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一、本课题国内外研究现状述评
计算机多媒体技术迅速兴起并蓬勃发展,其应用已遍及国民经济与社会生活的各个角落,并对人类的生产方式、工作方式乃至生活方式带来巨大的变革。虚拟现实是计算机模拟的三维环境，是一种可以创建和体验虚拟世界（Virtual World）的计算机系统。虚拟环境是由计算机生成的，它通过人的视、听、触觉等作用于用户，使之产生身临其境的感觉的视景仿真。它是一门涉及计算机、图像处理与模式识别、语音和音响处理、人工智能技术、传感与测量、仿真、微电子等技术的综合集成技术。三维环境下的实时性和可交互性是其主要特征。其主要特征是实时交互性、多感知性、存在感、自主性。虚拟现实是一种仿真的交互式人机界面，它可以创造种身临其境、完全真实的学习环境。随着我国经济条件和教育发展水平的不断提高，这种技术在教育领域中，有不可替代的、令人鼓舞的前景。为了和虚拟环境进行交互,要戴上一副数据手套或者使用其他的控制设备,它使穿戴者不仅能感知而且能操作虚拟世界中的各种对象。由于操纵和显示设备价格昂贵,目前VR技术主要应用于少数高难度的军事和医疗模拟训练,以及一些研究部门。能否早日应用于教育领域，是我们可以期待的热切向往。不过，如果采用计算机鼠标作为操纵设备，显示器作为仿三维的显示设备，虽然降低了身临其境的感觉视景仿真感，但可确保其可操纵的三维透视效果，则可大大降低虚拟现实世界的门槛。在机械工程领域，采用鼠标作为操纵设备，采用显示器作为仿三维的显示设备的三维机械零件的设计和虚拟的机械设备的完全装配和干涉检查已经可以完全在机械工程师的桌面上实现了。像国外参数数据公司的Pro_enginner Wildfire和优集公司的Unigraphics NX和国内具有自主知识产权的北航海尔的CAXA实体设计等软件都可以实现基于桌面的零件三维设计，让工程师从传统的二维平面设计转向虚拟的三维设计。《机械制图》是人们长期在改造自然的社会实践中发展起来的基于纸张和羊皮的二维平面表达三维世界而发展起来的一门科学，在人类改造自然的活动中扮演了一个重要的角色，被誉为工程师的语言，在过去及未来相当长的一段时间内都是机械类专业的一门必修的专业基础课程。但它既来源于实践又高于实践。对学生来说有一定的难度，对中职学生来说也成了能否成为一名合格的技术工人的一把量尺。传统的教学方法采用大量的挂图和教学模型，既耗时，效果也不理想。于是很多人开始利用CAI课件来教学，取得较好的效果。但制作课件是很费时的一项工作，且课件的制作和使用是课件制作者根据自已对教材的理解，对学生的了解进行的再加工活动。如果换一个老师他再用这一个课件针对不同的学生上课时，他必然受制于课件制作者的思想，教师的个性化的人格魅力无法充分的发挥和展现。能否用机械类的三维工程软件构建一个虚拟的三维教学平台，再事先准备好三维模型，让教师和学生在虚拟的三维平台里，学习《机械制图》的原理和方法呢？其能否有好的效果呢？是一个值得研究的课题。
二、选题的意义
1、当地经济发展的需要。中等职业技术教育的培养目标是使学生能够成为在生产、管理、技术、服务第一线工作的初中级应用型人才。在科学技术迅速发展的今天，企业对从业人员的职业素质的要求也越来越高。尤其在地处经济较发达的珠江三角洲地区的南海市，提出建设信息化城市以来，各行各业纷纷对从业人员的要求更高。企业需要的工人将不是传统意义上的工人，而是适应自动化程度较高的加工设备要求的“数字工人”。所以，对中职学生的培养目标就应进一步地提高。
