VR虛擬現實技術在計算機教學中的應用

曹成海

摘要：虛擬現實技術是當前新技術的一個熱點，具有很大發展空間。在日常生活、工作、學習和科研中應用也十分廣泛，其獨特的模式在分差適合教育領域應用的擴展，它的出現改變了現有的教學模式和手段。通過自己的實際教學經驗和體會，分析虛擬現實技術的獨有的特性，結合計算教學的現狀，針對虛擬現實技術在高職院校計算機教學中的應用來展開探討，其應用在計算機教學中具有開創性的意義。

關鍵詞：虛擬現實技術;教學模式;開創性

中圖分類號：TP391.9;TP3 -4

文獻標識碼：A

文章編號：1672 - 9129（ 2018） 12 - 0231 - 02

虛擬現實英文名字Virtual Reality，一般我們都簡稱VR。這是計算機信息技術發展出的一項新的技術，隨著科技的發展和生產的需求，這項技術目前涉及到眾多領用，應用十分廣泛。虛擬技術主要是計算機模擬仿真、傳感技術和計算圖像等技術綜合在一起的新的發展領域。目前已在建設造型設計、航天技術、軍事對抗以及科學實驗中普及應用。VR技術在高校教學中也在不斷改進和發展，逐漸融入到教學改革中。

1 虛擬現實技術的種類和特征

虛擬現實技術是由計算機技術發展的起來的新領域來看，其應用可以分以下幾大類：桌面虛擬現實系統，通常稱計算機桌面窗口的VR。它的成本造價低，一般主要用CAD/CAM、建筑設計、教育教學等領域;在教學中我們使用的虛擬就是桌面虛擬現實系統。沉浸虛擬現實系統，主要是用戶通過佩戴頭盔等傳感設備，能夠進入到虛擬空間內，感知、操作虛擬世界內的各種存在，成為虛擬環境之中的一員，從而得到身臨其境的體驗。分布式虛擬現實系統，它建立在沉浸虛擬現實系統和分布式交互仿真的基礎上，使用戶能夠交互式活動。從其分類上可以判斷出虛擬現實技術所具備的特征特性：沉浸性，這是虛擬現實技術的核心特性，能夠使用戶全心投入到虛擬場景中的能力。用戶在虛擬場景中有存在的真實之感。交互性和感知性，其中交互性及沉浸性是虛擬現實技術最重要的兩個基礎特征，用戶在虛擬場景中的各種對象相互作用的能力，它的存在是構建電腦和用戶交互和感知的關鍵特性。

2 當前計算機課教學的特點和現狀分析

在信息化爆發的時代，隨著技術層幾何式的發展。與計算機相關的課程和專業其需要的專業知識尤為重要，計算機輔助教學和計算機教學改革也已成為教學發展的趨勢。根據計算課課程的內容其教學有以下特點：（1）計算機課程有著極強的實用性和操作性。（2）其內容會隨著科技進步產生新的變化具有擴展性。（3）其主要課程內容在針對不同領域具有廣泛性。在高等職業教育課程改革，大部分課程都離不開計算機教學的改革，它能為其其它專業提供多樣性的教學模式。計算機課程教學存在的不足，不少大學生上計算機課時，對其相關知識比較陌生，主觀上認為計算機是比較高大尚，難學的知識。不同的學生計算機水平參差不齊，這種情況使任課教師在授課過程中難以把握，其教學進度和教學深度不好掌控。計算機教學的不少內容都對抽象思維有著一定要求，不是那么直觀，基礎理論知識和實際上操作存在相當大差距，在教學過程有很多無法對所學內容理解，其實踐操作效果比較不理想。使得不少學生難以對所學內容做到完全理解，或者內容理解了，但不能實際展開操作。在過去，教師授課時利用多媒體教師通過展示PPT課件的方式對學生進行一個直觀的展示，讓學生對所學知識有一個直觀的印象，但由于不是學生自己親身操作，缺乏整體的實踐經歷，不可避免會存在理解上的偏差，且這些知識都是片段的。在新形勢下，這些教學方式已然不能有效地適應新要求。

3 VR虛擬現實技術在教學中的具體應用

計算機專業課的內容都具有很強的邏輯性和實踐操作性，學生單純學習基礎理論知識點時，對相關概念與原理的理解起來相對困難，而借助虛擬現實技術手段進行3D課件制作，可以有效的解決這個問題，通過3D課件可以使學生全方位的角度進行觀察和學校教學內容。以《計算機組裝與維護》這門課程為例，在過去通常是利用傳統多媒體課件，只能向學生展示各個硬件的性能和功能。如果利用虛擬現實技術所制作出的3D課件，則能以3D形式將各種元器件直觀地表現出來，同時還可將組裝的過程通過動畫演示。通過軟件制作的交互的3D的虛擬系統，學生還能通過對相關軟件的操作進入到該系統內，親自與虛擬對象交互，觀察計算機的硬件整體結構和組裝過程。使用VRML技術制作出于課程相適合的交互課件，在降低課程內容學習難度的同時，增強學生的學習興趣。計算機專業是一門比較前端，知識更新比較快，技術性比較強的專業，其課程具有很強的實踐操作性，其教學設備更新換代也十分頻繁。尤其是處在當前這種創新教育引領學生發展的環境下，配置的教學設備周期一般都在三年左右，否則不能滿足不了學生創新實驗的需求。購置教學設備一般造價都是比較高的，這給職業院校的財力造成比較大的壓力，針對這種情況，高校投資建設一套相應的虛擬現實系統來解決目前的困境，從科學技術上尋求實用的、新型的方法，來建設基于虛擬儀器的虛擬實驗室。通過虛擬實驗室可以是虛擬構想相關專業的實驗室，也可以根據課程需要重新搭建是再現某一現實實驗室。

4 總結隨著虛擬現實技術在教學改革中的應用，能夠把最新技術所產生的大量教學信息展現在學生眼前，將計算機課程中較為抽象的概念形象化和直觀化，通過對學生聽覺及視覺的刺激，使學生的學習主動性與積極性得到有效調動，從而實現教學效果的提高。

參考文獻：

[1]康麗艷.虛擬現實技術在計算機專業教學中的應用思考[J].數字化用戶，2017.

[2]盧寶山.高職院校計算機教學培養學生創新能力的探索[J].教育現代化.2017.