论文部分内容阅读
摘 要：综述了国内外虚拟仿真技术的发展现状，并分析了其在高职教育中的迫切需要及应用前景。
关键词：虚拟仿真技术；发展；高职教育；应用前景
虚拟仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，以构建全系统统一完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。由于其具有经济、安全可靠、试验周期短等特点，已广泛应用于航天、航空、航海、石油、化工、机械制造、冶金、生物、医学、建筑、工业管理和教育等多个行业领域。
随着我国高职教育改革的不断深入，虚拟仿真技术在高职教育教学中的应用和推广取得初步成效，且在多门学科教学实践中获得了较为满意的效果，已成为高职教师开展教学活动的一种重要的手段和方式。因此，研究虚拟仿真技术在高职教育教学中的应用具有重要意义，是当前信息化教学中一个重要的研究课题。
一、虚拟仿真技术的研究现状
（一）国外研究现状
早在20世纪40年代，美国就开始了虚拟仿真技术的研究，最初应用于宇航员和飞行员的模拟训练，后随着科技和社会的不断发展，建立了空间站、航空、卫星维护、教育等的仿真系统。另外，英国在辅助设备设计、分布行列并行处理和应用研究方面处于领先地位，欧洲其他国家如德国、瑞典等也积极进行了虚拟仿真技术的研究与应用：德国将其应用在对传统产业的改造、产品演示及培训等方面，达到降低成本和吸引客户的目的；瑞典的DIVE分布式虚拟交互环境使得多个节点的多个进程在同一时间中工作成为了现实。
（二）国内研究现状
我国对虚拟仿真技术的研究起步较晚，与发达国家存在一定的距离。但随着科学技术的发展，我国对虚拟仿真技术的越来越重视，积极的进行虚拟环境的建立及虚拟场景模型分布式系统的开发等。许多高校和研究机构也都积极的进行虚拟仿真技术的研究及应用。北京航空航天大学建立分布式虚拟环境，可以提供拟现实演示环境、实施三维动态数据库、用于飞行员训练的虚拟现实系统等的开发平台；清华大学采用QuickTime技术实现了大全景虚拟仿真制布达拉宫。
二、虚拟仿真技术的发展趋势
虚拟环境是虚拟仿真技术的核心内容，而动态环境建模技术获取实际环境三维数据的技术，从而建立相应的虚拟环境模型，创造出虚拟仿真环境。另外，目前在生成三维图形方面已经较为成熟，但在不影响图形的复杂程度和质量的前提下，如何实现实时生成三维图形，成为虚拟仿真技术今后重要的研究内容。交互使用最自然的视觉、听觉、触觉和自然语言，能够让虚拟仿真的交互性效果得到有效的提高，因此适人化、智能化人机交互设备的研制也是虚拟仿真技术的发展方向之一。分布式虚拟仿真系统是当前全世界的研究热点，它是一种基于网络的虚拟仿真系统，允许多个用户同时参与，让不同地方的用户进入到同一个虚拟环境中。
三、高职教育的现状
高职教育的现状突出显示了实验实训场所和设备不足的问题，这主要由高职教育的办学定位和目前高职教育的发展两方面的原因决定。一方面，高职教育办学定位决定了其在人才培养过程中，需要大量实训实验设备。高职教育的人才培养目标是培养生产、经营、管理与服务一线的高等技术应用型人才，注重技术应用能力的培养，强调职业性和适应性，这就要求在教学过程中配备大量实训实验设备。另一方面我国职业教育起步于1995年，经过20多年的发展，已占据了中国高等教育的“半壁江山”。近几年，虽然高职院校在数量上已基本稳定，但办学规模及学生人数的大幅扩大，给实际教学带来很大压力，尤其是实验实训场所和设备不足与学生人数快速增长的矛盾日益凸显，迫切需要与之配套的大量的实训实验设备。
四、虚拟仿真技术应用于高职教学的分析
（一）虚拟仿真技术的应用能够有效解决实验实训场所和设备不足的现状
虚拟仿真技术在高职院校的应用是通过开发出实验实训设备的仿真系统，并将其安装在计算机上，学生通过操作计算机进行仿真操作实训。其优势表现为，该仿真系统的操作平台为计算机，不受场地限制；效果更为生动、逼真，具有较强的交互性；该系统相对真实的实训设备更为经济，可减少经费投入；通过该方式，教师可进行互联网教学，提高教学效率。
