石油工程概論論文精選(九篇)
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第1篇：石油工程概論論文范文
關鍵詞：油藏工程；專業課；實踐能力
中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）12-0056-02
油藏工程是石油工程專業重要的主干專業課程之一，是專門研究油田開發方法的一門綜合技術學科。它綜合應用地球物理、油藏地質、油層物理、滲流理論和采油工程等方面的成果以及所提供的信息資料，對油藏開發方案進行設計和評價，以及應用有效的開采機理、驅替理論和工程方法來預測和分析油藏未來的開發動態，并根據這種預測結果提出相應的技術措施，以便獲得最大的經濟采收率[1]。毫無疑問，該課程是石油工程專業的一門主要專業課，但該課程在傳統的講授式教學中卻難以培養學生的工程實踐能力。[2]作為專業課，其建設只停留在本課程的改革與建設上，沒有與相關的專業基礎課和實踐環節的改革結合起來。其沒有作為系統工程進行建設，既沒有很好地讓專業基礎課發揮對本課程的支撐作用，也沒有很好地發揮本課程對實踐環節的帶動作用。
一、學生實踐能力的培養原則
（一）系統性原則
沒有實踐知識就沒有根基，要進行實踐需具備一定的基礎知識。油藏工程課程實踐應有三個子系統的課程體系。
1.基礎知識。基礎知識包括油田勘探開發程序、油藏評價、開發層系劃分與組合、井網與注水方式、油田開發方案報告編寫、復雜油田開發、油田開發調整等相關專業基礎知識的學習，對油藏工程所研究的對象――“油氣藏”有一定的了解。在油藏工程的教學中，要充分結合基礎理論課程，加強技能培養，利用實驗儀器設備進行實驗室觀察、演示性實驗、驗證性實驗、創新性實驗、觀摩操作等鞏固、深化、擴展課程內容，同時要加快知識向技能轉化，要求學生掌握油藏工程的基本概念、基礎理論和基本方法，學會用油藏工程的理論解決油田開發過程中的實際問題[3]。
2.應用性知識。應用性知識包括非混相驅替及注水開發指標計算、試井分析方法、油藏動態分析方法學等。利用計算機教室開展油藏驅替機理、動態分析、試井分析的編程演練，并組織學生演示分析計算過程和對結果進行分析。
3.研究性知識。研究性知識包括油藏井間示蹤劑動態分析方法、生產測井技術在油田開發中的應用、示蹤劑流出曲線方程的推導、多層油藏的總示蹤劑濃度方程的推導、水平井及其產能評價等知識體系。利用油田科研實例，深入分析涉及難點知識的運用方法，課余邀請學生參與科研的工作，在實際的運用過程中深化知識的掌握。通過理論教學與現場實踐相結合，培養學生分析問題和解決問題的能力，從而提高學生的專業素質使其具有一定的獨立參加科研工作的能力。當學生進行第一線實踐時，要求其能夠將所學的知識技能綜合應用、融會貫通。只有把知識融會貫通，各種技能熟練化，才能在實踐中信手粘來，得心應手。系統化還要求實踐安排的層次系列化，需要經過不間斷的實踐―反思―改進―再實踐―再反思―再提高的螺旋上升的過程。
（二）層次性原則
觀摩、練習指導與綜合實踐三層次。觀摩與練習指導是綜合實踐前的重要教學環節。是學生頭腦中儲存的陳述性知識，無法自覺熟練地應用。雖然有的人通過自己摸索也能做好，但從總體上來說，有效練習與指導是觀察學習、模仿學習，促進多數人的技能全面快速提升的有效方法。因此，需要觀摩，因為觀摩有助于把知識技能形象化、操作化，而練習指導則有助于把技能程序化、熟練化，這樣才能內化。例如，油藏驅替過程的實驗教學、油藏動態分析和試井編程活動的組織、科研案例的分析都需要經過觀摩、練習與指導。要讓學生實踐能力得到有效的提高，需要有綜合實踐這個環節，綜合實踐有助于讓學生把各種知識技能綜合應用。通過綜合實踐使學生知道知識技能應用的條件與邊界，這樣才能形成自己的獨特的知識結構與能力。實習是最好的綜合實踐，抓好實習有助于提高學生的綜合能力。
（三）個體性原則