2、建设和谐社会和中国社会发展的需要。二??五年十月二十八日国务院颁布了《关于大力推进职业教育改革与发展的决定》(国发[2002]16号)，指出“从总体上看，职业教育仍然是我国教育事业的薄弱环节，发展不平衡，投入不足，办学条件比较差，办学机制以及人才培养的规模、结构、质量还不能适应经济社会发展的需要。”因此，在中职学校开展课题研究，促进职业教育的发展是中国当前社会发展的需要，是建设和谐社会的需要。
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3、职业教育健康发展的需要。职业教育要健康发展需要合格的职业教育教师，但当前来说职业技术的教师队伍还满足不了当前职业教育发展的需要，研究表明开展课题研究能有效地促进教师的专业化发展。同时，本研究需要应用机械专业软件，而大多数教师都只是有过简单的培训，应用的需要能有效的促进教师的专业反能提高。
三、研究的价值
1、通过课题研究，探索利用虚拟现实技术促使传统的基于纸张和黑板的平面教学环境向基于计算机虚拟的三维教学环境转化的可能性，并丰富教学手段和方法。
2、通过课题研究，建立三维数字化模型，降低传统教学方法购置教学模型的费用。
四、研究的目标
1、通过课题研究，推动中职类的课程和教学改革，达到提高教学质量和效益的目的。
2、通过课题研究，提高教师的教学、科研、专业能力，促进教师的专业发展。
3、通过课题研究，丰富《机械制图》教学手段和方法。
4、通过课题研究，提高学生的信息素、专业技能和学习兴趣。
具体目标：
1、论证和探讨在中职程次利用计算机虚拟三维教学平台的可行性及方法，并行成可行性和方法的报告。
2、开发和建造《机械制图》三维虚拟教学所需的三维数字化模型库。
3、利用三维虚拟平台和三维数字化模型开发《机械制图》视频教程。
五、研究的内容
调查和实验应用机械类三维专业软件应用于《机械制图》课堂教学的可能性，对比研究几个主要软件应用于课堂教学的优缺点，寻找最合适的应用于课堂教学。探讨三维专业软件应用于中职《机械制图》课堂教学的教学设计和教学模式。研究《机械制图》课程最佳的三维模型格式，并依照此格式建立三维数字化模型。根据研究所取得的结果，制作《机械制图》的视频教学课程。
六、主要观点
在当前的技术和条件下，如果降低对虚拟现实技术真实环境感的要求，应用机械设计的专业软件并结合专业教师的专业知识，在机械类形体结构教学中构建三维虚拟教学平台是能够实现的。通过课题研究，以应用和需求能够促进教师的快速成长，促进教师的专业化发展。
七、本课题研究的创新之处
利用机械设计专业软件构建三维教学平台，能充分发挥信息技术在教育领域的优势，使形体结构教学变得直观和简单，能提高学生的学习兴趣和效率。并发展CAI的功能。
八、研究思路
1、调查论证机械类专业软件构建《机械制图》三维教学平台的方法，比较不同方法的优缺点。
2、根据调查论证结果，建立系列化的三维数字化模型。
3、利用三维教学平台和三维数字化模型，进行课程教学并采用合适的方法制作成系列的基于三维教学平台的《机械制图》视频课程。
九、研究方法
1、采用文献研究法，研究和跟踪当前信息技术在教育领域应用的新方法和新理念。
2、行动研究法，通过计划——行动——反思，再计划——行动——反思的过程，来讨论各种方法，并比较各种方法的优缺点。
十、技术路线和实施步骤
技术路线主要采用机械工程领域的专业软件服务于教学课堂的应用研究。
实施步骤：1、2006年9至2006年12月，通过比较和课例分析，对比分析不同软件构建成《机械制图》三维教学平台的各自的方法和优缺点。确定可行和较好的方式。
2、2007年1月至2008年3月。确定好构建三维教学平台的软件和方式后，开发制作《机械制图》三维数字化模型。
3、2007年4月至2008年10月。制作基于三维教学平台的《机械制图》视频课程。
4、2008年10月至2008年12月。结题工作。
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