近年來，隨著計算機和網絡技術的飛速發展，傳(chuan) 統的以實體(ti) 素材為(wei) 主的教學方式得到了發展和變化，越來越多的教學材料被上傳(chuan) 到網絡上，供學生自由地查閱和學習(xi) 。互聯網為(wei) 學生帶來了便利，也將改變學生的學習(xi) 習(xi) 慣。但現有的大多數教學資源仍然屬於(yu) 傳(chuan) 統的課件、相關(guan) 書(shu) 籍和視頻等形式，沒有完全利用好計算機與(yu) 網絡技術優(you) 越特性。
實踐出真知，通過實踐獲得的知識能更為(wei) 深刻地留在學生的腦海中，但在一些特殊的情況下學生無法參與(yu) 到實際的實踐中。其掣肘的原因可能是因為(wei) 實踐成本(設備、場地、人員等)太高，抑或是實踐環境屬於(yu) 高危場景，此時，學生隻能退而求其次，從(cong) 課本及從(cong) 前輩的總結中探究、想象完成自我的認知過程。學習(xi) 過程中，視頻材料是學生想象與(yu) 現實認證的有效途徑，但畢竟信息有限，學生被動地接受信息，效果有限。虛擬技術通過計算機技術，在電子環境下營造一個(ge) 現實的子集。針對教學內(nei) 容，進行教學內(nei) 容的虛擬擴展，則可允許學生在虛擬教學中參與(yu) 到內(nei) 容的實踐中來。學生獲得知識與(yu) 認證知識更為(wei) 自由，並能從(cong) 中獲得更為(wei) 深刻的學習(xi) 細節和實踐印象。尤其是對於(yu) 包含有昂貴設備或高危現場的教學情境，使用虛擬教學，可以大為(wei) 減少教學準備的資金投入，並能為(wei) 學生的安全提供保障。
由於(yu) 學生用來訪問網絡的設備是多樣化的，虛擬教學的具體(ti) 實現必須擁有良好的平台獨立性。而最新的網絡圖形標準WebGL，由於(yu) 擁有可以在瀏覽器中直接調用底層圖形顯卡的API進行渲染的特性，具有優(you) 秀的跨平台、輕量化的特點。本文基於(yu) WebGL技術針對鑄造過程進行虛擬教學係統的研發，在該係統下，學生通過瀏覽器就可以參與(yu) 到虛擬教學場景中，與(yu) 其中的內(nei) 容對象進行交互和學習(xi) 。
1 鑄造虛擬係統設計
2 虛擬教學係統關(guan) 鍵技術
3 虛擬係統實現
4 結束語
本文實現了鑄造虛擬教學係統的研究和開發。該係統以WebGL技術為(wei) 基，並以B/S模式作為(wei) 架構原則，擁有良好的跨平台、輕量化等特點。學生可以在個(ge) 人計算機、移動設備上訪問，並且係統的更新和維護都由服務器負責，大大便利了學生的使用。
在該虛擬教學係統中，學生可以自由調整教學內(nei) 容的進度，控製學習(xi) 進度。同時在場景中，學生可以調整自身的觀察視角和精度，隨意發現細節。學生沉浸式地進行學習(xi) ，將得到對教學內(nei) 容更為(wei) 詳盡的認知和更為(wei) 深刻的理解。
本文為(wei) 虛擬教學係統的開發提供了基本思路和可行方向。並驗證了虛擬教學係統可以對教學內(nei) 容進行多元化的豐(feng) 富和補充，在一定程度上解決(jue) 實踐教學的難點和痛點，完成教學任務的要求。
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廖敦明 張兆創 孫飛 陳濤 範淑媛 毛有武 樊自田 華中科技大學材料科學與(yu) 工程學院 |