共性與個性培養相結合。任何事物都具有兩面性：共性和個性。共性是一切人和事的基礎和立足點。一般來說，共性的要求也是普遍化要求。普遍化要求是教學目標的基本特性。面對集體教學，我們只能做一些最基本的要求。否則，教學就無法進行，也無法保證每個學生都能達到教學的要求。此外，我們也不能忽略個性的問題，個性是指人和事的特性，對于個人發展非常必要。對石油工程專業的學生來說，由于每個人興趣、知識背景、特長不一樣，所能達到的水平也不一樣，尤其在實踐能力上更是差異很大。針對有些同學對于油藏沒有感性認識，可以讓他們參與巖心的制備，直觀看、摸到巖心；對于編程能力差的同學，引導他們做好程序流程圖，思路清晰地解決問題；對于數學基礎差的同學，進行對比計算，讓油藏和流體物性參數對計算結果的影響直觀化。
二、學生實踐能力的培養途徑
（一）課內練習與課外實踐相結合
課堂練習是培養學生實踐能力的主渠道，既有教學目標、教學計劃、課時等措施的保障，又有教師的指導。然而，課內練習時間是極其有限的，因此課外練習無疑是課堂練習的重要補充。學生通過主題班會、課外興趣小組、社會實踐等活動來培養自己的專業特長，滿足自身專業成長的需求。課外練習具有個體性、情境性和綜合性的特點，能夠有效地提升學生自我效能感和成就感，促進個體自我進一步完善。課堂教學是針對全體同學進行基礎訓練的重要組織形式，可以保證絕大多數學生達到教學基本要求。但由于課時、指導力量等原因的限制，要使學生能力，尤其是創新能力，以及綜合素質得到全面提高是有一定困難的。因此，利用課余時間，特別是寒暑假讓學生自行組織實踐活動，無疑是一條促進學生實踐能力形成和發展的有效途徑。而且學生對此有興趣、沒壓力、不怕失敗，這樣學生完全可以放開手腳，大膽嘗試，充分發揮其潛能和作用。此外，還要注重對學生的應用實踐和科研實踐能力的培養，想要讓畢業生的能力和表現受到用人單位的認可和好評，我們認為應在以下幾個方面下功夫：
1.加強技能型的課程學習。充分利用課堂的師生示范、學生練習。同時充分利用實驗室、實習基地的設備和空間，要求學生操作與演練。如油田勘探開發程序、開發層系劃分與組合、井網與注水方式、油田開發方案報告編寫、油田開發調整等知識的學習。
2.設立實驗興趣小組。實驗興趣小組定期開展活動。興趣小組分為三類：一類是在教師指導下由學生嘗試進行實驗設計，目的是幫助學生加深對專業知識的理解和提高實驗操作能力；一類是以問題為導向，引導學生通過設計綜合性實驗，提高學生實驗設計能力；一類是協助和參與由教師主持的課題研究，目的是為了促使本科生及早進入科研，提高其研究水平。
3.建立學生實踐平臺。建議利用油藏工程實驗中心，設立“油藏驅替機理與提高采收率研究中心”的學生組織。專業學生在假期充分利用“中心”的設備、場所、網絡等為對廣大石油工作者提供基礎計算、文獻調研等方面的社會服務。在服務的過程中，強化知識的掌握和知識面的拓寬，進一步了解油田開發運行的程序和規律。
（二）課程演練、專業實習相結合
階梯式的推進，層層加固學生技能在課程演練中，需要對學生進行必要的實踐訓練，這種練習有助于學生理解與掌握有關的技能。除了課程演練外，實習也是重要的途徑。在見習中學生可以學到在大學課堂上學不到的知識技能，如班主任的班級管理、課堂教學的組織、教材的處理方法。在條件允許的情況下，在見習過程中進行嘗試性的教學，為后續課程的學習提示方向，為實習奠定基礎。實習無疑是一種培養學生實踐能力的綜合方法，需要進行有效的組織與指導。學生在實習中必然遇到很多問題，并且只靠一個老師帶隊肯定是無法對每個學生進行細致指導。為此，組織小組共同備課，互相聽課評課能夠極大促進學生教學能力、評課能力的提高。
（三）科研實踐與應用實踐相結
科研應用，縱橫交織科研能力的提高無疑要在科研實踐中逐漸完善。一些人認為大學生不用做研究，也不用寫論文。其實科研能力不是到研究生階段才能培養的，科研能力的培養更是一種創新能力的培養過程，也是解決問題的訓練過程。科研能力的提高也有助于應用能力的完善。因為在實踐過程中會遇到一些學習過程中沒聽過見過的問題與困難，需要學生自己創造性地去解決。科研實踐的訓練有：觀察法、調查法、實驗法等，科研方法無疑能夠幫助學生更好把握問題本質所在，為更好地尋找解決問題的方法奠定基礎。同時科研實踐過程中訓練的獨特視角能夠促進自己突破書本知識、個人經驗的局限，這樣才會起到意想不到的效果。在實踐過程應用到科研實踐的過程中也會遇到書本中沒有的知識，這就為科研提供了很重要的研究課題。因此應鼓勵學生積極申請大學生創新課題、社會實踐課題、參與教師的課題研究等。要嚴把論文關，要求做實證研究，從選題、綜述、設計、論證、撰寫每個環節都認真對待。有些實證研究，貼近學生的心理特點，豐富了其他專業學生的實驗內容，提高了石油工程專業學生的實驗設計與操作能力。
