文档介绍：广东工业大学
硕士学位论文
虚拟现实在机械基础教学中的应用研究
姓名:饶卫红
申请学位级别:硕士
专业:机械设计及理论
指导教师:冯开平;左宗义
20100501
摘要虚拟现实技术是运用计算机对现实世界进行全面仿真的技术,由于它能够创建与现实社会类似的环境,从而能够解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求,从而在教育领域内有着极其巨大的应用前景,可以说,虚拟现实将是继多媒体、计算机网络之后,在教育领域内最具有应用前景的技术之一。《机械基础》作为一门专业基础课,涉及知识面广,同时课程内一些构件的运动机理,工作特性及结构设计等也较为复杂。如《机械基础》中有多种机构,如平面连杆机构、凸轮机构等,运动复杂;任课教师如果仅靠黑板,粉笔,则讲授起来比较困难,同时学生也不易理解。本论文研究基于鯨的虚拟现实在《机械基础》教学中的应用,利用虚拟现实技术在《机械基础》教学中建立教学模拟,来表现传统的机构和动态,把实验过程和现象生动直观地呈现在学生面前,为学生提供他们体验和观测的环境。本系统以凸轮机构为例实现整个系统的设计实现过程,主要研究内容如下:⒒赩男槟庀质档募际醯难芯包括虚拟现实技术的特点、适用于在职业中学机械基础教育中应用的关键技术和虚拟实验实现的基本方法。主要步骤如下:肞/建模软件实体设计软件对各机械机构进行建模杆机构、凸轮机构等⒆;晃P槟庀质倒乖煊镅捎玫模畐文件格式,创建出三维模型和场景。在本文中将以凸轮机构为例进行研究。曰祷谷P徒谢狗治觯治龌沟脑硕媛构件上点的运动位移及速度眯槟庀质倒乖煊镅唇ɑ沟姆抡嬖硕动画的实现。这是本文整个研究的重点和难点。最后结合语言实现机械运动及虚拟现实的基本功能即交互功能。肈设计虚拟实验室网页,对机构虚拟运动课件进行封装。学生可以在虚拟实验室中借助键盘,鼠标改变自己的视点,满足学生模拟操作的功能。⒒谕缁肪诚碌幕祷〗萄Р呗杂虢萄J降难芯包括虚拟现实技术在教育中应用的特点、虚拟现实教与学的方法、虚拟现摘要
整个系统的设计,在今后时间允许的情况下,可以成立课题组,将整个项目完关键词:机械基础教学虚拟现实莞袷絍实与教育理论以及虚拟现实技术在教育中存在的问题。本文着重研究了该项目的技术的可行性,由于人力、时间问题,并未完成成,使虚拟现实逐步运用到机械基础教学中并普及开来。疎广东工业大学工学硕士学位论文
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第一章绪论问题的提出以下几个特点:①主体沉浸性②自然交互性③物体自主性④全面感知性。教学效果难以提高。而课程的很多内容和技术需要情景化,实时化的教学手段网络化教育代表了教育改革的一个发展方向,已经成为现代教育的一个特征,并对教育的发展形成新的推动力。虚拟现实技术是运用计算机对现实世界进行全面仿真的技术,它能够创建与现实社会类似的环境,从而能够解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求,在教育领域内有着极其巨大的应用前景,可以预言,虚拟现实技术将是继多媒体、计算机网络之后,在教育领域内最具有应用前景的“明星”技术。因此,虚拟现实技术将使传统教学产生翻天覆地的变化,基于的虚拟现实系统正成为人们的研究热点之一。《机械基础》作为一门专业基础课,涉及知识面广,同时课程内一些构件的运动原理,工作特性及结构设计等也较为复杂。虚拟现实技术是指利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术等综合性信息技术,生成三维逼真的虚拟环境。虚拟技术在教育领域具有其它媒体不可比拟的“真实性’’优势,主要在于具备《机械基础》是职业高中机械类专业的一门专业基础课,涉及知识面广,内容涉及到构件的静力分析、构件的承载能力分析、常用机构、常用机械传动等有关“力学”‘‘机械原理”和“液压传动”多方面的内容笨程内一些构件的运动机理,工作特性及结构设计等也较为复杂。在传统的教学中一般采用模型演示等方法,课堂教学往往枯燥乏味难懂,学生的学习兴趣低,来完成,如在机械机构的认知实验中需要认知许多不同的机构,从而了解机构的运动状态,通过亲身经历能加速这一过程和巩固所传授的知识,但是在传统的课堂教学由于场所和实习条件的限制很大程度制约了教学的质量,抑制了学生的创造能力。为此利用虚拟现实技术是最有效的。如果利用虚拟现实技术在《机械基础》教学中建立教学模拟,利用虚拟现实技术来表现传统的机构和动态,把实验过程和现象生动直观地呈现在学生面<br什么是虚拟现实靶槟庀质怠在教育领域,虚拟现实技术具有广泛的作用和影响。亲身去经历、亲身去前,为学生提供他们体验和观测的环境,那么《机械基础》教学的课堂不再是单调枯燥的、教学效果不显著的课堂。而是充满活力、充满智慧、充满希望的课堂。因此把虚拟现实应