VR技術及其在高校教學中的應用

石磊

摘 要 隨著目前科學技術的水平不斷的提升，各種新興技術也不斷涌現(xiàn)。VR技術作為人類未來發(fā)展的重要技術，對與我們認識世界、感受世界能夠產(chǎn)生更加強烈的體驗。VR技術又被稱為虛擬現(xiàn)實技術。即通過人機交互技術幫助人們創(chuàng)造了可以互動的虛擬世界。本文在針對VR技術在高校教學過程中的應用進行詳細的研究，從而為VR技術進入大學校園提供了可能。

【關鍵詞】VR技術 虛擬現(xiàn)實 高校教學

隨著我國大多數(shù)高校辦學規(guī)模的不斷增多，各個大學都開始實行多校區(qū)的模式。盡管多校區(qū)模式能夠保證高校的辦學質量和辦學條件，但是由于地理位置過于分散，給大學生上課造成了很大程度的困擾。所以對于課堂教學效率和教學效果都會造成嚴重的影響。在這樣的情況下，可以利用VR技術來幫助同學們在自己的校區(qū)來進行同步上可，并且更加生動形象的來表現(xiàn)課堂教學內容，進一步營造跟隨技術發(fā)展的教學環(huán)境和實驗環(huán)境。促進學生能夠養(yǎng)成自我把握知識、提高學習技能的習慣，最終實現(xiàn)教學質量的提升。

1 基于VR技術網(wǎng)絡系統(tǒng)的實驗平臺搭建

1.1 傳統(tǒng)的網(wǎng)絡系統(tǒng)集成平臺教學方法

隨著網(wǎng)絡技術的快速發(fā)展，網(wǎng)絡集成技術在高校教學中的應用也不短的深入。尤其是對于計算機科學和技術的專業(yè)來說，通過設置網(wǎng)絡系統(tǒng)集成平臺能夠幫助學生更好的學好這門課程。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡集成平臺中有很多的實驗內容，包括網(wǎng)線制作實驗、局域網(wǎng)連接實驗、WLAN連接實驗還有網(wǎng)絡測試實驗。但是這些網(wǎng)絡實驗都比較簡單，而且投資少，占地較少?？梢哉f每個大學都有這樣的勢力來搭建網(wǎng)絡系統(tǒng)集成平臺。但是如果實驗涉及到三層交換機、路由器等成本較高的實驗項目時，對于校區(qū)分散以及實力較小的學校來說就無法充分的滿足教學條件。所以傳統(tǒng)的網(wǎng)絡系統(tǒng)集成平臺具有較大的限制條件，很容易影響教學的效果。

1.2 基于VR技術的網(wǎng)絡系統(tǒng)集成實驗平臺

由于VR技術的出現(xiàn)于應用，能夠充分的解決傳統(tǒng)網(wǎng)絡系統(tǒng)集成平臺存在的問題與不足。通過VR技術，能夠在實驗過程中模擬高檔交換機、路由器等成本高昂的教學設備，并且還能夠實現(xiàn)仿真網(wǎng)絡測試儀等，不僅節(jié)約了成本，而且能夠大大增強教學效果?；赩R技術的網(wǎng)絡系統(tǒng)集成實驗平臺采用B/S架構，從而適應不同校區(qū)學生的遠程需求。并且還可以不分時間地點，隨時進行開放式的實驗。在基于VR技術的網(wǎng)絡系統(tǒng)集成實驗平臺系統(tǒng)界面設計中，采用ASP網(wǎng)頁設計技術，保證了系統(tǒng)界面的整潔大方。實驗項目選擇模塊設計能夠根據(jù)學生的不同層次來實現(xiàn)網(wǎng)絡模擬實驗，包括網(wǎng)絡拓撲結構設計、結構化布線、網(wǎng)絡互聯(lián)、WLAN劃分等。利用先進的VR技術，不僅能夠讓學生產(chǎn)生身臨其境之感，而且還能夠增加實驗的真實性，保證學生獲得良好的實驗效果，并且還可以同時完成不同場景的網(wǎng)絡邏輯設計與物理設計。