總之，教學實踐必須明確培養目標，優化專業實踐與實驗教學體系，開展研究型實踐教學，把“應用性”落到實處，使學生在激烈的社會競爭中獲益，成為能主動適應社會發展和市場經濟所需要的應用型石油工程人才。
參考文獻：
[1]姜漢橋.油藏工程原理與方法[M].東營：中國石油大學出版社.
第2篇：石油工程概論論文范文
自學考試時間
遼寧葫蘆島2020年上半年理論課考試時間為4月11日星期六、12日星期日（上午9:00-11:30；下午14:30-17:00），各專業考試課程和時間安排詳見（附表四、五）。2020年上半年實踐環節考核和論文答辯的時間由各主考學校確定，各專業實踐環節考核課程及時間安排詳見（附表六、七）。
停考專業和遺留問題處理
（一）停考專業
1．能源管理（專科和獨立本科段）專業自2017年下半年起停止接納新生報名，2020年下半年起不再安排課程考試。
2.會計、會計（會計電算化方向）、護理學、船舶與海洋工程（航海技術方向）、船舶與海洋工程（輪機工程方向）、法律、日語、機械制造及自動化（數控加工方向）、焊接、視覺傳達設計、廣告、環境藝術設計、飯店管理和信息管理與信息系統等14個專科專業和電廠熱能動力工程（應用本科）、數控技術（應用本科）、園林（應用本科）、計算機器件及設備（應用本科）、英語、物流管理、日語、石油工程、機電一體化工程、采礦工程、珠寶及材料工藝學、模具設計與制造、廣告學、旅游管理、工業工程和新聞學等16個本科專業自2018年上半年起停止接納新生報名，2021年上半年起不再安排課程考試。
3.藝術設計（人物形象設計方向）1個專科專業和服裝設計與工程（應用本科）、營養、食品與健康、應用化學、機電設備與管理（礦山方向）、電子信息工程和教育技術等6個本科專業自2018年下半年起停止接納新生報名，2021年下半年起不再安排課程考試。
以上停止接納新生報名的39個專業的專業代碼和專業名稱不進行調整，仍按照原專業名稱和專業代碼報名考試及辦理轉考、免考和畢業，2021年下半年起停止頒發畢業證書。
（二）停考專業遺留問題處理
停考專業停止安排課程考試后，該專業的考生可按下述辦法選擇遺留問題處理方式：
1、停考專業中未合格的課程，可選擇其它專業中名稱和課程代碼相同的課程進行考試。
2、停考專業中，尚有二門以下（含二門）理論課沒有合格成績不能畢業的，可自主選擇自學考試其它原則上相近專業的相關課程參加考試，取得原專業考試計劃規定的課程門數和學分即可按原專業申請畢業，最后辦理畢業時間為2021年6月30日。
3、停考專業中，尚有二門以上理論課沒有合格成績不能畢業的，可按自學考試相關規定轉入其它專業參加考試，取得專業考試計劃規定的合格成績后，按照轉入專業申請畢業。
開考專業
專科專業：漢語言文學、英語、連鎖經營管理、汽車檢測與維修技術、數控技術、機電設備維修與管理、文秘、學前教育、計算機應用技術和物聯網應用技術等10個專業。
專升本專業：漢語言文學、旅游管理、電子商務、計算機科學與技術、動物醫學、電氣工程及其自動化、軟件工程、視覺傳達設計、機械設計制造及其自動化、市場營銷、動畫、土木工程、護理學、藥學、中藥學、眼視光學、公安管理學、社會工作、化學工程與工藝、過程裝備與控制工程、自動化、交通運輸、人力資源管理、汽車服務工程、學前教育、環境設計、數字媒體藝術、小學教育、國際經濟與貿易、金融學、船舶與海洋工程、會計學、工商管理、工程管理、法學和物聯網工程等36個專業。
根據《教育部辦公廳關于印發〈高等教育自學考試專業設置實施細則〉和〈高等教育自學考試開考專業清單〉的通知》（教職成廳〔2018〕1號）文件精神，我省制定了《2018年遼寧省高等教育自學考試專業調整工作實施方案》，從2018年下半年起，開考的專業全部調整為《高等教育自學考試開考專業清單》（已下簡稱《專業清單》）內專業，原開考專業不在《專業清單》內的，專業調整后全部取消，并停止接納新生報考，2021年下半年起停止頒發畢業證書。專業調整對照情況詳見（附表一、二、三）。專業調整后，原本科專業“第二學歷”專業計劃文件已不適用，2018年下半年起停止接納新生報考“第二學歷”，不再按照“第二學歷”專業計劃給新生辦理課程免考。
