虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用

趙大鵬

摘 要：虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以計算機技術(shù)為核心，結(jié)合多種其他技術(shù)，形成與視覺、聽覺等各類感官真實環(huán)境相似的虛擬世界，用戶能夠運用某些工具來與數(shù)字環(huán)境開展交流，如此就能夠產(chǎn)生一種和真實環(huán)境很相似的體驗感。目前來看，這項技術(shù)已經(jīng)運用到各個領(lǐng)域之中，比如說航空航天以及游戲活動等。同時在計算機網(wǎng)絡(luò)組平臺之中運用也較為普遍，雖然現(xiàn)在還是處在初始階段，但是發(fā)展速度相當(dāng)迅猛。本文將進一步對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用展開分析與探討。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù);計算機;教學(xué);應(yīng)用;分析

引 言

在教育創(chuàng)新時代，計算機教學(xué)改革發(fā)展工作要與時俱進，跟上時代前進的腳步。學(xué)校應(yīng)該要根據(jù)當(dāng)前的發(fā)展情況，科學(xué)運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，如此既能夠為社會培養(yǎng)出所需的計算機人才還有滿足學(xué)生的基本學(xué)習(xí)需求，還能夠使得計算機實踐教學(xué)效率得到一定的提升。計算機老師致力于提高自己的專業(yè)素養(yǎng)，有效運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來組織進行比較多元化的計算機實踐教學(xué)活動，樹立科學(xué)合理的學(xué)習(xí)目標(biāo)，讓學(xué)生成為課堂教學(xué)的主體，發(fā)揮出學(xué)生計算機學(xué)習(xí)的主觀能動性，促使學(xué)生能夠在模擬訓(xùn)練環(huán)境中完成計算機知識和操作技能的學(xué)習(xí)掌握。

1虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)又稱為VR技術(shù)，利用這項技術(shù)就能產(chǎn)生一種具有真實感的三維虛擬場景，并且能在視覺、聽覺和觸覺方面做到逼真，只要使用者借助一定設(shè)備，便能產(chǎn)生“身臨其境”的感覺，并且還能跟虛擬情景中的事物進行互動，從而提升如同處在真實環(huán)境中的“沉浸感”。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)正是具備沉浸感、交互性以及想象力三大特征。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸感取決于用戶在虛擬環(huán)境中對真實度的感受，這要求環(huán)境中的虛擬物體必須給用戶帶來如同真實物品一般的幻覺。交互性則是指用戶可以在一定程度上操作虛擬環(huán)境中的物品并且得到較為自然的反饋，這通常需要借助數(shù)據(jù)手套或是頭盔顯示器。而想象力是指用戶在虛擬環(huán)境中需要運用自己的思維能力，根據(jù)虛擬環(huán)境中的信息來想象環(huán)境可能會發(fā)生的變化。[1]

2虛擬現(xiàn)實技術(shù)的類型

2.1桌面虛擬現(xiàn)實。桌面虛擬現(xiàn)實就是運用屏幕上所展現(xiàn)的虛擬平臺，把個人計算機一級比較小的工作站所要運用的圖像做相關(guān)的仿真再現(xiàn)操作，從而達到虛擬環(huán)境和用戶間良好互動的目的。參加者能夠運用桌面所存有的虛擬平臺來全方位的觀察虛擬狀態(tài)，然后運用輸入設(shè)備就能夠?qū)崟r操控虛擬對象。桌面虛擬現(xiàn)實技術(shù)所需投入的成本不太高，而且實用性非常強，但是在和用戶進行交流時，卻無法讓用戶全身心的投入到虛擬環(huán)境里面。

2.2沉浸式虛擬現(xiàn)實。沉浸式虛擬現(xiàn)實通常就是運用頭盔設(shè)備來達到目的的，這個方法能夠把用戶視覺、聽覺還有嗅覺感官全部布置于虛擬世界里面，讓用戶置身于當(dāng)中。還有就是，他能夠運用數(shù)據(jù)手套以及聲音跟蹤器等其他設(shè)備讓用戶具有一種身臨其境的感覺，體驗感更強。

2.3增強式虛擬現(xiàn)實。這個方法的虛擬現(xiàn)實就是把虛擬環(huán)境和現(xiàn)實世界充分地聯(lián)系在一起，以此來創(chuàng)造更為真實的虛擬環(huán)境。增強式之中的物體操作相對較簡單，可以使得模擬實驗所需投入的成本大幅度減少。還有就是，他能夠運用其它把虛擬和現(xiàn)實世界充分結(jié)合在一起，讓用戶的體驗感覺變得更為真實，同時用戶還可以體驗到在現(xiàn)實生活之中不能夠感受的實物以及能量。[2]

3虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用

3.1促使計算機抽象知識的形象化。計算機學(xué)科自身所具備有的實踐性以及邏輯性特點也比較強，老師若想使得學(xué)生對于計算機專業(yè)基礎(chǔ)知識的認識以及理解能力提高，培養(yǎng)學(xué)生良好的計算機實踐學(xué)習(xí)應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力，就應(yīng)該運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來設(shè)計并完成教學(xué)課件，讓其相關(guān)的知識點變得更為直觀且生動形象化，如此就能夠使得學(xué)生的理解能力得到提升。例如，當(dāng)計算機實踐教師在講解到《計算機組裝與維護》知識內(nèi)容時，該章節(jié)重點內(nèi)容是為了讓學(xué)生充分掌握了解到計算機內(nèi)部不同組件的實際結(jié)構(gòu)以及熟悉操作組裝計算機。教師為了突出重點，讓學(xué)生能夠?qū)Υ酥R點有個更加深入的理解，就應(yīng)該學(xué)會并合理運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來開展相關(guān)的教育教學(xué)，并結(jié)合比較吸引學(xué)生注意力的動畫圖像以及聲音，讓學(xué)生能夠更加深入的學(xué)習(xí)并理解教學(xué)內(nèi)容，從而激發(fā)其學(xué)習(xí)計算機的興趣，在一定程度上也能夠使得其實踐以及思維能力得到提高。[3]

3.2計算機專業(yè)實驗教學(xué)。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以搭建虛擬試驗系統(tǒng)，而在虛擬試驗系統(tǒng)中則能包含實驗的設(shè)備、器材、環(huán)境、對象，除此之外還具備導(dǎo)航、測試以及自評的功能。要搭建虛擬實驗室，既可以采用虛擬構(gòu)想，也可以參考現(xiàn)實中的實驗室。例如教師可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建一個網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，讓學(xué)生體驗如在現(xiàn)場的操作感受。在進行數(shù)字電路的實驗時，在設(shè)計電路時可以采用虛擬的電子元件，這樣便能省去購買電子器件的人力與財力。而在進行虛擬電子商務(wù)的實驗時，學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)就能身臨其境地體會到商務(wù)交易的氛圍，這樣便極大地提升了學(xué)生在參與交易時的沉浸感。除此之外學(xué)生在學(xué)習(xí)系統(tǒng)的安裝和調(diào)試時，也可以利用VMware創(chuàng)建出有虛擬CUP、硬盤、內(nèi)存等設(shè)備的虛擬機，這樣學(xué)生在虛擬機上進行操作就能杜絕對真實計算機的影響，并且由此提升學(xué)習(xí)效率。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)還能讓學(xué)生更便利地進行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或是電路的設(shè)計，以較低的成本進行各種學(xué)習(xí)探索，甚至設(shè)計出創(chuàng)新的設(shè)備和電路，這樣便能對學(xué)生創(chuàng)新思維和能力起到極大的提升作用。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行試驗，能在保障真實度的前提下節(jié)約時間和成本，并且可以安全地進行各種精密設(shè)備的仿真試驗，與此同時虛擬試驗還具備共享性以及易改變、易擴充性能讓學(xué)生進行試驗時更少地受到各種因素的制約，并且降低風(fēng)險，減少試驗投入，除此之外虛擬實驗室還能跟隨時代技術(shù)的發(fā)展不斷更新內(nèi)容。

3.3豐富計算機實踐教學(xué)形式。在進行計算機實踐教學(xué)過程中，老師需要充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，可以運用形式多樣的教學(xué)方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。計算機教師可以通過利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)有效豐富計算機教學(xué)形式，優(yōu)化設(shè)計出具有良好交互性、沉浸感的教學(xué)方案，確保能夠為學(xué)生營造出和諧愉悅的課堂學(xué)習(xí)氣氛，幫助學(xué)生在短時間內(nèi)理解掌握相關(guān)知識內(nèi)容。例如，老師在介紹并分析 “操作系統(tǒng)”相關(guān)的知識點時，要想讓學(xué)生能夠充分理解相關(guān)內(nèi)容，老師需要結(jié)合運用虛擬技術(shù)來制作教學(xué)課件，然后合理的運用，讓學(xué)生可以深入的對其進行理解。除此之外，教師還可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作各種課堂教學(xué)案例，貼近學(xué)生的實際生活，散發(fā)學(xué)生的思考思維，強化鍛煉學(xué)生對實際問題的解決能力。[4]

結(jié) 語

總而言之，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能有效地改變計算機專業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)中空洞地傳授抽象知識的部分，讓學(xué)生能有更多參與實踐、親身經(jīng)歷的機會，這樣對計算機專業(yè)學(xué)生而言是更有效率的教學(xué)手段。而充滿交互性的教學(xué)系統(tǒng)也能很好地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)便能極好地提升教學(xué)效果。因此值得教師結(jié)合實際情況，進一步發(fā)展該項技術(shù)在教學(xué)方面的應(yīng)用，讓計算機專業(yè)教育能夠達到新的高度。

參考文獻

[1] 賽煒.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].黑龍江科技信息，2017（11）：163.

[2] 徐新新.虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR在計算機教學(xué)中的應(yīng)用[J].信息與電腦（理論版），2016（21）：254-256.

[3] 王靜蕾.淺談虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機教學(xué)中的應(yīng)用[J].太原城市職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2014（10）：118-119.

[4] 成艷真.虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR在計算機類教學(xué)中的應(yīng)用[J].晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011，4（02）：21-23.