高中的虚拟现实科技论文2000字

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　　高中的虚拟现实科技论文2000字篇一

　　在数控教学中的虚拟现实技术

　　【摘 要】在教学中运用虚拟现实技术，可以按照预想建立合适的虚拟学习环境，使学生在模拟真实的学习情境下，充分调动其视觉、触觉、听觉等感官，从而更的实现教学任务。本文分析了虚拟现实技术在数控教学中的意义及运用方法。

　　【关键词】虚拟现实技术;高职教育;数控教学;应用

　　我国高职院校中，数控加工技术教育伴随着机械制造业的发展而越来越重要。传统的数控操作培训在机床上实际操作，这种实际上机的训练方法有很多弊端：如受机床数量和实习场地的限制、使用和维护的费用较大、师资投入不足、操作失误导致机器和人员的损伤等等。以上问题促使我们必须寻求一种新型的教学方式：虚拟现实技术。

　　1.虚拟现实技术简介

　　虚拟现实技术是由高速计算机系统创建的一种令人感到身临其境，可与环境交互体验的虚拟世界。它综合了计算机图形学、图像处理和模式识别、智能技术、传感技术、信号处理技术、网络技术等多门科学，将计算机获得的数字化信息变为人能感受到的具有各种表现形式的多维信息。虚拟现实环境是由图像、图形识别与生成系统，声音、触感的识别与生成系统，网络通信系统，人工智能系统和传感器系统等不同功能、不同层次的系统所构成的集成系统。以轴的结构为例，其中轴的轴向和周向定位方式多种多样，我们可以在软件中把相关的定位零件都制作出来，例如轴、轴肩、轴环、弹性挡圈、轴端挡板、键、花键等，然后在软件中进行定位，并且可以进行装配检查，让学生看到错误的结，这样形象而且具体。

　　虚拟数控系统的功能：(1)虚拟数控机床与真实机床有完全相同的界面风格，能模仿真实机床的任何功能，不会因为采用某种近似替代而导致某种结构和信息的失真或丢失。(2)形象的图形和标准数据接口。用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种运行参数，并能与其他CAD/CAM软件接口。(3)刀具库。应包括一台数控机床所需的刀具，能模拟任何一种数控机床的换刀形式。(4)仿真平台。操作者可以在虚拟的环境中进行机床运动和切削过程等，从中获得相关的加工数据。

　　2.高职院校在数控教学中的虚拟现实技术

　　2.1在数控教学的设备、仪器、产品展示中应用虚拟现实技术

　　学生在传统课题中，只能通过书本和图片学习数控实物的图片和图形，不够立体的平面展示限制了学生的空间想象思维。如在现场实际观察设备，组织起来费时费力。而虚拟现实技术的应用较好的弥补了上述不足，通过虚拟现实，我们可以设计一个模拟实物的三维物体，将各种教学产品和工具实物进行虚化，把它们以立体的形态放在虚拟教室中。师生进入虚拟空间后，可形象的学习和观察这些设备的外观及内部构造，教师可以在学生形象思维充分展开时精心点拨，师生互动，答疑解惑，从而增强数控技术教学的效果。虚拟现实技术不但突破了空间的制约，而且还能将数十年乃至百年才能观察的过程，在多时间内集中系统的展示给学生。构造一个穿越时间和空间的开放的学习环境。

　　2.2在实验和教学中应用虚拟现实技术达到仿真效果

　　众所周知，机械行业教学离不开实验操作，而不是所有学校都用财力和空间具备全部实验和培训的设备。利用虚拟现实技术，建立虚拟实验室可以解决上述难题。在虚拟实验室中，学生可以仿真操作虚拟的仪器，进行各种虚拟的数控系统的练习。迷你实验不是真的消耗机器设备，可多人反复操作。同时能避免学生因操作不熟练或失误造成事故。虚拟仿真技术还可以应用在制作软件上，在计算机上模拟训练或实验，节省实验空间和成本。

　　2.3数控加工教学系统中应用虚拟现实技术实现仿真效果

　　计算机仿真加工系统，是模拟实际数控机床加工条件和状态的系统，它借助计算机功能，通过实验者控制计算机的操作，研究数控加工的全程。它的作用是可以模拟真实零件加工的全过程，提供完全仿真的操作面板，学生可以充分熟练各个调试、执行等环节，同时系统能检验各种数控设置的准确性。既解决了机床设备不足和时间的问题，又可避免可能造成的磨损和事故。

　　2.4虚拟仿真教学与实际成产加工相统一

　　加工仿真教学系统既能单机系统独立运行，又能实现在线运行。独立运行即机床模型方式，其培训设施只需一台计算机，数控机床的模拟操作在显示屏显示的仿真面板上进行，而零件切削过程由机床模型通过三维动画演示。在线运行即机床工作方式，在这种方式下，教学系统将与实际机床连接，由硬件实现零件切削过程，这时除了操作者是用仿真面板操作外，其它则与实际机床的真实情况一样。由于数控加工仿真教学系统具有完善的图形和标准数据接口，用户既能在真实的环境中运行虚拟机床，又能观察它的各种运行参数。

　　2.5虚拟现实技术使数控教学的考核和培训网络化

　　通过远程教育培训，师生双方可以打破地域限制互动。虚拟技术教学可在互联网上进行，包括教师布置作业和考试、观察实验、系统自动评析试卷等全部环节都可实现无纸化，具有高效、简单、节约等诸多优点。

　　2.6虚拟现实技术使数控教学方法优化

　　虚拟现实技术通过虚拟现实、多媒体、网络等技术的综合应用，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，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。

　　2.7虚拟现实技术营造开放性的网上探索

　　学习运用虚拟现实技术，突破传统教科书的限制，使每一位学习者都可以根据自己的学习特点，在自己方便的时间从互联网上自由地选择适合的学习资源，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，有利于激发学生的创造性思维，使学习者在具体隋境中通过主动的探索获得知识，从而提高学习者的动力。

　　3.虚拟现实技术在教学中还存在着不足

　　(1)虚拟现实技术的仿真效果还待改进。虚拟现实在物理、行为模型等方面不逼真，听觉和触觉的仿真设计较少，真实性不足。虚拟技术相关的设备使用不方便，有时难以达到系统要求。(2)虚拟技术成本较高，相关设备价格较贵，要想大面积推广，只有将其改进和降低成本。(3)虚拟教学不能完全替代真实操作。生产不同于虚拟训练和实验，真正动手操作机器设备是我们的教学目的，也只有真正的操作才能让学生理解机床，合格就业。综上，虚拟现实技术水平的提高离不开计算机技术的发展，相信在全体科技工作者和教育工作者的共同努力下，虚拟现实技术在数控教学中的应用和前景越来越广阔。

　　【参考文献】

　　[1]王震，时中奇.虚拟现实技术在教学中的应用[J].美术大观，2010(04).

　　[2]叶南.谈中职学校数控专业实训教学[J].成才之路，2010(17).

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