摘要：为更好地达到教学目标，基于“从知识传授为主向能力培养为主转变”这种新的教育理念。先进信息技术在课堂的应用已然成为一种趋势，课堂形式越来越趣味性、多样性。虚拟现实技术（Virtural Reality）在课堂上的应用，更可以使专业技术课程课堂的实效性产生质的飞跃。
关键词：机械制造技术；信息化教学；虚拟现实技术
一、 虚拟现实技术简介
“虚拟现实（Virtural Reality）”技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。作为人与计算机生成的虚拟环境进行交互作用的一种手段，虚拟现实可以给使用者提供影像资料所无法给予的实境体验。目前，各种基于虚拟现实的技术林林总总，简单概括为以下几大类：（1）桌面虚拟现实系统：窗口上的VR，目前教学中应用最多VR系统；（2）沉浸虚拟现实系统：头盔式显示器封闭使用者感官，让其产生身临其境的效果；（3）分布式虚拟现实系统（DVR）：通过网络支持各用户在一个虚拟现实环境中进行交互，并共享信息。虚拟现实场景由于有可贵的3I特性——沉浸（Immersion）感、交互（Interaction）性和构想（Imagination）性，目前是人们较为关注的热点之一。
从1965年出现蕴涵虚拟现实这种思想到1989年开始初步形成理论并且出现相关研究，再到至今虚拟现实理论进一步的完善和应用，历经数载，从众所周知的3D眼镜到全息式交互屏幕，全息投影再到目前被广泛应用VR眼镜等，虚拟现实技术俨然已成为现代信息技术发展的方向之一。虚拟现实技术已经揭开它神秘的面纱，走进我们的生活。虚拟现实将会发展成一种改变学习方式的新突破。
二、 构建三维虚拟学习环境的时代背景和必然性
机械制造技术基础是一门机械制造类专业基础课程，与实际生产实践的联系尤为密切，学生把握必备的机械基础知识和操作技能是它的重要使命。该课程中只有熟悉各种加工设备的操作以及各种加工方法的加工过程和工艺特点才能很好地理解本门课程内容并且掌握关键知识。现如今，信息技术产业蓬勃发展，利用“互联网+教育”的良好契机，智慧课堂，云平台、各种硬件、教育软件已经逐步走进校园，通过互联网，搭建完整的现代化信息教学环境，推动互联网模式下传统教育模式的创新和变革。开启了新型教育模式的新篇章。新型的教育方式中虚拟现实技术对于《机械制造技术基础》这种“立足于生产”的课程至关重要。
三、 虚拟现实在教学中的应用
随着信息技术飞速发展以及在各个领域中的深度应用，机械制造行业对从业人员的高标准要求，教师的教学理念迫切需要从知识传授为主向能力培养为主转变，为达到这一目的就要从课堂学习为主向多种学习方式转变。《机械制造技术基础》这门课大多涉及的是各种实际加工相关的知识点。该门课程包括金属切削加工基础知识、加工工艺的制定、典型零件的加工、机械加工质量分析、装配工艺，夹具设计基础、常用机械加工方法及其装备，数控加工工艺、先进加工技术等等，其中任何一个项目，其任务要求及目标是在书本上，在课桌前，在教室中无法真正达到“学以致用”的目的。但是要真正地让孩子们进入生产车间实训，由于设备、场地、经费等硬件问题大部分机械加工的操作都无法进行，又产生了很大的阻碍和限制。从各个角度看虚拟实训车间拥有传统实训车间难以比拟的优势，利用各种虚拟的设备、工具，学生足不出户便可以做各种实训操作，获得与真实实训一样的体會。所以对于该专业课程迫切需要实现虚拟现实技术在课堂中的应用。
当前，许多高、职校都在积极促进虚拟现实技术在教学中的应用。虚拟现实技术能够虚拟学习环境为学生提供生动、逼真的学习环境，利用虚拟现实技术，可以虚拟建立各种设备等。利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地，其“设备”与“部件”多是虚拟的，可以根据需要随时生成新的设备。教学内容可以不断更新，使实践训练及时跟上现代加工技术的发展。而这正是机械制造技术基础这门课程的需求。例如：我们可以对车削机床的操作进行演示，在该虚拟车床上可以真实模拟任何实际操作动作，如开机，工件的装夹，刀具的更换、转速的调整，进给量的选择等等。甚至，我们可以利用虚拟制造技术（virtual manufacturing technology，VMT），仿真某一产品的生产过程，在计算机上实现产品从设计、毛坯的生产、机械加工和装配、检验、使用整个生产周期的模拟和仿真。学生在这一系列操作过程中，可以将机械制造中的各知识点建立起联系，深化理解，掌握。同时，虚拟现实的沉浸性和交互性，使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，全身心地投入到学习环境中去，并且规避真实操作的风险，例如：虚拟铸造，锻造，高速切削加工，特种加工等，可免除学员操作失误而造成严重事故，利用虚拟现实技术进行虚拟加工，学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种实训项目，这非常有利于学生对知识点的掌握和适当的训练其技能。由于虚拟的训练系统无任何危险，学生可以不厌其烦地反复练习，更正错误，直至掌握操作为止。无限的虚拟体验，可加速和巩固学生学习知识的过程。提高教学效果的同时更极大地节省了成本。“真正”地参与到生产中去，亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的灌输，有本质的差别。
四、 虚拟现实在专业教学中应用的展望
目前，教学中使用的虚拟现实都为桌面虚拟现实系统，尽管学生不能“身在其中”，但是，它已然为媒体在教学中的应用开辟了一条新的道路。而沉浸虚拟现实系统，更是我们所渴望的，但是，沉浸虚拟现实技术在教学中的应用还有很多限制和不适应，例如它要一些性能比较优异的设备，例如：头盔显示器、数据手套和数据衣等，再者，由于很多硬件设备需要连线导致使用者不能随意移动等问题导致它不能被广泛使用。虚拟现实技术的发展及应用现状与我们理想中的需求还有一定距离。但是，相信在不远的将来，虚拟现实技术会呈现给我们全新的更富有魅力的学习方式。
参考文献：
[1]施晶晖.职业教育教学理论与实践[M].重庆：西南交通大学出版社，2013.
[2]卢秉恒.机械制造技术基础[M].北京：机械工业出版社，2013.
[3]吴小明.VR时代：虚拟现实引爆产业未来[M].北京：机械工业出社，2016.
作者简介：张建霞，江苏省徐州市，江苏省徐州市丰县中等专业学校。
