關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在VR在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

吳永春

（云南長(zhǎng)河科技有限公司 云南 昆明 650000）

1 引言

最近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，民眾獲取信息量的途徑和條件也在逐漸增多。學(xué)校的教育，尤其是當(dāng)代大學(xué)的教育非常重視迅速傳遞信息的方法。現(xiàn)如今，學(xué)校教育方式正在走向開(kāi)明與寬松，在教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)一定會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)獲得廣泛的應(yīng)用與推廣。

2 計(jì)算機(jī)課程教學(xué)具體情況

2.1 計(jì)算機(jī)課程教學(xué)特性

全球都在推行信息化技術(shù)，計(jì)算機(jī)方面的專(zhuān)業(yè)技能也就隨之變得搶手了起來(lái)，計(jì)算機(jī)方面的課程也變?yōu)榱酥攸c(diǎn)課程。經(jīng)過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)課程內(nèi)容的深入挖掘之后，筆者認(rèn)為計(jì)算機(jī)教學(xué)存在下面幾種特點(diǎn)：（1）計(jì)算機(jī)課程內(nèi)容需要隨時(shí)地進(jìn)行變化。隨著科技水平的進(jìn)步，課程的內(nèi)容需要一直更新。（2）計(jì)算機(jī)課程屬于一種工具，需要將理論與實(shí)踐相結(jié)合。（3）計(jì)算機(jī)課程具有很高的需求量，可以在許多領(lǐng)域里進(jìn)行有效的應(yīng)用。因此，計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)既要與時(shí)俱進(jìn)，還要科學(xué)合理的選擇教學(xué)模式。

2.2 計(jì)算機(jī)課程教學(xué)存在的缺陷

在最初學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程時(shí)，相當(dāng)多的學(xué)生對(duì)于這門(mén)學(xué)問(wèn)是盲目的，認(rèn)為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)是非常難的一件事。這是由于在以往的學(xué)習(xí)中，他們沒(méi)有進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。而且學(xué)生來(lái)自五湖四海，教育水平不盡相同，使得教師在教學(xué)時(shí)非常不容易確定課程的教學(xué)方式。

不僅如此，計(jì)算機(jī)教學(xué)相當(dāng)?shù)贸橄螅碚撝R(shí)與實(shí)踐操作具有比較大的差別，使得相當(dāng)多的學(xué)生難以掌握學(xué)習(xí)的內(nèi)容，或是掌握了理論知識(shí)卻不懂得如何進(jìn)行實(shí)踐操作。在以前進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師可以利用軟件模擬或是在計(jì)算機(jī)上直接進(jìn)行操作，讓學(xué)生能夠直觀地掌握所學(xué)知識(shí)。可是這部分知識(shí)比較零碎，而且沒(méi)有進(jìn)行實(shí)踐操作，也會(huì)導(dǎo)致在理解時(shí)出現(xiàn)疏漏，這都是由于缺乏實(shí)踐操作而引發(fā)的結(jié)果。

3 在計(jì)算機(jī)教學(xué)中結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

3.1 輔助計(jì)算機(jī)課程教學(xué)

