浅谈虚拟现实技术在采矿专业教学中应用

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1、浅谈虚拟现实技术在采矿专业教学中应用　　摘要：近几年来，信息技术的飞速发展带动了各行各业，并且制造了很多便利，国家也正在大力推行多媒体技术、网络技术，在教育方面更是尤为重视，这也为教学方式的革新注入了新的力量，同时也为高等教育的现代化带来新的机遇、需求和挑战。在其中虚拟现实技术就是热点话题之一，它也已经在教育教学领域有了一定的应用，并取得了不错的效果。本文在介绍了虚拟现实技术的基础上，着重探讨其在采矿专业教学中的应用。关键词：虚拟现实；采矿专业；教学中图分类号：TD43文献标识码：A在21世纪经济和技术全面发展的新时代

2、，智能化、科技化、电子化是一个更为突出的发展方向，虚拟现实技术的不断进步，也是其走进了高校教学中，它能形象生动地表现教学内容，为学生营造一个更真实的教学环境，使其切身体验，并且提高了学生掌握知识、技能的效率，达到优化教学过程，提高教学质量的目的。一、虚拟现实技术简述虚拟现实(VirtualReality，VR)7技术是目前计算机领域中引起广泛关注的研究前沿和热点之一，它利用计算机生成逼真的三维空间环境，通过视、听、触觉等作用于用户，使之与环境直接交互，产生身临其境的感觉。该技术是计算机图形学、传感器技术、多媒体技术、人

3、机接口技术以及人工智能技术等多种学科技术的交叉与综合。虚拟现实的特征可归纳为三个“I”，即沉浸、交互、构想。一个虚拟现实系统必须具备沉浸感，用户在虚拟环境中具有身临其境的感觉，能够自由的运动，观看风景，就和真实的世界一样。虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的，它不是一个静态的世界，而是一个开放、互动的环境，虚拟现实环境可以通过控制与监视装置影响或被使用者影响，这是VR的第二个特征，即交互性。构想性是指虚拟现实不仅仅是一个演示媒体，而且还是一个设计工具，它以视觉形式反映了设计者的思想，达到所看

4、即所得的完美境界。虚拟现实技术复杂，而且构成系统的设备比较昂贵，投资巨大，所以最初只在军事、航天等少数领域得到发展。近年来，随着计算机性能的提高和价格的下降，虚拟现实技术已广泛应用于医学、建筑和工程、科学、金融、电子商务、游戏和教育等方面。虚拟现实的三个基本特征沉浸感、交互性和构想性使之在教学上具有特殊优越性，其在教育教学领域中的应用前景非常广阔。二、虚拟现实技术在教学中的应用7虚拟现实技术与多媒体技术的主要区别在于不仅仅把图片、文字、声音和动画结合在一起，更主要的是它为用户创造了一个虚拟环境，用户不再是被动地接受知识

5、，而是主动的、多方位的和虚拟环境直接交互，从而获得知识。正是这一特点改变了以往学生的学习方式，使虚拟现实技术进入课堂成为当前研究热点。目前，国外已经开发出许多针对教学的虚拟现实系统。利用此技术可以建立“虚拟物理实验室”，学生在虚拟实验室里可以作各种实验，亲身体验失重的感觉，使学生对物理概念和定律有了更深的理解;在“化学虚拟系统”中，学生可以通过数据手套操作虚拟环境中的化学分子的运动，观察分子结合的化学反应，由此学到现实教学中无法感受的知识;在医学院的教学中，虚拟现实技术更是发挥巨大的作用，利用“虚拟手术台”使学生无需通

6、过病人就可以迅速安全地掌握各种复杂的手术操作;军事院校学生利用飞行模拟器进行飞行训练是一种最安全高效的训练方式。此外，虚拟现实技术和网络技术的结合产生了“虚拟教室、学校”，使网络学习成为一种新的学习模式。三、虚拟现实技术在采矿专业教学中的应用(一)采矿专业教学特点7采矿工程专业在我国属于艰苦专业，而且实践性要求比较高，专业课程主要有《矿山测量学》、《矿山压力与控制》、《采掘机械》、《井巷工程》、《通风与安全工程》、《煤矿开采学》等，在学习阶段先后有三个实习环节，认识、生产及毕业实习。采矿专业的特点要求在教学中必须与生产

7、实际相联系，所设置的三个实习环节也是为这一目的服务。通过上课和实习，学生应该对采矿专业知识有比较深入的理解，能够完成矿山规划设计，但通过毕业设计环节我们认识到学生对专业知识的理解不够透彻，尤其涉及到实际生产环节的设计，达不到预想效果，这说明我们的专业教学存在不足。首先，在以往采矿专业教学中采用传统的教学方式，课堂教学以黑板为工具，以单纯教师教授的方法，向学生灌输知识，课堂教学结合采矿实际不够，学生的学习主动性、积极性不高，对专业知识的理解不够深入;其次，采矿专业实习地点在矿山，条件一般比较艰苦，下井实习具有一定的危险性

8、，学生实习兴趣不高。同时，由于受井下实际生产的限制或者实习经费不足的影响，学生真正深入现场的机会不多，由此引发学习和实际相脱节，最终造成采矿专业的教学往往达不到大纲要求。为此我们必须改进传统的教学方法，结合专业特点，将现代计算机技术引入教学，发挥学生学习的主动性、积极性和创造性，提高采矿专业教学质量。(二)虚拟现实技术的应用7该技