虚拟现实相关毕业论文的格式范文 跟虚拟现实技术在食品实践教学中的应用有关论文范例

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虚拟现实技术在食品实践教学中的应用

□ 谢云飞

钱 和

姚卫蓉

【摘

要】目前,虚拟现实行业随着大量硬件产品、内容资源的不断成熟而进入高速发展期.该技术作为新的知识载体与认知工具,可以让学习者能对现有知识结构开展前所未有的重构.这无疑将会对传统教育带来革命性的改革,将虚拟现实技术运用到教育领域中,不仅能让学生从逼真的虚拟空间中获得体验与感受,也可以帮助教师使用现代技术的思维方式开展教育教学工作.

【关键词】虚拟现实(VR);食品实践;教学改革

【基金项目】本文系江苏高校品牌专业建设工程资助项目(编号:PPZY2015A052)和江南大学本科教学改革研究项目(编号:JG2015143)的研究成果.

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1671-0568(2017)23-0109-02

虚拟现实(VR)应用在不同的领域旨在为用户提供身临其境的体验.虽然对于虚拟体验有了深入广泛研究的课题,然而仍然是需要更深的沉浸感和真实感,可以满足五种感觉,包括视觉,听觉,触觉反馈的交互式系统,提升用户在虚拟现实环境的现代意义.沉浸感和真实感如下所述,通过用户的五种感觉,沉浸感可以让用户体验他们在哪里,他们是谁,他们在做什么,好像它是一个真实的体验.此外,沉浸被定义为用户体验的参与程度;用户在虚拟空间中表达各种情绪,并将它们传递到虚拟环境中.在这里,存在的概念指的是一个现象,用户的行为和感觉他们好像是在虚拟世界中创建类似电脑显示器的“在那里”.

食品科学与工程专业培养适应21世纪食品工业和社会发展需要的,德、智、体、美、劳全面发展的,掌握食品基本性质、食品加工相关知识、食品分析相关原理及技能等,可以在食品企业、高等院校、科研机构及政府相关职能部门,从事食品的生产、技术、品控、管理、产品二次开发、工厂及设备设计等工作的高级技术人才.该学科工科特点决定了该专业需要大量的食品实践教学的要求.然而,随着现代科技的进步,传统教学模式与方法受到巨大的冲击和挑战,如何将虚拟现实技术与食品实践教学相结合成为目前食品实践教学的研究热点和难点.

一、VR技术在食品本科实践教学中应用的可行性

1. VR技术的发展与壮大已具备强大的理论根基

在科技飞速发展的今天,计算机、数字媒体技术的发展日新月异,VR技术已在诸多领域广泛应用,并且以它独特的方式和飞快的速度正在逐步改变人们曾经习惯的生活方式.VR技术主要包括模拟自然、环境、感知、技能等方面.该技术是经过计算机生成的具有实时动态变化的三维立体仿真图像,以此作为基础,提供一种沉浸感和真实感,可以让用户体验真实之外的视觉、听觉、力觉、触觉、运动等多种感知.VR的特点在于本身的多样化,其中包括存在感,此时是体验者作为主角存在的置于模拟环境的真实感觉与真实程度;交互性,是体验者对本身置于模拟环境中存在物体的可操作程度和从所处模拟环境中得到反馈的信号;自主性,是置于虚拟情境中的主体根据现实世界进行自主安排和控制行为.上述特点使得VR技术向众多领域广泛发展并辅助延伸.

随着运算水平及大数据技术的广泛发展,特别是图形图像显示技术的飞速发展,VR技术在最近几年获得了飞速发展.VR技术普遍研究众多领域,如教育领域设计、触觉模拟反馈系统设计、实际操作领域研究、应用领域设计研究等,从事VR的感知、VR环境的控制和显示、VR在模拟手术的应用、核爆炸的模拟、汽车修理人员的训练等.国外VR已经广泛应用于医疗,教育,艺术设计,军事,电力等领域,具体的案例如宇航员仿真培训系统、外科医生培训、汽车操作修理员培训以及虚拟大学图书馆等.VR技术已逐步促进了文化的进步,引领人们现代简便的生活方式.

2. VR技术可提升解决食品本科实践教学问题的能力

目前,在食品本科基本实践教学中往往存在受到场地、设备、试剂、操作时间、指导教师人数等制约,因此教师在设计基础实验的时候需要考虑的因素很多.在这样的环境制约下,就无法根据教学大纲和教学重点自由安排实践教学;除此之外,实践教学与理论教学不同,这是需要培养学生动手能力的课程,所以它的宗旨是更多地满足学生动手能力的要求,尽可能做到每个学生都有机会做实验.但是受上述因素制约,大多数时间是两人或四人分组,这就会造成有一些学生可以操作,有些学生无法操作,久而久之,不操作的学生甚至理所应当地把实验交给经常操作的同学,导致课堂秩序和效果都不理想.因此,如何解决上述问题,使尽可能多的学生可以操作,并且可以根据教学重点更加有的放矢地培养学生的动手能力成为困扰广大实践教师的难题.VR技术恰恰弥补了上述限制,提供了更深的沉浸感和真实感,通过教师的精巧设计,加上与真实实验的完美还原,可以将演示实验成为每个人可以操作上手的独立实验,从实验本身的基础知识点出发,注重了学习者的沉浸感及对经验的理解,实现传统教育与现代科技的有机结合.