（二）虚拟仿真技术的应用能够提高高职教育教学质量
大部分高职院校的学生对技术专业知识的掌握和学习水平较低，单纯的专业理论知识讲解，枯燥且晦涩难懂，学生面对学习容易失去興趣，注意力无法集中。因此，高职院校的教师需要创新教学方法和改变教育模式，转变教学理念，才能更好在实践中提高学习积极性和主动性。而虚拟仿真技术的应用为学生提供了更多的实操机会，使课堂更加生动，为其营造轻松和有趣的学习环境。此外，还能充分发挥学生的主观能动性，培养其动手能力和创新能力，更好的适应社会发展的需要。
五、结语
虚拟仿真技术在各个领域的应用已成为必然趋势。随着我国教育信息化发展，其在高职教育的应用也是必然的，虚拟仿真技术应用于高等职业教育，有诸多优势表现，可以大幅减少真实的实验实训设备的投入，提高教育教学质量和水平，且已成为目前高职教师开展实践教学的重要手段。
参考文献：
[1]王祖析.浅析高职实训教学中虚拟仿真技术的应用[J].电子世界，2013
[2]杨江涛.虚拟现实技术的国内外研究现状与发展[J].信息通信，2015
[3]郑军龙，罗黎，严景明.三维虚拟仿真技术应用于高职教学的研究[J].电子世界，2012
[4]李海霞.我国高等职业教育问题成因浅析[J]，2010
[5]尹湛华，朱海洋.虚拟仿真技术在高职实践教学中的比较优势[J].南昌高专学报，2008
作者简介：
马琴（1979—），女，重庆人，重庆水利电力职业技术学院，教师，副教授，研究方向为信息管理与信息系统。
基金项目：2015年重庆市高等教育教学改革研究一般项目：《计算机网络基础》课程的虚拟实训资源构建与应用研究，立项编号：153283；2014年度校级教改重点项目：《计算机网络基础》课程的虚拟实训资源构建与应用研究，项目编号：2014009。
关键词：虚拟仿真技术；发展；高职教育；应用前景
虚拟仿真技术是在多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息科技迅猛发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实技术相结合的产物，以构建全系统统一完整的虚拟环境为典型特征，并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体。由于其具有经济、安全可靠、试验周期短等特点，已广泛应用于航天、航空、航海、石油、化工、机械制造、冶金、生物、医学、建筑、工业管理和教育等多个行业领域。
随着我国高职教育改革的不断深入，虚拟仿真技术在高职教育教学中的应用和推广取得初步成效，且在多门学科教学实践中获得了较为满意的效果，已成为高职教师开展教学活动的一种重要的手段和方式。因此，研究虚拟仿真技术在高职教育教学中的应用具有重要意义，是当前信息化教学中一个重要的研究课题。
一、虚拟仿真技术的研究现状
（一）国外研究现状
早在20世纪40年代，美国就开始了虚拟仿真技术的研究，最初应用于宇航员和飞行员的模拟训练，后随着科技和社会的不断发展，建立了空间站、航空、卫星维护、教育等的仿真系统。另外，英国在辅助设备设计、分布行列并行处理和应用研究方面处于领先地位，欧洲其他国家如德国、瑞典等也积极进行了虚拟仿真技术的研究与应用：德国将其应用在对传统产业的改造、产品演示及培训等方面，达到降低成本和吸引客户的目的；瑞典的DIVE分布式虚拟交互环境使得多个节点的多个进程在同一时间中工作成为了现实。
（二）国内研究现状
我国对虚拟仿真技术的研究起步较晚，与发达国家存在一定的距离。但随着科学技术的发展，我国对虚拟仿真技术的越来越重视，积极的进行虚拟环境的建立及虚拟场景模型分布式系统的开发等。许多高校和研究机构也都积极的进行虚拟仿真技术的研究及应用。北京航空航天大学建立分布式虚拟环境，可以提供拟现实演示环境、实施三维动态数据库、用于飞行员训练的虚拟现实系统等的开发平台；清华大学采用QuickTime技术实现了大全景虚拟仿真制布达拉宫。
