基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的高職計算機專業(yè)課改革研究

周博沙

【摘要】虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，具有巨大的應(yīng)用前景。本文探討了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念、特征、優(yōu)越性，以及基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的高職計算機專業(yè)課改革。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實 高職計算機專業(yè)課程

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù) VR（Virtual Reality）是利用計算機生成一個逼真的三維虛擬環(huán)境，并通過傳感設(shè)備與之交互的新技術(shù)。它綜合了計算機圖形學(xué)、圖像處理與模式識別、智能技術(shù)、傳感技術(shù)、語音處理與音響技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多門科學(xué)，將計算機處理的數(shù)字化信息變?yōu)槿怂芨惺艿木哂懈鞣N表現(xiàn)形式的多維信息。

與傳統(tǒng)計算機相比，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有 3個基本特征（3I 特征）：強烈的“身臨其境”的沉浸感（Immersion）；友好親切的人機交互性（Interaction）；發(fā)人想像的構(gòu)想性（Imagination）。

以虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建的虛擬環(huán)境，可以使人產(chǎn)生一種身臨其境的近乎完全真實的感覺。同時人與虛擬環(huán)境之間可以進行多維信息的交互作用，參與者從定性和定量綜合集成的虛擬環(huán)境中可以獲得對客觀世界中客觀事物的感性和理性的認(rèn)識，從而深化概念和建造新的構(gòu)想和創(chuàng)意。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職計算機專業(yè)課教學(xué)中的作用

目前高職學(xué)校計算機專業(yè)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)大多是采用與企業(yè)聯(lián)合，借助企業(yè)提供的設(shè)備和環(huán)境對學(xué)生進行實踐能力培養(yǎng)。限于各種現(xiàn)實條件，某些內(nèi)容的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)往往不能得到較好地落實，極大地影響了學(xué)生動手能力的培養(yǎng)，抑制了學(xué)生的創(chuàng)造能力，以致學(xué)生畢業(yè)不能得到社會的認(rèn)可。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個飛躍。就教育理論而言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)了人的臨場化，參與者與虛擬環(huán)境是互相作用、互相影響的一個整體的兩個方面，它營造了“自主學(xué)習(xí)”的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”的學(xué)習(xí)方式代之為學(xué)習(xí)者通過自身與信息和環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學(xué)習(xí)方式。虛擬實驗既可縮短訓(xùn)練的時間，又可獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可視的結(jié)構(gòu)原理和不可重組的精密設(shè)備作仿真實訓(xùn)，一方面培養(yǎng)學(xué)生操作、維護和檢修的技能，另一方面培養(yǎng)學(xué)生自我訓(xùn)練的意識和創(chuàng)新能力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職計算機專業(yè)的實踐教育中的作用主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.建設(shè)基于虛擬儀器的虛擬實驗室

走在科技前端的計算機專業(yè)的課程實踐性非常強，設(shè)備儀器的升級換代速度非?？?，特別是在當(dāng)前創(chuàng)新教育引領(lǐng)學(xué)生發(fā)展的環(huán)境下，平均不到兩年，設(shè)備的配置就已無法滿足學(xué)生的創(chuàng)新實驗需要。由于設(shè)備儀器的被動淘汰，必然產(chǎn)生大量的更新需求，因此高額的采購費用始終是高職院校實驗教學(xué)大踏步發(fā)展和改革的瓶頸。相對于實際實訓(xùn)場所的建設(shè)，投資建立一套相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的投資要小得多。通常虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的投資是實際系統(tǒng)投資的幾十分之一，且面對設(shè)備更新?lián)Q代，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實訓(xùn)基地在原有基礎(chǔ)上改進、完善的投入更可以大幅度降低。因此，從科學(xué)技術(shù)上尋求一種新型的、實用的方法來建設(shè)基于虛擬儀器的虛擬實驗室，也許是高職教育走出實驗、實訓(xùn)困境的一條出路。

由虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成的適用于進行虛擬實驗的實驗系統(tǒng)包括相應(yīng)的實驗室環(huán)境、有關(guān)的實驗儀器設(shè)備、實驗對象以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現(xiàn)實實驗室的真實再現(xiàn)，也可以是虛擬構(gòu)想的實驗室。例如，在城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，不必真正把網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來就可以親身體驗，猶如進行現(xiàn)場的操作。在數(shù)字電路的課程實驗中，可以通過虛擬的電路器件來達(dá)到電路設(shè)計的目的，而沒有器件問題所帶來的麻煩。在電子商務(wù)課程實驗中，可以虛擬商務(wù)環(huán)境，讓學(xué)生進入這個虛擬環(huán)境，身臨其境地體驗現(xiàn)場交易的氣氛和參與交易的過程。計算機操作系統(tǒng)的安裝是比較基礎(chǔ)但又是難做好的一個實驗，由于在計算機上安裝新的操作系統(tǒng)不可避免地會對原有的操作系統(tǒng)產(chǎn)生影響，而使用虛擬計算機來進行操作系統(tǒng)的安裝實驗就十分方便。創(chuàng)建的虛擬機有自己的 CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)，在這個虛擬機上，可以安裝 Windows、Linux 等真實的操作系統(tǒng)以及各種應(yīng)用程序。

通過虛擬的實驗室進行實驗，既可以縮短實驗的時間，又可以獲得直觀、真實的效果，還能對那些不可見的更承擔(dān)了輔助藝術(shù)設(shè)計的重任，所以要求我們的教師不僅是知識傳播者，更是課堂教學(xué)的組織者、學(xué)生活動（設(shè)計競賽）的參與者、學(xué)生學(xué)習(xí)的向?qū)Щ蝾檰??！坝嬎銠C動畫設(shè)計”課程操作性、現(xiàn)實性、趣味性、社會性都很強，適合開展知識競賽。可根據(jù)教學(xué)實踐制定競賽規(guī)則，組織學(xué)生舉行團體設(shè)計競賽。

3.改革考核方式，以考促學(xué)

課程考核是檢驗教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的主要手段。“計算機動畫設(shè)計”課程的考核可分成三部分：一是對基礎(chǔ)知識采用閉卷筆試考核，主要考查基本概念、知識點；二是基本技能與操作，指定一些平時做過的例子，規(guī)定時間讓學(xué)生完成，主要考查學(xué)生基本操作能力；三是綜合能力和創(chuàng)造能力的考核，讓學(xué)生在一個月內(nèi)設(shè)計、制作一個作品。三方面分別占成績 30%、30%、40%，三種考核相輔相成，相互促進。

對這門課程的教學(xué)進行思考和探討，改善教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)合格人才，具有極其重要的現(xiàn)實意義。只有這樣，才能更好地使學(xué)生掌握現(xiàn)代計算機圖形設(shè)計知識，增強他們的創(chuàng)意思維和設(shè)計能力，進而培養(yǎng)大學(xué)生的現(xiàn)代藝術(shù)素質(zhì)，成為2l世紀(jì)的合格人才。

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