在仿真測試的過程中，同學可以通過模擬真實實驗儀器來進行實驗，通過VR技術的模擬儀器功能，從而測試各種可能會遇到的問題和方法，這樣的模擬測試能夠有效的提高學生操作性，進一步幫助學生掌握貴重儀器的使用方法以及故障處理方法，從而不斷的增強學生的動手操作能力和學習能力。通過對于實驗結果的及時反饋，能夠有效的幫助學生完成實習報告，并且將各項實驗成績進行及時的反饋，幫助學生有效的掌握自身的不足。

2 VR技術系統(tǒng)集成的關鍵技術應用

2.1 VR技術的主要特點

對于VR技術來說，最主要的特點就是沉浸感。VR技術能夠通過將人類的視覺、聽覺和心理等方面進行數(shù)據(jù)采集和分析，進一步利用計算機來構建三維立體圖像，體驗者在帶上VR技術顯示器頭盔和數(shù)據(jù)交互手套之后，就能夠讓自己置身于虛擬的環(huán)境之中，并且完全的融入到虛擬環(huán)境中，在這昂的情況下，使用者能夠與虛擬環(huán)境產(chǎn)生一定的交互體驗，進一步產(chǎn)生身臨其境之感。在虛擬環(huán)境中的各種圖像也能夠隨著使用人員的移動來發(fā)生變化。同時根據(jù)聽覺的轉變來模仿三維立體的空間，讓使用人員產(chǎn)生一種逼真的感覺。VR技術還具有交互性的特點，通過人機交互的方式，使用人員拜托了電腦鍵盤、鼠標等傳統(tǒng)的交互方式，也拜托了這種功能方面的限制。通過可移動的頭盔顯示屏、數(shù)據(jù)交互手套等先進的交互傳感設備，能夠保證計算機實時捕捉使用人員的肢體動作、身體反應，從而進一步增強虛擬環(huán)境的沉浸感。VR技術還能夠幫助使用人員產(chǎn)生聽覺、觸覺、視覺等多種感官體驗，所以在使用的過程中也能夠產(chǎn)生多感知的特點。

2.2 VR技術集成實驗的關鍵技術

在系統(tǒng)開發(fā)的過程中，首先應該具備仿真技術和多媒體技術，并且保證兩種技術達到有機結合，從而給使用人員提供交互感、沉浸感。并且還需要借助ActiveX技術來幫助仿真儀器與多媒體技術進行融合，從而完成實時模擬操作。并且還要根據(jù)組件設計的原則，針對常用的設備和儀器進行簡化，通過VB組件來控制虛擬儀器，為使用者提供更加方便的操作。在VR技術集成實驗中，一定要明確實驗原理、實驗目的、實驗內容等，從而豐富實驗場景、實驗儀器、實驗過程。充分的調動多媒體技術的文本、圖像、動畫、視頻、音頻等多種素材，保證VR技術集成系統(tǒng)符合實驗人員的感官體驗，更好的展現(xiàn)虛擬內容。通過VR技術能夠幫助使用者創(chuàng)建豐富的場景，擺脫傳統(tǒng)課堂的枯燥。通過構建與知識相適應的具體環(huán)境，能夠增強對于學生的吸引能力，保證大學課堂教學的效率，提高學生的專業(yè)水平，而且還能夠將傳統(tǒng)課堂教學中無法闡述清楚的知識通過VR技術來得到全面的提升，保證傳統(tǒng)課堂的真情實感。

3 結論

隨著社會的不斷發(fā)展與進步，各種先進的技術也被不斷的引入到課堂教學之中。高校教學引入VR技術，不僅能夠改善高校課堂教學環(huán)境，而且還能夠增強高校課堂的綜合實力，滿足高校擴招的需要。通過VR技術的應用，也能夠進一步緩解高校課堂實驗設備不足的問題，盡可能的提高實驗教學對學生創(chuàng)新能力和實踐操作能力的培養(yǎng)，通過借助網(wǎng)上虛擬實驗系統(tǒng)來開展各項試驗，也能夠進一步開闊學生的視野，幫助他們樹立更高的學習理念和學習效果。

參考文獻

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[2]郭勇陳，賈佳麗，王皎琳，周德群.VR技術在高校經(jīng)管類實驗教學中的應用研究[J].實驗室科學，2016，19（02）：70-75.

作者單位

中原工學院 河南省鄭州市 450000