摘 要:隨著教育模式的改革,將信息技術(shù)引進到高校測繪工程專業(yè)教學(xué)中能夠有效促進高校教育改革;谔摂M技術(shù)飛速發(fā)展的背景,虛擬現(xiàn)實技術(shù)為高校測繪工程教學(xué)改革帶來了機會,同時也為高校教學(xué)的信息化帶來了挑戰(zhàn)和問題。本文將結(jié)合虛擬技術(shù)在測繪工程專業(yè)的應(yīng)用,認真剖析教學(xué)中發(fā)現(xiàn)的問題,將虛擬技術(shù)概念應(yīng)用到實際教學(xué)中,促進測繪工程專業(yè)教學(xué)改革。
關(guān)鍵詞:虛擬技術(shù);高校教學(xué);測繪工程專業(yè)
隨著時代的飛速發(fā)展和計算機的普及,引進多媒體技術(shù)到高校測繪工程專業(yè)教學(xué)中大大提升了課堂教學(xué)效率。同時近幾年來虛擬技術(shù)的飛速發(fā)展,將VR技術(shù)應(yīng)用到測繪工程教學(xué)中大大增強了課堂趣味性,大大調(diào)動了學(xué)生積極性。
一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其特征
虛擬現(xiàn)實技術(shù)(Virtual Reality簡稱VR)是信息科技技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,結(jié)合多媒體技術(shù)和空間圖像技術(shù),隨時隨地體驗特定情境,加強機器在不同環(huán)境的適應(yīng)參數(shù)。目前市場上大部分應(yīng)用到虛擬現(xiàn)實游戲體驗,在視覺、觸覺、聽覺等方面高還原度游戲內(nèi)部環(huán)境,增強體驗者游戲體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)有三大特征。分別是沉浸感、互動性、構(gòu)想性。
(1)沉浸感:是指體驗者在虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的真實感受,體驗者認為自己真實融入到虛擬技術(shù)合成的特定場景,大大提升了工作環(huán)境的真實性。
(2)互動性:是指體驗者能夠通過自己的想法影響虛擬技術(shù)建立的物體狀態(tài),最大程度提升體驗者工作效率。同時體驗者可以實時與虛擬世界進行互動,通過計算機技術(shù)改變虛擬世界狀態(tài)。
。3)構(gòu)想性:是指依靠虛擬技術(shù)建立的虛擬平臺,相當于體驗者進入到另一個三維空間。以作者想法和概念為基礎(chǔ),對物體數(shù)據(jù)進行最大程度還原和復(fù)制,由此可見VR技術(shù)的實用功能明顯強于圖紙等平面工具。
二、測繪工程學(xué)及其教學(xué)模式的現(xiàn)狀
隨著城市建設(shè)工程的飛速發(fā)展,測繪工程更新的速度也越來越快,因此高校測繪工程教學(xué)必須進行相應(yīng)的創(chuàng)新改革。測繪工程是通過對于物體平面的測定和空間上的還原,結(jié)合地球重力場,保證建筑物的正常工作和安全。同時測繪工作會涉及到地球場和部分地球地理知識理論。由于地區(qū)的限制和教學(xué)學(xué)科的局限性,學(xué)生難以理解全球地理知識,而測繪工程技術(shù)正是需要學(xué)生通過課下的練習來鞏固課上的理論知識。在傳統(tǒng)的測繪工程教學(xué)中,學(xué)生學(xué)習的主要來源是課堂中的PPT和課本內(nèi)容,難以從實踐工作中鞏固理論。其中主要存在以下幾個方面問題:
(一)教材內(nèi)容更新慢,無法滿足測繪工程要求
隨著信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,測繪工程引進了更多的新理論知識,而教材內(nèi)容的更新速度遠遠不能滿足測繪工程技術(shù)的發(fā)展速度。課堂將授的知識將無法滿足當今測繪工程的需求,大大降低課堂教學(xué)的效率。
。ǘy繪學(xué)習方式單一,缺乏實踐操作
測繪工程中涉及到繪圖、地理知識、數(shù)學(xué)計算等學(xué)科,在眾多學(xué)科的結(jié)合應(yīng)用下,學(xué)生難以在實踐操作中鞏固課堂內(nèi)容,加強對于測繪工程學(xué)科認識,難以找到適合自己的學(xué)習方法。
(三)測繪工程學(xué)習儀器少,儀器成本高
測繪實習工程中會涉及到測量等工具,由于儀器的精密度較高,導(dǎo)致儀器成本較大,一般學(xué)校無法承擔起昂貴的儀器維修費用。同時測繪工具要隨著當代測繪工程的更新而改進,學(xué)校難以滿足儀器的更新?lián)Q代和測繪技術(shù)的研發(fā)。
