劉繼方

摘 要： 動力裝置結(jié)構(gòu)緊湊，系統(tǒng)工作過程復(fù)雜，傳統(tǒng)的教學(xué)方式不易令學(xué)員盡快掌握其結(jié)構(gòu)、理解其原理，虛擬現(xiàn)實(shí)以其效果逼真、時效性高、安全經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)很好地解決了這個問題。對動力裝置教學(xué)形式和方法有很好的指導(dǎo)意義和實(shí)用價值。

關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實(shí)；動力裝置

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其良好的沉浸性和交互性，在航空航天、軍事訓(xùn)練等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用到課程教學(xué)中，可以將學(xué)員的視覺、聽覺甚至感覺全部調(diào)動起來，給學(xué)員一種身臨其境的感覺，讓學(xué)員在虛擬環(huán)境中進(jìn)行“預(yù)實(shí)踐”，增加教學(xué)的直觀性、趣味性和實(shí)踐性。

1虛擬現(xiàn)實(shí)在動力裝置教學(xué)中的優(yōu)勢

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到動力裝置課程體系中，利用其優(yōu)秀的沉浸性和交互性，擺脫了學(xué)員過度依賴課本的現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)將課堂從“二維”擴(kuò)展到“三維”。

1）改進(jìn)教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)形式。動力裝置課程是一門系統(tǒng)性很強(qiáng)的課程，它集推力室、供應(yīng)系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)等系統(tǒng)為一體，依靠單純的講解很難令學(xué)員快速并充分理解教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)手段，讓學(xué)員能從三維角度觀察系統(tǒng)構(gòu)造，透視與剖視并用，通過觀察三維模型的運(yùn)動理解系統(tǒng)工作原理。通過教學(xué)證明，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)手段可以令教學(xué)內(nèi)容更加生動逼真，可以大大提高學(xué)員的學(xué)習(xí)效率。

2） 改善教學(xué)實(shí)踐。對于《動力裝置》的實(shí)踐教學(xué)，因缺乏相應(yīng)的實(shí)踐條件，比如無法用真正的點(diǎn)火來開展相關(guān)的實(shí)踐教學(xué)，這在很大程度上影響了學(xué)員的分析問題和解決問題的能力。而使用虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)，讓學(xué)員在虛擬環(huán)境中實(shí)驗、操作，既可以節(jié)約資源，又避免了危險性操作，實(shí)現(xiàn)與真實(shí)教學(xué)實(shí)踐相同的學(xué)習(xí)效果。

3）激發(fā)學(xué)員學(xué)習(xí)興趣。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入動力裝置教學(xué)中，利用計算機(jī)、感知系統(tǒng)、控制臺來構(gòu)建虛擬環(huán)境。使學(xué)員體味到主體學(xué)習(xí)地位，更好地把人、崗位和裝備結(jié)合在一起，使學(xué)員完全沉浸于學(xué)習(xí)過程中，激發(fā)了學(xué)員學(xué)習(xí)的興趣和熱情。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)應(yīng)用設(shè)計

動力裝置教學(xué)的目的是為了使學(xué)員了解裝備的組成結(jié)構(gòu)，掌握主要系統(tǒng)和重要部件的工作原理。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將部件的結(jié)構(gòu)、工作原理、故障現(xiàn)象等在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中模擬出來，讓學(xué)員“直面”部件信息，學(xué)習(xí)印象深刻。

1）結(jié)構(gòu)組成拆卸與裝配訓(xùn)練設(shè)計。通過拆卸與裝配操作，熟練掌握重要零部件的組成結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)以及拆卸裝配順序和注意事項，通過反復(fù)訓(xùn)練提高學(xué)員認(rèn)知結(jié)構(gòu)組成的能力。

2）工作原理教學(xué)設(shè)計。學(xué)員通過將觀察視角切換至動力裝置部件各部位，采用透視和剖視等效果，將操作動作和零部件內(nèi)部動作緊密的聯(lián)系在一起，在操作的過程中對零部件內(nèi)部工作過程有一個直觀形象的理解。

3）故障現(xiàn)象模擬和維修訓(xùn)練設(shè)計。在故障數(shù)據(jù)庫中建立典型故障現(xiàn)象，在虛擬環(huán)境下運(yùn)用聲音、圖像、儀表指示、操作失敗等方式來模擬故障現(xiàn)象，針對相應(yīng)的故障，在維修練習(xí)系統(tǒng)中選擇故障排除模塊，根據(jù)提示選擇需要的工具進(jìn)行維修操作，通過反復(fù)訓(xùn)練，使學(xué)員熟練掌握故障排除方法。

3 結(jié) 論

虛擬現(xiàn)實(shí)將動力裝置教學(xué)過程變得豐富起來，使學(xué)員從以往的填鴨式教學(xué)的被動者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)過程的主導(dǎo)者，學(xué)習(xí)興趣提高，積極性增強(qiáng)，極大地提高了教學(xué)的質(zhì)量。