計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)需要大量的實(shí)際操作，因此，如果要把書(shū)本上的內(nèi)容應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中還是相當(dāng)困難的。在實(shí)際操作的時(shí)候，相當(dāng)多的學(xué)生都會(huì)因?yàn)槿狈?shí)踐的經(jīng)驗(yàn)而導(dǎo)致操作無(wú)法進(jìn)行下去。可如果是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入課程的教學(xué)中，就能夠有效地處理此難題。比如，在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的構(gòu)成及安裝方面的課程時(shí)，學(xué)生應(yīng)該仔細(xì)地了解計(jì)算機(jī)是由什么組成的，它們是如何安裝在一起的，遵循著什么樣的順序。盡管教材上具有非常詳細(xì)地講解，可是光憑借文字和圖片還是難以讓學(xué)生確切地了解計(jì)算機(jī)各部件存在的聯(lián)系。學(xué)生只好自己琢磨，這就導(dǎo)致學(xué)生的理解有可能具有偏差。以往的解決辦法就是將學(xué)生們帶去機(jī)房，教師拆解計(jì)算機(jī)，讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)，之后將所有的部件進(jìn)行講解。雖然此種教學(xué)方法可以讓學(xué)生們有更直觀地了解，且便于掌握，可是教師的能力有限，他無(wú)法照顧到所有的學(xué)生。如今學(xué)生的思維還比較個(gè)性化，他們對(duì)于新鮮事物都具有自身的一套理解方式，教師能做的只有確定方向，可是思維方式必然不統(tǒng)一，不是所有學(xué)生都可以接受此種教學(xué)方式。因此，就需要用到VR技術(shù)，它能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)實(shí)物全方位地反映在學(xué)生的面前。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，學(xué)生能夠在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作，搞清楚所有部件的形狀、大小和位置，運(yùn)用自身的理解來(lái)實(shí)行拆裝。又比，在進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的講解過(guò)程中，常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想相當(dāng)?shù)贸橄蟆Ｔ诮虒W(xué)與演示時(shí)都不容易讓學(xué)生掌握，這也是計(jì)算機(jī)課程教學(xué)里較為困難的一點(diǎn)。這個(gè)時(shí)候，也可以通過(guò)使用VR技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理，把抽象的算法過(guò)程直接地表現(xiàn)給學(xué)生，便于學(xué)生的理解與掌握。如遞歸算法屬于學(xué)生難以掌握的知識(shí)，它主要依賴(lài)于堆棧實(shí)行計(jì)算，而學(xué)生通常不容易掌握堆棧的內(nèi)容，導(dǎo)致實(shí)踐操作不順利。但用了VR技術(shù)之后，就能夠把堆棧內(nèi)部變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程直觀地體現(xiàn)在學(xué)生面前，學(xué)生能夠有效地掌握此項(xiàng)內(nèi)容。另外，還能夠使用VR技術(shù)來(lái)解樹(shù)和圖的遍歷，樹(shù)和圖的遍歷同樣是相當(dāng)抽象的算法，也屬于計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的困難所在，學(xué)生通常無(wú)法順利地寫(xiě)出遍歷的順序，理解上存在著偏差。可是使用了VR技術(shù)之后，就能夠從可視化的角度直觀地表現(xiàn)出遍歷的順序，學(xué)生能夠直接地理解遍歷的順序是如何構(gòu)建的。這么做既可以便于學(xué)生的掌握，也能夠便于教師的教學(xué)。學(xué)生在虛擬環(huán)境中能夠獲得非常好的交互性和沉浸感，讓學(xué)生能夠有效地學(xué)習(xí)知識(shí)。

3.2 輔助計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)

模擬狀態(tài)的機(jī)房實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)進(jìn)行打造，一些實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象等實(shí)驗(yàn)資源都可以虛擬出來(lái)。機(jī)房的整體狀態(tài)可以全方位地通過(guò)虛擬機(jī)房進(jìn)行還原。這樣的做法對(duì)于許多設(shè)備的花費(fèi)與資源消耗來(lái)說(shuō)都是一種節(jié)省，還可以更加直觀和便捷地讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)。

機(jī)房與設(shè)備通過(guò)VR技術(shù)來(lái)進(jìn)行虛擬的打造，可以獲得一些非常直觀的感受與真實(shí)的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的對(duì)象也可以涉及到一些不可拆卸的元器件，也可以剖析一些不可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)原理。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，他們可以更加深入地熟知計(jì)算機(jī)的相關(guān)知識(shí)。在經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)看，在計(jì)算機(jī)教學(xué)中，設(shè)備的成本也可以在很大程度上借助于VR技術(shù)來(lái)得到節(jié)約，而且維修的花費(fèi)也得到了避免。除此之外，VR技術(shù)在更新教學(xué)內(nèi)容與安全性的操作上都有其他技術(shù)所不具備的明顯優(yōu)勢(shì)。但是我們也應(yīng)該看到，教學(xué)的實(shí)現(xiàn)如果只是依靠虛擬的實(shí)驗(yàn)手段也一樣達(dá)不到最好的效果，一定要將理論與實(shí)踐相結(jié)合。教師要在具體實(shí)際的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中做到“虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)方式，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)的分配，針對(duì)一些實(shí)驗(yàn)來(lái)具體的安排上機(jī)操作。這么做的目的不僅可以讓學(xué)生即使發(fā)現(xiàn)自己存在的問(wèn)題，更對(duì)知識(shí)體系有了更好的掌握，強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)效果。

4 結(jié)語(yǔ)

在未來(lái)計(jì)算機(jī)的教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)產(chǎn)生非常大的影響，在計(jì)算機(jī)教學(xué)中運(yùn)用VR技術(shù)，能夠打造一個(gè)更為具體、真實(shí)的教學(xué)環(huán)境。它不僅可以幫助學(xué)生有效地學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性，也便于教師備課，提升了教學(xué)質(zhì)量，解決了以往教學(xué)難以處理的狀況。伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速進(jìn)步，VR技術(shù)存在非常廣的應(yīng)用前景，也一定會(huì)成為未來(lái)計(jì)算機(jī)教學(xué)的趨勢(shì).

[1]成艷真.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR在計(jì)算機(jī)類(lèi)教學(xué)中的應(yīng)用[J].晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，4（2）：21-23.

[2]王宇飛.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J].教學(xué)與管理，2005（3）：88-89.