論虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機(jī)教學(xué)中的運用

黃麗娜

摘 ?要：虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為近年來比較熱門的技術(shù)類型，具有多感知性、交互性、沉浸性的特性，將其運用到高職計算機(jī)教學(xué)當(dāng)中，不僅可以節(jié)約計算機(jī)設(shè)備資源，拓展計算機(jī)教學(xué)形式，而且可以降低學(xué)生計算機(jī)學(xué)習(xí)難度，提高學(xué)生計算機(jī)學(xué)習(xí)效率。因此，在高職計算機(jī)教學(xué)中，教師必須對虛擬現(xiàn)實技術(shù)加強(qiáng)重視，采取行之有效的舉措，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)合理地運用到課程教學(xué)、實驗教學(xué)、課件設(shè)計、資源建設(shè)等諸多環(huán)節(jié)，以此來切實提高計算機(jī)整體教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)教學(xué);虛擬現(xiàn)實技術(shù);運用分析

引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)就是利用計算機(jī)對數(shù)據(jù)的處理及傳感器數(shù)據(jù)采集、傳遞 達(dá)到虛擬現(xiàn)實效果的。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以為學(xué)生提供一個生動的虛擬學(xué)習(xí) 環(huán)境，在廣泛的學(xué)科領(lǐng)域提供無限的虛擬體驗，我們相信虛擬現(xiàn)實技術(shù)以 其自身的優(yōu)勢和強(qiáng)大的教學(xué)潛力，將越來越受到教育工作者的重視，最終 可以在計算機(jī)基礎(chǔ)教育領(lǐng)域發(fā)揮非常重要的作用。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的含義

目前，科研人員正在研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)（ VR ）在各種工業(yè)領(lǐng)域中的實際 應(yīng)用。利用三維計算機(jī)圖形、交互式設(shè)備和高分辨率顯示器，可以模擬一個 虛擬世界。在這個虛擬世界中，可以像在物理世界中一樣拾取虛擬對象。利 用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以開發(fā)高校計算機(jī)教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)。本文介紹了虛擬現(xiàn)實 應(yīng)用系統(tǒng)，其中包括虛擬現(xiàn)實技術(shù)的放松/刷新系統(tǒng)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的模擬 器、虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持的設(shè)計系統(tǒng)和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。在教育方面，可以合理 地期望工程學(xué)院不斷更新專業(yè)中經(jīng)常使用的計算資源，必須將這些技術(shù)引入 學(xué)生的培訓(xùn)中，從而使他們適應(yīng)這些學(xué)科的課程學(xué)習(xí)。三維幾何模型所允許 的交互作用可以消除學(xué)習(xí)者對傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)的消極態(tài)度。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教 育領(lǐng)域的應(yīng)用，為高校計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)提供了新的視角。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機(jī)教學(xué)中的優(yōu)勢

2.1  激發(fā)學(xué)生對計算機(jī)的學(xué)習(xí)興趣

計算機(jī)是一門實踐性較強(qiáng)的學(xué)科，僅僅通過書本上的理論知識的講解 不僅難以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還無法提升計算機(jī)教學(xué)效果。將虛擬現(xiàn)實 技術(shù)充分融入計算機(jī)教學(xué)中，幫助學(xué)生打造逼真生動的學(xué)習(xí)與實訓(xùn)環(huán)境， ?使學(xué)生通過真實的感受來提升理論水平與操作技能。相對于被動性灌輸， ?通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來進(jìn)行自主學(xué)習(xí)更容易讓學(xué)生接受，它為學(xué)生提供自由 發(fā)揮的學(xué)習(xí)空間，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學(xué)生將自己所學(xué)的計算機(jī)知識進(jìn)行 各種嘗試，從而可以掌握更多的計算機(jī)操作技術(shù)。

2.2 ?增強(qiáng)計算機(jī)教學(xué)效率

傳統(tǒng)的計算機(jī)教學(xué)主要以書本、教師以及課堂為中心，難以激發(fā)學(xué)生 ? 自身對于計算機(jī)學(xué)習(xí)的熱情，但在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的促進(jìn)下，教師可將傳統(tǒng) ? 的計算機(jī)教學(xué)模式轉(zhuǎn)變成新型的計算機(jī)教學(xué)模式，打造一個“VR+教學(xué)” 課堂，充分發(fā)揮現(xiàn)代化信息技術(shù)的作用，廣泛應(yīng)用包括多媒體設(shè)備、平板 ? 電腦以及智能手機(jī)在內(nèi)的最新科技產(chǎn)品，使計算機(jī)教學(xué)具有質(zhì)的飛躍。 ? 同時，教師還可以將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與學(xué)習(xí)通、微信以及QQ等移動App進(jìn)行 ? 有效融合，使計算機(jī)課程的授課方式更加多元化[1] ，可以根據(jù)學(xué)生的實際 ? 情況來選擇對應(yīng)的授課方式。教師利用基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)建設(shè)的計算機(jī)課 ? 堂，并通過小組合作以及自主探究等方式來提高計算機(jī)教學(xué)效率。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機(jī)教學(xué)中的具體運用