旅游管理、電子商務、市場營銷、人力資源管理、金融學、會計學（AB計劃）和工商管理（AB計劃）等九個專業，按照教育部文件要求，計劃中增加公共政治課“基本原理概論”（課程代碼：03709）。2019年下半年起報考該九個專業的新生，須考“基本原理概論”（課程代碼：03709）。符合《遼寧省高等教育自學考試學歷認定和課程免考實施細則》（遼招考委字〔2009〕21號）要求的考生，可以申請課程免考。
附表四：遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表（開考專業）（點擊鏈接查看）
附表五：遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表（停考專業）（點擊鏈接查看）
第3篇：石油工程概論論文范文
自學考試時間
遼寧營口2020年上半年理論課考試時間為4月11日星期六、12日星期日（上午9:00-11:30；下午14:30-17:00），各專業考試課程和時間安排詳見（附表四、五）。2020年上半年實踐環節考核和論文答辯的時間由各主考學校確定，各專業實踐環節考核課程及時間安排詳見（附表六、七）。
停考專業和遺留問題處理
（一）停考專業
1．能源管理（專科和獨立本科段）專業自2017年下半年起停止接納新生報名，2020年下半年起不再安排課程考試。
2.會計、會計（會計電算化方向）、護理學、船舶與海洋工程（航海技術方向）、船舶與海洋工程（輪機工程方向）、法律、日語、機械制造及自動化（數控加工方向）、焊接、視覺傳達設計、廣告、環境藝術設計、飯店管理和信息管理與信息系統等14個專科專業和電廠熱能動力工程（應用本科）、數控技術（應用本科）、園林（應用本科）、計算機器件及設備（應用本科）、英語、物流管理、日語、石油工程、機電一體化工程、采礦工程、珠寶及材料工藝學、模具設計與制造、廣告學、旅游管理、工業工程和新聞學等16個本科專業自2018年上半年起停止接納新生報名，2021年上半年起不再安排課程考試。
3.藝術設計（人物形象設計方向）1個專科專業和服裝設計與工程（應用本科）、營養、食品與健康、應用化學、機電設備與管理（礦山方向）、電子信息工程和教育技術等6個本科專業自2018年下半年起停止接納新生報名，2021年下半年起不再安排課程考試。
以上停止接納新生報名的39個專業的專業代碼和專業名稱不進行調整，仍按照原專業名稱和專業代碼報名考試及辦理轉考、免考和畢業，2021年下半年起停止頒發畢業證書。
（二）停考專業遺留問題處理
停考專業停止安排課程考試后，該專業的考生可按下述辦法選擇遺留問題處理方式：
1、停考專業中未合格的課程，可選擇其它專業中名稱和課程代碼相同的課程進行考試。
2、停考專業中，尚有二門以下（含二門）理論課沒有合格成績不能畢業的，可自主選擇自學考試其它原則上相近專業的相關課程參加考試，取得原專業考試計劃規定的課程門數和學分即可按原專業申請畢業，最后辦理畢業時間為2021年6月30日。
3、停考專業中，尚有二門以上理論課沒有合格成績不能畢業的，可按自學考試相關規定轉入其它專業參加考試，取得專業考試計劃規定的合格成績后，按照轉入專業申請畢業。
開考專業
專科專業：漢語言文學、英語、連鎖經營管理、汽車檢測與維修技術、數控技術、機電設備維修與管理、文秘、學前教育、計算機應用技術和物聯網應用技術等10個專業。
專升本專業：漢語言文學、旅游管理、電子商務、計算機科學與技術、動物醫學、電氣工程及其自動化、軟件工程、視覺傳達設計、機械設計制造及其自動化、市場營銷、動畫、土木工程、護理學、藥學、中藥學、眼視光學、公安管理學、社會工作、化學工程與工藝、過程裝備與控制工程、自動化、交通運輸、人力資源管理、汽車服務工程、學前教育、環境設計、數字媒體藝術、小學教育、國際經濟與貿易、金融學、船舶與海洋工程、會計學、工商管理、工程管理、法學和物聯網工程等36個專業。
根據《教育部辦公廳關于印發〈高等教育自學考試專業設置實施細則〉和〈高等教育自學考試開考專業清單〉的通知》（教職成廳〔2018〕1號）文件精神，我省制定了《2018年遼寧省高等教育自學考試專業調整工作實施方案》，從2018年下半年起，開考的專業全部調整為《高等教育自學考試開考專業清單》（已下簡稱《專業清單》）內專業，原開考專業不在《專業清單》內的，專業調整后全部取消，并停止接納新生報考，2021年下半年起停止頒發畢業證書。專業調整對照情況詳見（附表一、二、三）。專業調整后，原本科專業“第二學歷”專業計劃文件已不適用，2018年下半年起停止接納新生報考“第二學歷”，不再按照“第二學歷”專業計劃給新生辦理課程免考。
