Web3D技术在现代高职教学中的应用

摘 要：高职教学目前面对的主要问题是缺乏实训条件,实习条件跟不上社会和技术发展的要求,极大的制约了技术型人才的培养,我们利用虚拟Web3D技术来解决这个问题,可以取得比较满意的效果,本文将谈谈Web3D技术在现代高职教学中的应用.

关 键 词：Web3D技术高职教学应用

中图分类号：TP391.9

科学技术的飞速发展,为现代教学带来了极大的便利,现代高职教学更是节节得力于这种优势.高职教学的目的是为了社会培养具有高素质的专业技能型人才,也就是高级技术工人,由这种人才培养的性质决定,高职院校几乎绝大一部分的学科教学都更注重实践训练,而这一直以来都是高职教学的难点所在,因为很多专业的实训由于各种原因,很难实现.Web3D技术的出现并且在教学中的应用很好的解决了这一问题,在高职教学中,引入以计算机三维图形学为基础的Web3D技术,可以取得良好的学习效果.Web3D技术是虚拟现实技术的一种实现形式,是Web技术与三维建模技术相结合的产物,具有强大的交互功能和对现实世界的模拟功能.

1Web3D技术在现代高职教学中的应用的必要性

随着经济的不断发展,社会的不断进步,社会对人才的需求也逐步发生了转变,具有高素质的技能型人才趋于短缺,需求不断增大,因此培养更多高素质技能型人才已经成为高等职业院校刻不容缓的任务.要培养合格的技术型人才,就必须做好实训工作,实训工作做不好,技能型人们才的培养就会受到很大的制约,然而并不是每个高职院校都有能力具有自己的实训基地,校企结合虽然是一种发展思路,但也并非所有学校或者所有专业都可以找到合适的合作伙伴,无法从根本上解决问题实训困难问题.教育部、财政部下发的《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中指出各高职院校要充分利用现代信息技术,开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验,让学生能够改变传统的被动学习的认知,从而成为学习的参与者,在很大程度上带动了大家学习的积极性,深受广大师生的喜爱.

2Web3D的实现技术

2.1建模技术与动态显示

建模技术与动态显示是虚拟现实技术的基础,三维复杂模型的实时建模与动态显示是虚拟现实技术的基础.建模技术与动态显示可以分为以下两类.

（1）基于几何模型的实时建模与动态显示技术是指在计算机中建立起三维几何模型,在给定观察点和观察方向以后,使用计算机的硬件功能产生几何模型的图像.其主要优点是观察点和观察方向可以随意改变,不受限制,允许人们能够沉浸到仿真建模的环境中,充分发挥想象力,而不是只能从外部去观察建模结果.

（2）基于图像的建模技术在建立三维场景时,选定某一观察点设置摄像机.每旋转一定的角度,便摄入一幅图像,利用计算机实现图像的拼接,形成全景图.其应用前景极为广泛,尤其适用于难于用几何模型的方法建立真实感模型的自然环境,其缺点是只能对现实世界模型数据的一个采集,并不能够给出一个充分的、自由想象发挥的空间.

（3）三维扫描成型技术是用庞大的三维扫描仪来获取实物的三维信息,其优点是准确性高,但这样的扫描设备十分昂贵,对普通用户来说遥不可及.

2.2显示技术

显示技术就是把三维模型转换成图像的技术.在浏览Web3D文件,用户必须安装支持Web3D的浏览器插件.

2.3交互技术

交互是Web3D技术的关键,交互功能的强弱由Web3D软件本身决定.

3Web3D技术在高职院校部分专业中的应用

在高职专业当中,有一部分专业或者实训条件要求较高,或者经济成本过大,或者缺乏合适的实训条件,这些问题都可以通过Web3D技术来解决.

3.1在机械设计与制造专业的应用

机械设计与制造专业的实训操作要在设备上进行,这些设备不但昂贵,而且还需要经常更新,几乎没有一个学校能够负担起这笔费用.应用Web3D及时可以较为圆满的解决这一问题.学校可以与本地的企业共同建立了数控机床虚拟实验室,使用虚拟数控机床仿真实训与考核系统,实现机床操作全过程仿真、加工运行全环境仿真、全面的碰撞检测、进行数控程序处理、传输程序、测量工件等,该系统所有部件都可360度全方位观看,具有真实、直观、立体的效果,可以提高学生的操作熟练程度,也可以对危险有一定了解.

3.2在旅游管理专业的应用

旅游管理专业在实训当中需要到旅游景点实训,这也要付出很多的人力、财力,造成实训困难的问题.高职院校在计算机应用专业的技术支持下,建立旅游虚拟实训系统,使学生完全是在一个接近于真实的虚拟环境下学习和实训.

3.3在计算机教学中的应用

计算机教学虽然实在机房中进行实际操作学习,然而也只是对教师所讲内容的消化训练,不能举一反三,计算机教学中有些教学设备昂贵,不能真正的得到使用,学生只能观摩,不能进行实际操作,将wbe3D技术运用在实际教学中,根据虚拟现实所构造出来的环境,可以在计算机学习的过程中,能够很好的对实际教学情况中出现的问题进行补充,为学生提供无限的虚拟现实的体验.

4Web3D技术在医学教学中的应用

医学专业的实训设备箱对于其他专业来说更为难得,利用Web3D技术构造的虚拟环境可以很好的解决这一问题.在学习正常人体功能课程时,利用Web3D技术将课堂教学从解剖实验室转移到了计算机实验室,每个学生可以自由地在Web3D技术所构建的虚拟人体中进行,可以很好地解决解剖人体亏乏,无法实际操作的问题,学生可以通过计算机学习和掌握各种细胞、基因、蛋白质、组织以及器官的形态与功能,组织、器官的内部结构.对人体进行解剖实验,或者器官切割等.另外许多医学实验需要大量的实验器材、标本、试剂、药品,这其中有相当一部分昂贵、数量稀少,成本较高.Web3D技术的应用则可以通过计算机上模拟试验过程,不需要对实验设备进行实物操作,不消耗任何材料,也避免了危险实验对学生造成的伤害.医学专业学生,临床经验累积十分必要,然而学校或医院都无法提供更多的机会来让学生们亲身实践,虚拟手术可以让医学生进行手术训练,包括手术之前的计划准备,技术学习,手术过程的实际操作体验,手术之后的重温复习等,可以为医学生以后的工作打下良好的基础.

5在地理学、考古学的应用

地理和考个两个的专业,学习的范围极大,实践的范围也很大,世界各地的博物馆,已经消失的自然景观等都给实训带来的难以企及的难度.而Web3D技术的应用,可以完美的解决这一问题,比如拟建参观世界上你不可能到达的博物馆、和不对外开放的私人等,你都可以通过计算机进行研究学习.一些自然地理、比如已经将近消失的古三峡景观,现在已经观察不到了,随着三峡工程的进行,很多建筑都已经沉入水下,利用Web3D技术可以进行景观重现的建筑重现,对于相关专业的虚席有重要意义.

Web3D技术带给学生不一样的学习环境,强大的交互功能让学生在三维立体模式下进行实践,真正实现学生在学习时参与其中,对于教材的难点起到了突破性的展示,真正对教学过程起到了优化的作用.