二、VR技术在食品实践教学中可应用范围举例

1. 虚拟现实技术在食品分析实验中的应用

食品分析实验是食品科学与工程专业重要的专业实验课程,主要包括各类食品营养性成分、功能性成分、有毒有害成分、污染成分、食品添加剂的分析检验等内容.通过实验课的教学,不仅加深学生对食品分析基本知识的了解和基本理论的理解,而且使学生掌握了食品分析实验的基本操作和基本技能,提高了对食品质量的认识.然而,在大多情况下,由于实验场所以及实验试剂与设备的局限,食品分析实验课往往只能安排部分经典成熟的实验,而这些实验往往存在方法单一、操作简单重复、实验结果受限等种种问题.如果可以借助虚拟现实技术,将一些扩展性食品分析实验与现代科技结合,将重要知识点及实验操作要点集成,通过互动模式使学生可以达到身临其境做实验的效果,以解决目前食品分析实验存在的问题.

2. VR技术在食品仪器分析实验中的应用

食品仪器分析实验是一门非常重要的专业基础课,该课程与食品行业紧密结合,通过分析检测有助于原辅料质量检测、过程控制、终产品质量、运输和储存过程控制等.随着我国对食品安全与营养的日益重视,具备过硬食品仪器分析检验操作能力的毕业生受到用人单位的青睐;除此之外,在进一步深入的科学研究中,课题能否顺利开展也与食品检验技能息息相关,过硬的食品仪器分析技能有助于为学生的科研之路扫清障碍.食品仪器分析包括各种仪器分析方法的原理,大型分析设备的原理、构造、操作方法和注意事项,定量分析方法的选择和评价,干扰条件的摸索及条件的优化等,教学内容相对复杂,重难点比较分散,而且往往实验课的仪器设备造价较高,需要专人维护,维护成本较高,无法满足广大学生亲自进行仪器操作的需求,导致学生普遍反映课程枯燥,实践环节操作太少,导致学习热情不高.将虚拟现实技术与食品仪器分析实验相结合,有利于解决无法购置昂贵的多台套实验设备的问题,解决大多数学生无法亲自动手操作的问题;另外,通过虚拟现实技术与食品仪器分析实验课程的完美结合,可以发展成为以学生主观能动性为中心,主动学习与探索学习为基础的课堂互动教学模式,有助于培养学生主动学习、积极探索、追求成功的良好习惯,有助于学生发现问题、分析问题和解决问题能力的培养,并且可以提高教师的基本素养和自主创新的能力.

3. VR技术在食品工厂机械与设备教学中的应用

在传统食品工厂机械与设备的教学中,通过课堂的理论讲授常常容易陷入枯燥、抽象不好理解的课堂效果,另外,学生也很难有机会经常参观食品工厂和各种现代化食品加工机械和设备,往往在学习中存在困扰.VR技术是一个具备超强设计与互动的强有力武器.通过视觉感官形式的出现,把食品工厂机械与设备变成看得见的虚拟物体和环境,使理论提升到即看即所得的场景,学生的理解能力以及大大提高了课堂效率.教师可以根据现有仪器设备结合大纲及知识点有创意地设计并构建“虚拟”的空间,运用可以根据设计者思路任意变换操作者在所处空间的位置与角度,进行实验细节的操作与实践,既节省了时间,又节约了实际大型仪器分析设备购置的费用.

以上只是以虚拟现实技术在食品仪器分析实验、食品仪器分析实验以及食品工厂机械与设备教学中应用进行举例,该技术在食品实践教学的其他领域完全具备应用空间.

三、VR技术在食品本科实践教学中应用的瓶颈

1. VR技术在食品实践教学中的素材建立需要大量资源

目前,虚拟现实技术飞速发展,已经在教育、医疗、军事、艺术设计等领域广泛应用.然而,在食品教学中的应用还是十分有限的,这无疑对食品实践教学素材的选取与共享有了较大制约.需要广大食品教育工作者投身到一线的实践教学素材库建立、实践教学场景的设置、关键动作的设计等等,这些无疑需要投入巨大的人力、物力以及时间成本.除此之外,也需要与食品加工企业、检测部门的密切合作,只有发挥好每部分的作用,才能实现VR技术在食品本科实践教学的应用.

2. VR技术对食品实践课教师提出更高的要求

VR技术是一种集成程度很高的技术,它涵盖了数据处理、动画设计、3D立体显示技术等.作为一种新兴的技术,对教师提出更高的要求.除了对于本专业知识的熟练掌握,知识点的有效落实,还要学习尝试新的虚拟现实技术,了解其基本的特点和优势,将其与传统课堂知识点有机结合,这无疑会对传统教学模式发起巨大冲击,也是对教学的新鲜尝试.

3. 学生的实践动手能力提高有限

将虚拟现实技术运用到教学中,是人为设置某些场景以及操作要点,集成重要的部分,教学效果是否理想还不确定,这就使得本来简单的教师和学生的关系变的更加复杂化,并且在实践教学的过程中往往是人与设备的关系,这样就不利于传统模式中教师与学生的直接互动交流.与此同时,VR教学的实现都是通过眼镜、键盘、鼠标或者指令等来进行实现的,并不是真正动手操作.因此,VR教学更多地训练了对于现有模型的操作技能,导致真正实践动手能力受限.

参考文献:

[1] 姜学智,李忠华.国内外虚拟现实技术的研究现状[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2004,(2):238-240.

[2] 李建荣,孔素真.虚拟现实技术在教育中的应用研究[J].实验室科学,2014,(3):98-100,103.

[3] 刘凤田,刘玉兰.虚拟现实技术及其在教育领域中的应用研究[J].河北农业大学学报(农林教育版),2005,(1):13-15.

(编辑:王春兰)

虚拟现实论文范文结:

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