3.1 ?在基礎(chǔ)計算機(jī)課堂教學(xué)中的應(yīng)用

教學(xué)效果的提高在很大程度上取決于教學(xué)理念和教學(xué)方法的改進(jìn)。例 如計算機(jī)基礎(chǔ)課，我們研究在三維對象數(shù)據(jù)庫（以VRML表示）中搜索與 給定對象相似的對象問題。可以介紹一種迭代和交互的算法，而不是僅僅 基于幾何特征的相似性。我們建議讓學(xué)生通過將當(dāng)前搜索的一些結(jié)果標(biāo)記 為“相關(guān)”或“不相關(guān)”來影響未來的搜索結(jié)果，從而表明個人偏好。提 出了一種新的基于支持向量機(jī)（SVM ）的方法來適應(yīng)與這些標(biāo)記一致的距 離測量值，從而使“相關(guān)”對象更近，并使“無關(guān)”對象更遠(yuǎn)[2]。結(jié)果表 明，在實踐中，系統(tǒng)只需要很少的迭代就可以很好地集中在用戶的“想 法”上。虛擬現(xiàn)實建模語言（VRML ）正迅速成為在因特網(wǎng)上傳輸三維 （3-D ）虛擬世界的標(biāo)準(zhǔn)文件格式。

3.2 ?集中整合計算機(jī)教學(xué)資源

互聯(lián)網(wǎng)時代為計算機(jī)教學(xué)提供了大量資源。但要想真正開發(fā)海量的計 算機(jī)教學(xué)資源，就必須將網(wǎng)絡(luò)平臺中的計算機(jī)教學(xué)資源進(jìn)行整合，深挖不 同類型的計算機(jī)教學(xué)資源優(yōu)勢，從而為學(xué)生提供實用性及操作性強(qiáng)的計算 機(jī)學(xué)習(xí)內(nèi)容。因此，教師可利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)將計算機(jī)教學(xué)資源進(jìn)行有效 整合，包括課件資源、微課資源以及動畫資源等，可有效突出各類計算機(jī) 教學(xué)資源的獨有特色，并突破計算機(jī)教學(xué)時間以及空間的限制，能夠隨時 隨地對學(xué)生進(jìn)行一對一的互動教學(xué)演練，以此彌補(bǔ)傳統(tǒng)模式下計算機(jī)教學(xué) 的不足之處。同時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還能夠有效促進(jìn)學(xué)校信息化的發(fā)展[3]， 并推動學(xué)校加快虛擬課堂以及虛擬實驗室的建設(shè)步伐，這不僅有利于收集 更多的計算機(jī)教學(xué)資源，還有利于促進(jìn)智慧校園的實現(xiàn)。

3.3 ?在基礎(chǔ)計算機(jī)實驗教學(xué)中的應(yīng)用

計算機(jī)基礎(chǔ)課程是一門實踐性課程，硬件資源有限。目前，各種硬件 實驗教學(xué)系統(tǒng)課程的開設(shè)，特別是實驗中心的開設(shè)，使得學(xué)生人數(shù)增加， ?硬件設(shè)備不能滿足學(xué)生的需要。同時，隨著設(shè)備的長期運行，也有可能增 加設(shè)備維護(hù)的頻率，這些都對教學(xué)資源造成了負(fù)擔(dān)。在如此強(qiáng)烈的需求 下，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建設(shè)虛擬實驗教學(xué)中心可以減少資金投入，利用仿 真軟件可以大幅度降低實驗硬件的損耗，提高虛擬實驗教學(xué)中心的利用 率。與傳統(tǒng)的實驗教學(xué)相比，在基礎(chǔ)計算機(jī)實驗教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù) 具有強(qiáng)大的虛擬實驗操作能力、安全性，有助于提高學(xué)生的設(shè)計能力和實 驗?zāi)芰4]。在虛擬環(huán)境中，學(xué)生能夠獨立操作，積極探索思維，有更多的 實驗技巧，可以輕松完成現(xiàn)實生活中無法完成的實驗。

3.4 ?將理論知識與實踐操作進(jìn)行有機(jī)結(jié)合

眾所周知，計算機(jī)課程有著較高的實踐要求，教師僅僅依靠課本講解 還難以幫助學(xué)生理解較為晦澀的理論知識，學(xué)生需要耗費大量時間以及精 力才能真正學(xué)會應(yīng)用相關(guān)的計算機(jī)技術(shù)，但在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的輔助下，教 師可將課本內(nèi)容更加直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生。例如，在講解“網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò) 連接”相關(guān)知識時，由于涉及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及檢測儀器設(shè)備等相關(guān) 內(nèi)容，學(xué)生沒有接觸過相關(guān)專業(yè)名詞，難以對課本內(nèi)容去深刻理解。

4 結(jié)束語

綜上所述，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是近年來比較熱門的技術(shù)類型，將其運用到 高職計算機(jī)教學(xué)當(dāng)中，可以營造真實、形象的教學(xué)環(huán)境，幫助學(xué)生對教學(xué) 內(nèi)容加深理解，提高學(xué)習(xí)主動性。與此同時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，也方 便了教師備課，不僅可以拓展課程資源，而且可以豐富教學(xué)形式，而這對 于教學(xué)質(zhì)量的提升是大有裨益的。因此，在當(dāng)前背景下，對如何在高職計 算機(jī)教學(xué)中運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展開探討，具有極為重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]莫雪蓮.淺談虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中職計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用的必要性[J].科學(xué)咨詢，2020，（15）：84.

[2]莫瑋娟，汪澤平.虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用在計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中的必要性[J].信息與電腦，2019，31（21）：241-242.

[3]都立君.淺談虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中職計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)教學(xué)中的必要性[J].魅力中國，2020，（11）：251-252.

[4]馬基英.論虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機(jī)教學(xué)中的運用[J].電腦與信息技術(shù)，2020，28（03）：91-94.

[5]田海峰.淺談虛擬現(xiàn)實技術(shù)在中職計算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中應(yīng)用[J].數(shù)碼世界，2020，（7）：197.

[6]夏燕.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].天津市教科院學(xué)報，2018，（06）：76-78.