旅游管理、電子商務、市場營銷、人力資源管理、金融學、會計學（AB計劃）和工商管理（AB計劃）等九個專業，按照教育部文件要求，計劃中增加公共政治課“基本原理概論”（課程代碼：03709）。2019年下半年起報考該九個專業的新生，須考“基本原理概論”（課程代碼：03709）。符合《遼寧省高等教育自學考試學歷認定和課程免考實施細則》（遼招考委字〔2009〕21號）要求的考生，可以申請課程免考。
附表四：遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表（開考專業）（點擊鏈接查看）
附表五：遼寧省自學考試2020年4月考試課程安排表（停考專業）（點擊鏈接查看）
第4篇：石油工程概論論文范文
關鍵詞:虛擬現實;技能培訓;虛擬培訓;模式
中圖分類號:TP3文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)31-
Explore the Training System Development Model Based on Virtual Reality Technology
GAO Ben-cai, LIU Guang-ran
(Tianjin University of Technology and Education, School of Information Technology and Engineering, Tianjin 300222, China)
Abstract: Compared to formerly any time,Nowadays,China all needs the high quality technical worker who grasps each skill. Compared with the developed country The Chinese mechanic population as well as the intermediate and senior mechanic's proportion has already a very big disparity, this does not tally extremely with the Chinese high speed development financial circumstance, The traditional mechanic education has not been able to complete the such huge education project. This article will discusses the new training pattern based on the virtual reality technology --- Virtual Training, Analyzes the sole superiority which the virtual reality technology has and pour it into the mechanic development as formidable propelling force, elaborated the virtual training system performance history and attempts to summarize the development pattern. Hoping this article can provide the model for the correlation personnel, provide the powerful talented person safeguard to maintains the high speed development for the Chinese economy.