。ㄋ模y繪學(xué)習實踐少,實驗室條件差
測繪工程的學(xué)習主要通過課上理論知識教學(xué)和課下實踐作業(yè),而大部分學(xué)校的測繪實驗室儀器和環(huán)境都無法滿足作業(yè)要求。優(yōu)良的實驗室條件能夠加強學(xué)生對于課上理論知識的理解,同時通過實踐的過程發(fā)現(xiàn)課上課本中未涉及的現(xiàn)象,促進學(xué)生學(xué)習測繪工程的效率。
三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在測繪實踐教學(xué)中的應(yīng)用
。ㄒ唬┨峁⿲W(xué)生實踐環(huán)境,加強理論知識鞏固
由于測繪實驗室的條件限制,大部分學(xué)校不能提供良好的測繪環(huán)境用于學(xué)生進行試驗。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠通過三維立體建模,高度還原現(xiàn)實測繪實踐場所,幫助學(xué)生完成測繪工作。同時虛擬技術(shù)能夠模擬觸發(fā)現(xiàn)實中的小概率事件,提升工作效率,完善實際測繪工程問題的解決方案。由于高校實驗室時間安排的不合理性,虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠降低學(xué)生進行試驗的門檻,提供充足的實驗時間,有益于學(xué)生充分理解課堂中的理論知識,熟悉測繪工程的工作方式。
。ǘ┚嚯x交互性強,便于師生之間交流
在進行課下測繪工作時,學(xué)生難免遇到課上從未涉及到的知識面,周圍也沒有可以解決問題的導(dǎo)師。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以允許相隔一定距離的兩人同時進入測繪實踐平臺,讓老師可以面對面指導(dǎo)學(xué)生工作,有效增加了師生之間的交流,大大提升了學(xué)生的工作效率。不僅如此,當學(xué)生完成測繪實踐工作后,可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建相同的工作效果圖并發(fā)送到老師接收端,允許老師查看學(xué)生作業(yè)的每一處細節(jié),同時還原學(xué)生工作過程,方便老師指出學(xué)生工作中出現(xiàn)的錯誤。
。ㄈ┓植夹哉n堂講授,課堂三維全程回放
由于測繪工程理論知識存在一定的抽象性,很多知識學(xué)生當時無法理解課堂上講授的知識,需要結(jié)合多方面內(nèi)容串講。但是大部分學(xué)生不能及時對以往知識進行復(fù)習和整理,造成了對之前講授知識的遺忘。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠三維空間內(nèi)還原課堂講授,允許學(xué)生重新進入課堂復(fù)習遺忘知識點,提升學(xué)生的學(xué)習效率,減少教師工作量。不僅如此,虛擬現(xiàn)實技術(shù)允許學(xué)生選擇在任何地點參與教師課堂講授,方便學(xué)生隨時隨地聽課,豐富學(xué)生的學(xué)習方式,提升學(xué)生測繪學(xué)習效率。
。ㄋ模└呶y繪環(huán)境工作,保證測繪過程安全
由于測繪儀器和技術(shù)的限制,一些復(fù)雜的工作環(huán)境必須由人親自進行測量、收集數(shù)據(jù)。但是復(fù)雜的測繪環(huán)境難以預(yù)測,無法給予工作人員充分的安全保障。而虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中包括大量的感知信息和模型,系統(tǒng)的集成技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。集成技術(shù)包括信息的同步技術(shù)、模型的標定技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)識別和合成技術(shù)等。因此虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠高度還原復(fù)雜測繪環(huán)境,減少環(huán)境對于測繪過程的影響,既能夠?qū)y繪工作風險系數(shù)降到最低,又能夠給予工作人員安全保障。
參考文獻:
[1]蔣霖.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在《測繪工程》教學(xué)中的應(yīng)用[J].大眾科技,2012(12):122-123+125.