基于虛擬現實技術的計算機輔助教學探討

摘? 要：隨著計算機輔助教學技術的快速發展，不僅能夠提高課堂教學的效率，增強師生之間的互動性，而且也能夠有效的活躍課堂氣氛，提高學生學習興趣。虛擬現實技術作為計算機技術的未來重要的發展方向，在課堂教學中的應用前景非常廣闊。通過虛擬現實技術能夠讓知識更加立體的呈現在學生面前，為學生營造更加逼真的課堂教學氛圍，實現視覺與聽覺上的雙重刺激，讓學生的學習主動性和學習效果得到全面的增強。本文通過對虛擬現實技術在計算機輔助教學中的應用進行分析，能夠為高校計算機輔助教學提供全新的教學思路。

關鍵詞：虛擬現實技術;計算機技術;輔助教學

虛擬現實技術融合計算機技術、信息技術等，利用電腦模擬創造一個三維空間，為使用者提供視覺、聽覺、觸覺等方面的感官模擬，讓使用者能夠產生身臨其境的感覺。虛擬實境并沒有時間空間的限制，而是隨著使用者在不斷移動和探索將精確的3D世界影像傳輸給使用者。通過運用虛擬現實技術在課堂教學中進行應用，能夠讓教學的內容更加真實生動的展現給學生面前，讓學生產生身臨其境的感覺，提高學生對視覺和聽覺上的刺激，讓學生能夠更加投入到教學活動之中。

一、計算機輔助教學

計算機輔助教學的內涵。

計算機輔助教學就是指通過計算機系統來模擬教師的全部教學過程，讓學生能夠自主獲得知識，最終實現課堂教學的目標，在計算機輔助教學實際開展的過程中，能夠讓更多的教學內容在有限的時間內得到全面的展示，讓學生可以更好的理清教學的重點難點，對相關的知識進行歸類與分析，利用計算機有序的將新知識以及相關的信息傳遞給學生，然后以傳授的新知識作為基礎，讓學生來解決實際的問題。

通過對學生學習效果進行評測能夠及時發現學生存在的主要不足，并且對學生進行在線指導，幫助學生更好的提高對知識的理解。學生還可以結合實際情況自由的設置授課時間以及授課速度，方便學生全面梳理自己的學習規劃，提高學習水平。

二、虛擬現實技術

虛擬現實技術的發展歷程。

盡管虛擬現實技術是目前計算機科學發展的前沿技術，但是虛擬現實技術出現的時間非常長。例如在上世紀40年代美國的科學家就通過模擬飛行器的方式來訓練飛行員，而這也是虛擬現實技術的早期雛形。

到了上世紀六七十年代，虛擬技術得到了持續發展，科學家研制出了頭戴顯示器，通過戴上頭戴顯示器之后能夠使得顯示器中的畫面隨著使用者的大腦轉動而轉動實現同步。上世紀80年代之后，虛擬現實技術通過融合仿真技術、多媒體技術等，能夠為使用者創造一個真實的虛擬世界，不僅包括虛擬的空間和虛擬環境，而且也能夠包括虛擬世界中的所有事物，計算機系統會根據用戶的觸摸情況來通過視覺、聽覺、觸覺等多種感官反饋給用戶，讓用戶體會到真正的虛擬世界。在現代信息化大數據的加持之下，虛擬現實技術能夠在短時間內處理大量的數據，提高了用戶體驗。

三、虛擬現實技術的主要特點

1.實時交互性。所謂的實時交互性就是使用者與虛擬世界之間能夠產生相互作用的能力，當用戶進入到虛擬世界時，如果對虛擬世界中做出一系列的反應，那么虛擬世界就會給用戶一定的反饋，讓用戶產生真實感。例如在虛擬游戲中，用戶通過擊打迎面而來障礙物，系統會根據用戶的反應來判斷是否擊中，如果擊中則障礙物會破碎，如果沒有擊中則游戲結束，通過這樣的互動性能夠增強用戶的實際體驗。

2.多重感知。虛擬現實技術與計算機輔助技術相比較來看，具有更多的感知特點，因為計算機技術只有視覺聽覺方面的感知，而虛擬現實技術則能夠將視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感官進行融合，當虛擬現實發展到一定階段時，人類的所有感知都可以實現。

3.沉浸感。沉浸感主要體現在體驗者通過獨自進入到虛擬世界中利用不同的動作感官，讓體驗者無法分辨虛擬世界與現實世界的區別。

4.自主性。虛擬現實技術的自主性，就是通過對虛擬世界中物體運動以及環境變化進行判斷，不會受到外界環境的干擾，讓體驗者感受到真實的世界中。

四、虛擬現實技術與計算機輔助教學的實際融合

1.虛擬現實描述模型語言。虛擬現實技術能夠通過文字、圖像、聲音等方面調動體驗者的感官，還能夠融合圖像、聲音、文字，將各種信息直觀的呈現給使用者，所以通過虛擬現實技術在課堂教學中的應用，能夠增強對學生的感官刺激，提高學生對課程的認知和了解。利用虛擬實境描述語言，能夠將圖片、文字等教學內容放入到立體的教學場景之中，讓學生能夠真正的進入到教學的環境通過與虛擬世界進行互動和交流，極大的豐富了學生的體驗。

2.虛擬實境描述模型在網絡教學中的實際應用。利用網絡教學能夠將不同空間的教室連接成一個整體，實現多個教室同時上課，保證教學資源可以共享。通過利用網絡教學的方式，能夠增強學生的課堂參與感，為學生展示更多不常見的知識。利用虛擬實境描述語言模型能夠將圖片文字等教學資源進行全方位的展示，極大的簡化了教學復雜模型構造的問題，提高學生與教學資源的互動性和參與感。通過虛擬實境描述語言構造的虛擬環境也能夠增強學生的參與感，讓學生在更加真實的環境下學習。

五、結論

虛擬現實技術通過構建虛擬的學習空間，讓學生和教師可以自由的進行交流，為學生營造一種身臨其境的感覺，也非常符合學生的認知，激發學生學習興趣。

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作者簡介

劉葉（1982.06—），邵陽職業技術學院，研究生，講師，計算機應用技術。

標注：邵陽市科技計劃項目經費資助。項目編號：2018GX39。