Key words: virtual Reality; skills training; virtual training; mechanic
在當今中國,技工教育受到全社會的高度重視,知識、技能和創造得到了充分的尊重和發揮,一個有利于技工教育發展的良好氛圍正在形成。
隨著經濟全球化進程的加快,21世紀的中國已經成為全世界的制造中心,我國要想扮演好這個世界制造中心的角色,一大批高素質技術工人必不可少。現代產品的更新換代的周期已經完全的顛覆了一些人所能夠承受時間概念高科技產品更是源源不斷的推陳出新。傳統的技工培訓模式已經不能挑起這么艱巨的任務,亟待開發新的培訓模式。
諸多難題阻礙著現代技工教育的發展,至今技工學校還沒有走出一條適合中國國情的發展道路。我想基于虛擬現實技術的虛擬培訓或許可以解決難題實現破冰,推動技工教育的良好的發展。
1 虛擬現實概念及特征
虛擬現實(Virtual Reality,簡稱VR)是1989年美國的J.Lanier(后來曾是專做VR產品的VPL公司董事長)提出的,國內也有人譯為“靈境”,國外與虛擬現實同類的術語,還有虛擬環境、人工現實及電腦空間等。
虛擬現實有三個突出的特征:沉浸性、交互性、構想性。
2 桌面虛擬現實與虛擬培訓
桌面虛擬現實(Desktop Virtual Reality,DVR)主要是在個人計算機和低級別的工作站上進行環境仿真,依靠計算機的屏幕提供給用戶一個虛擬的平臺,運用虛擬現實的輸入設備實現與虛擬世界場景之間的交互。
虛擬現實技術是利用計算機生成極為逼真的環境,通過生動的視覺、聽覺、觸覺等效果以及隨參與者的動作而變化的場景使人獲得身臨其境的感覺。現階段由于完全的虛擬現實系統價格昂貴目前只用于科學研究,其中基于虛擬現實技術的培訓(簡稱虛擬培訓)采用增強現實的虛擬現實系統(也稱桌面虛擬現實)改變了原有的培訓方式,為用戶提供一個直觀、友好的圖形化培訓環境,適應社會需求。使得用戶在計算機提供的逼真的三維虛擬環境中熟練掌握某一裝置或某一系統的操作使用方法。大大減少了技工培訓中的各種資源的消耗提高了培訓質量和培訓效率,有助于實現對于危險作業或不具備試驗條件的高級培訓。
3 職業技能培訓
職業技能培訓是現代經濟增長的不竭動力。著名經濟學家舒爾茨在考察經濟增長的主要原因時指出:對人力資本的投資是最重要的生產性投資,也是經濟增長不竭的動力。根據人力資本理論,人力資本比物質、貨幣等資本要素具有更大的增值空間,因為作為“活資本”的人力資本,具有創新性、創造性,具有有效配置資源、調整企業發展戰略等市場應變能力。因此,職業技能培訓是人力資本投資的一個組成部分,而且職業技能培訓是實現終身教育,建設學習型組織的主要教育形式,其良性發展能滿足社會經濟發展對高素質、技能型人才的需要,必然對GDP增長帶來更高的貢獻率。
4 虛擬培訓系統的開發過程模式探究與設計實例
虛擬培訓系統是利用虛擬現實技術生成的一類適于進行教育培訓的虛擬環境,它可以是某一現實世界培訓基地或設施的真實再現,也可以是虛擬構想的世界。受訓人員通過與虛擬環境進行交互獲得經驗達到學習和培訓的目的。
4.1 虛擬培訓系統的開發模式
在中國知網上以虛擬培訓系統開發模式為檢索詞分別以題名和全文項進行精確查找,查找結果都是沒有相關的文獻資料,通過閱讀虛擬培訓系統的相關論文資料后也沒有發現關于虛擬培訓系統開發模式的有關論述。通過閱讀虛擬培訓系統的相關文獻,比較各種虛擬培訓系統的開發過程,結合本人實際的設計經驗總結歸納出虛擬培訓系統開發模式。如圖1所示。
