的限制，一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察；该虚拟现实技术还可以应用计算机、交互外设及软件来构建一个虚拟的生产环境，使学生能如同在制造现场一样与荧屏上出现的制造过程进行自由交流，基于网络的虚拟现实技术为学习者提供了全新的学习场景，构造出开放性的教学环境。

2、提供了崭新的教学手段，构建实物虚化、虚物实化的方法：通过虚拟现实、多媒体、网络等技术的综合应用，可在课堂和实验室中展现在传统的教学模式中无法实现的教学过程；虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟和虚物实化，学生可以带上立体眼镜，通过虚拟系统便可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果；虚拟现实系统可以进行实物虚化，虚拟各种人物创建虚拟课堂，在虚拟的课堂气氛中，学生可以与虚拟的教师、学生一起交流讨论，开展启发式教学；运用虚拟现实技术，还可以使学生通过在虚拟场景的身临其境和自主控制的人机交互，由视、听、触、觉获取外界的反应；通过学生自我组织，制定并执行学习计划，进行自我评价，开展适应式学习；还可通过小组或团队的形式，组织学生进行学习成员间共享成果，开展协作式教学，有利于学生的正确理解和掌握。

3、变革了传统实训方式：运用虚拟现实技术，突破传统实训室的限制，使每一位学习者都可以根据自己的学习特点，在自己方便的时间通过计算机自由地选择适合的学习训练内容，按照适合于自己的方式和速度进行学习；这种探索性的学习模拟训练有利于激发学生的创造性思维，使学习者在具体情境中通过主动的探索获得知识，从而提高学习者的动力；虚拟实训环境大大增加了实训时间和内容，减少了实际实训的耗材及实训环节中的危险性。

4、丰富了课堂教学内容：利用虚拟现实技术可丰富教学内容，将实验、实训等技能训练搬到课堂中进行；由于这些虚拟的训练系统无任何危险，学生可以反复练习，直至掌握操作技能为止；应用虚拟现实技术还可恰如其分地演示一些复杂的、抽象的、不宜直接观察的自然过程和现象，全方位、多角度地展示教学内容；利用计算机多媒体技术制作各种仿真课件创设所需要的某种虚拟情景，让学生进行模拟实验，从而极大丰富课堂的教学内容。

5、节约了有限的教育成本，开展虚拟实验、进行虚拟生产：虚拟各种实验设备、实训环境和操作过程，使大多数课程可以在虚拟实验室中进行，大多数的技能可以在虚拟实训车间中进行训练，从而不必购置昂贵的实验实训设备，可以在节约大量昂贵的仪器设备费用的前提下，解决在教学中因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因而无法进行的教学实验，虚拟训练又可避免实验实训设备的损坏、训练材料的消耗等问题，从而有效节约教育成本。

综上所述：本发明提供的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，帮助职业学校实现真实实验不具备或难以完成的教学效果，在涉及高危或极端的环境、不可及或不可逆的操作，高成本、高消耗、大型或综合训练等情况时，VR虚拟现实体验中心可以提供可靠、安全和经济的实验项目，能够满足学生全方位实验需求。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，其特征在于，包括专题展示区（1）、沉浸体验区（2）、虚拟仿真区（3）、全景教学区（4）、桌面实训区（5）和体感交互区（6），应用方法如下：

步骤1）：在职业教育区内选择足够大的空间，建立室内职业教育室（7）；

步骤2）：在室内职业教育室（7）入口处的一侧壁上建立专题展示区（1）；

步骤3）：在与专题展示区（1）同侧壁的一侧建立沉浸体验区（2）；

步骤4）：在与沉浸体验区（2）同侧壁的一侧建立虚拟仿真区（3）；

步骤5）：在室内职业教育室（7）入口处的另一侧壁上建立与专题展示区（1）相对的体感交互区（6）；

步骤6）：在与体感交互区（6）同侧壁的一侧建立桌面实训区（5）；

步骤7）：将全景教学区（4）建立在与室内职业教育室（7）入口处的对立面上，并设置于虚拟仿真区（3）和桌面实训区（5）之间。

2.如权利要求1所述的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，其特征在于，所述室内职业教育室（7）内配备有与VR虚拟技术相对接的电源接口及相关的通风设备。

3.如权利要求1所述的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，其特征在于，所述专题展示区（1）用于对体验厅进行整体认识。

4.如权利要求1所述的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，其特征在于，所述沉浸体验区（2）用于让用户从声觉、视觉和触觉感知情景变化，实现沉浸式教学交互体验。

5.如权利要求1所述的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，其特征在于，所述虚拟仿真区（3）通过电脑端和一体机进行虚拟仿真实验操作。

6.如权利要求1所述的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，其特征在于，所述全景教学区（4）用于开放式教学，配合多路立体声音响设备，产生一种身临其中的教学体验。

7.如权利要求1所述的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，其特征在于，所述桌面实训区（5）基于zSpace一体机的虚拟现实桌面应用，通过手写笔的触发，眼镜感应的追踪来对3D场景进行操作。

8.如权利要求1所述的VR虚拟技术体验中心在职业教育中的应用方法，其特征在于，所述体感交互区（6）采用3D体感摄像技术全方位感知人体骨骼、关节、眼球和心跳的变化。