二、虚拟仿真技术的发展趋势
虚拟环境是虚拟仿真技术的核心内容，而动态环境建模技术获取实际环境三维数据的技术，从而建立相应的虚拟环境模型，创造出虚拟仿真环境。另外，目前在生成三维图形方面已经较为成熟，但在不影响图形的复杂程度和质量的前提下，如何实现实时生成三维图形，成为虚拟仿真技术今后重要的研究内容。交互使用最自然的视觉、听觉、触觉和自然语言，能够让虚拟仿真的交互性效果得到有效的提高，因此适人化、智能化人机交互设备的研制也是虚拟仿真技术的发展方向之一。分布式虚拟仿真系统是当前全世界的研究热点，它是一种基于网络的虚拟仿真系统，允许多个用户同时参与，让不同地方的用户进入到同一个虚拟环境中。
三、高职教育的现状
高职教育的现状突出显示了实验实训场所和设备不足的问题，这主要由高职教育的办学定位和目前高职教育的发展两方面的原因决定。一方面，高职教育办学定位决定了其在人才培养过程中，需要大量实训实验设备。高职教育的人才培养目标是培养生产、经营、管理与服务一线的高等技术应用型人才，注重技术应用能力的培养，强调职业性和适应性，这就要求在教学过程中配备大量实训实验设备。另一方面我国职业教育起步于1995年，经过20多年的发展，已占据了中国高等教育的“半壁江山”。近几年，虽然高职院校在数量上已基本稳定，但办学规模及学生人数的大幅扩大，给实际教学带来很大压力，尤其是实验实训场所和设备不足与学生人数快速增长的矛盾日益凸显，迫切需要与之配套的大量的实训实验设备。
四、虚拟仿真技术应用于高职教学的分析
（一）虚拟仿真技术的应用能够有效解决实验实训场所和设备不足的现状
虚拟仿真技术在高职院校的应用是通过开发出实验实训设备的仿真系统，并将其安装在计算机上，学生通过操作计算机进行仿真操作实训。其优势表现为，该仿真系统的操作平台为计算机，不受场地限制；效果更为生动、逼真，具有较强的交互性；该系统相对真实的实训设备更为经济，可减少经费投入；通过该方式，教师可进行互联网教学，提高教学效率。
（二）虚拟仿真技术的应用能够提高高职教育教学质量
大部分高职院校的学生对技术专业知识的掌握和学习水平较低，单纯的专业理论知识讲解，枯燥且晦涩难懂，学生面对学习容易失去興趣，注意力无法集中。因此，高职院校的教师需要创新教学方法和改变教育模式，转变教学理念，才能更好在实践中提高学习积极性和主动性。而虚拟仿真技术的应用为学生提供了更多的实操机会，使课堂更加生动，为其营造轻松和有趣的学习环境。此外，还能充分发挥学生的主观能动性，培养其动手能力和创新能力，更好的适应社会发展的需要。
五、结语
虚拟仿真技术在各个领域的应用已成为必然趋势。随着我国教育信息化发展，其在高职教育的应用也是必然的，虚拟仿真技术应用于高等职业教育，有诸多优势表现，可以大幅减少真实的实验实训设备的投入，提高教育教学质量和水平，且已成为目前高职教师开展实践教学的重要手段。
参考文献：
[1]王祖析.浅析高职实训教学中虚拟仿真技术的应用[J].电子世界，2013
[2]杨江涛.虚拟现实技术的国内外研究现状与发展[J].信息通信，2015
[3]郑军龙，罗黎，严景明.三维虚拟仿真技术应用于高职教学的研究[J].电子世界，2012
[4]李海霞.我国高等职业教育问题成因浅析[J]，2010
[5]尹湛华，朱海洋.虚拟仿真技术在高职实践教学中的比较优势[J].南昌高专学报，2008
作者简介：
马琴（1979—），女，重庆人，重庆水利电力职业技术学院，教师，副教授，研究方向为信息管理与信息系统。
基金项目：2015年重庆市高等教育教学改革研究一般项目：《计算机网络基础》课程的虚拟实训资源构建与应用研究，立项编号：153283；2014年度校级教改重点项目：《计算机网络基础》课程的虚拟实训资源构建与应用研究，项目编号：2014009。