虛擬培訓系統的開發過程大致分為四個階段:首先,對將要開發的課程進行系統分析,其中包括對學習內容的分析判斷虛擬培訓系統是不是內容表現的最佳選擇。如果可行就要繼續將學習內容進行必要的分解分成若干的模塊和單元,這樣有利于將復雜的任務簡單化使整個任務比較容易的得以實現;另外要對學習任務進行分析即通過培訓要求學習者掌握的知識經驗的總和并為接下來的教學策略的選擇提供支持,在這項工作中還需要明確學習者要掌握預期的知識經驗需要學習的各種理論知識、動作要領、技能流程以及必須完成的操作練習。其次,同時進行3D圖像建模與交互的設計與實現兩個階段的工作。這兩個階段也是系統開發的兩條主線,在3D圖像建模階段依據前期的素材的準備運用3D建模工具開發虛擬學習環境。這個階段是整個開發過程中工作量最繁重的一個階段,需要開發人員熟練掌握3D建模工具,通過反復細致的設計修改才能開發出逼真的虛擬環境。要根據學習者的特征(不同群體適應不同的交互方式)依據相關的交互理論運用恰當的交互工具科學合理的進行設計與實現。交互的設計與實現階段要特別的引起重視,因為大部分學習任務的完成都有賴于系統的交互功能,交互設計的好壞與最終的學習效果有著直接的聯系。最后,是系統的合成與調試,這一階段能夠保證系統順利的得以實現并應用在教學中。在該階段中包括了將必要的教學策略、理論知識以及一些必要的文字說明嵌入到系統中使它真正成為一個用于教學的工具。在調試是比較繁雜的工作,需要我們有足夠的耐心和精益求精的精神通過不斷的發現問題解決問題使系統不斷的得到完善保證系統發揮最大的作用。
4.2 虛擬現實系統的設計實例
4.2.1 案例簡介
數控機床是技工培訓中的重要課程,由于數控技術較為復雜所以學習難度比較大,學員往往要用很長的時間來了解數控機床的工作原理之后才能夠進入現場實際操練或是根本找不到相應的設備操練。我們設想開發這樣一個虛擬訓練系統使學員能夠利用電腦實現理論與實踐相結合,通過使用這么一個系統學員能夠掌握數控技術的基本理論知識、數控機床的組成及工作原理、基本的操作練習。讓學員在進入實訓現場之前形成必要的知識經驗的準備,增強訓練的針對性提高培訓效率。
4.2.2 設計構想
該虛擬訓練系統首先呈現出的是數控技術的基礎知識和數控機床的工作原理,此處用帶有碰撞的行走動畫來表現。圍繞數控機床的工作程序來設計活動和交互,在給出零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息后學員被要求編制出零件加工的數控程序單。對于形狀復雜的零件,學員可以在計算機上進行自動編程(APT)或CAD/CAM設計;編好的數控程序學員會被要求輸入到數控裝置的一種存儲載體上,用動畫形式抽象表現數控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序,經過數控裝置的邏輯電路或系統軟件進行編譯、運算和邏輯處理,輸出各種控制信息和指令給驅動裝置,經功率放大后按照指令信息的要求驅動機床移動部件,以加工出符合圖樣要求的零件;再用動畫顯示位置檢測裝置將數控機床各坐標軸的實際位移量檢測出來,經反饋系統輸入到機床的數控裝置之后,數控裝置將反饋回來的實際位移量值與設定值進行比較,控制驅動裝置按照指令設定值運動;學員在呈現的輔助控制操縱界面中按下按鈕后隨之會發生相應的變化比如刀具的轉換、指令交換工件和機床部件的松開、夾緊等動作。在以上幾個步驟中適時現實必要的文字補充材料以便于學員理解。
4.2.3 技術實現
本系統的開發工作主要集中在虛擬場景建模、虛擬動畫的制作以及交互的設計與實現三個環節。
在建模方面,3DSMAX的建模功能是非常強大的完全能夠滿足桌面虛擬現實系統的建模需求。在虛擬動畫的制作方面,可以用普通的動畫制作軟件如flash等。但是這樣就存在一個不同格式文件相融合的問題,如果直接用3DSMAX制作的話相對來說會比較容易。在交互方面,較為簡單的交互可以將MAX格式轉換成VRML格式通過VRML內部的交互傳感器來實現。在一些較為復雜的交互實現上編程語言更具優勢,但是難度也是很大的。有很多交互我們根據學習任務要進行設計的但是實現起來難度很大,我們就要靈活掌握通過對能夠實現的交互功能進行有限的組合達到預期的效果。在交互的設計實現過程中還要重點關注的一個問題就是有效的教學設計的使用。
5 結束語
全文主要探討了虛擬現實技術應用于技工技能培訓的新模式,介紹了虛擬培訓系統的開發過程,至于具體的應用于技工教育的虛擬培訓系統(軟件)的設計和開發我們正在進行進一步的研究。
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