虛擬現實技術在中職課程《計算機組裝與維護》教學中的應用

張文彬

一、虛擬現實（VR）技術概述

虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，是一種多源信息融合、交互式的三維動態視景和實體行為的系統仿真，使用戶沉浸到該環境中。

VR 技術有三大特點：沉浸性、交互性和構想性。沉浸性，指在虛擬現實系統提供的虛擬環境中，讓體驗者有“看得見、聽得到、摸得著、聞得出”的真實感受；交互性，指體驗者用在日常生活中的方式與虛擬場景中的人或物進行各種交流，產生真實的互動體會；構想性，指體驗者能在虛擬的環境中獲取新的知識和經驗，形成感性或理性的認識，從而產生新的思想和行動，有效提高思考和行動能力。

近幾年，科學技術飛速發展，虛擬現實在教育特別是職業教育中得到飛躍式發展，它營造了“自主學習”的環境，由傳統的“以教促學”的學習方式代之為學習者通過自身與信息環境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式。因此，把 VR 技術引入課堂教學是未來課堂的大勢所趨。

二、中職課程《計算機組裝與維護》的教學現狀

（1）實訓設施設備陳舊，硬件更新換代慢。由于教育資源、教學經費的短缺，造成實訓設備難以更新或者更新速度比較慢。目前許多中職學校為了保證資源利用率及降低硬件損壞率，提供給學生進行拆裝的設備基本上是淘汰甚至報廢了的計

算機。

（2）操作容易失誤，導致軟硬件損壞。由于個體學習理解的差異，學生在實訓過程中難免會操作失誤，導致軟硬件設施的損壞，造成不必要的損失，增加實訓費用的開支。

（3）傳統教學方法效率低，影響學習效果。傳統的課堂教學方法基本上以教師講授為主，學生被動地接受，缺乏師生、生生之間的互動，學生往往很難對教學內容理解得透徹。另一方面，一些帶有破壞性的實踐操作，教師只能以文字描述，無法操作演示，更不可能讓學生參與操作，不能很好地發揮學生的創造性思維。

（4）缺少有效的信息化手段，實用的教學資源匱乏。目前該門課程教學手段比較單一，沒有很好地利用多媒體硬件設備和網絡技術將教學資源、錄播系統、虛擬仿真等信息化手段與教學有機結合。同時，教學資源也比較缺乏，很多老師只會簡單地把圖片和文字放在一起做成課件，沒有互動，學生不感興趣。

三、VR技術在《計算機組裝與維護》教學實訓中的應用

《計算機組裝與維護》課程教學現狀要想得到改變，關鍵在于轉變傳統的教育觀念，借助新技術改革，開創新的教育教學環境。虛擬仿真技術能創建與真實計算機操作相同的環境，學生可以真實模擬各種計算機操作而不必擔心會對計算機造成損壞，從而讓學生放手操作，解決學生在學習過程中的困擾。因此，將虛擬現實技術應用于《計算機組裝與維護》課程實踐中，讓師生有一個全新體驗，對于提高學生實踐動手能力、增強教學效果具有重要的現實意義。

（1）輔助課堂教學，讓學生身臨其境

《計算機組裝與維護》課程的教學具有很強的實踐性，僅僅依靠課堂上教師師的知識講解是很難理解的，學生往往需要花費大量的時間把書本上的內容轉換成實際的計算機操作，在這個過程中，很多學生會覺得書本知識太過于枯燥，難以理解而導致實際動手操作時困難重重，但是如果把虛擬現實技術引入到課堂教學中就可以很好地解決這一難題。

例如，學生在學習計算機的結構和組裝時，需要掌握電腦的組成部分有哪些，如何將它們組裝在一起，組裝的順序是怎樣的，雖然教材上有圖文并茂的詳細描述，但只是依靠書本上的圖片和文字很難讓學生直觀地了解計算機各部件之間的關系，學生只能靠自己的想象，理解起來有偏差是不可避免的。一種比較傳統的方法就是教師在講臺上把計算機拆給學生看，然后拿著每一部件一一進行講解，顯然這種教學方法會比書本上描述得更直觀，讓學生更加容易接受，但是也有它的局限性，老師在臺上演示時后面的學生很難看清楚，同時也不能滿足所有學生都能到臺上去操作。為了解決這個問題，可以虛實結合，老師在示范電腦拆裝的同時，利用 VR 技術，把虛擬的計算機實物完整地展現在學生的面前，學生可以在虛擬的環境中看清楚每一個部件的形狀、大小和位置，使學生產生一種身臨其境的感覺，給學生更好的真實體驗。

（2）輔助實訓教學，虛實結合提高學生動手能力

虛擬現實技術可以創造出虛擬的機房實驗系統，生成適用于本課程的計算機硬件設備、實訓環境、實訓對象以及各種實訓資源信息等。這樣，不僅可以節約大量的設備費用與資源消耗，而且能夠讓學生學到最新的硬件知識。

例如，在系統安裝與調試的實訓教學課上，運用 VR 技術，可以創建一個虛擬的計算機，這種虛擬計算機有自己的主板、CPU、儲存器、機箱和顯示器等部件，可以安裝不同類型的操作系統。在進行計算機操作系統的安裝與調試的實驗中，可以用虛擬計算機代替真機操作，避免使用真機反復進行實訓時對系統產生影響。

同時，利用虛擬現實技術創造的虛擬機房與設備，可以對不可拆卸的原器件進行實驗，觀察不可見的內部結構，讓學生獲得更直觀的感受和真實的體驗，學生也能更加深入地了解計算機。當然，只是依靠虛擬實訓教學是不夠的，學到的知識一定要運用于實踐中，因此在實訓教學過程中，教師應結合實際情況，合理分配教學內容，有目的地安排一些實際動手實驗，做到“虛實結合”，使學生能及時發現自己的問題，對知識有更深入的了解，提高教學效果。

（3）輔助課件制作，增加學習趣味

在課堂教學中，使用課件進行計算機教學是最常用也是最有效的教學方式，然而如果用虛擬現實技術來制作課件，將能更好地把教學中用到的各種元素有機結合在一起。學生在課程的學習過程中，往往會覺得大量的文字描述很枯燥，對一些生動的圖片和動畫會產生濃厚的興趣，這也是人在記憶東西時的一種趨勢，人們在認識和記憶一個新事物時，首先記住的一定是圖像，它會最直觀地呈現在人的大腦之中，而且記憶持續的時間也會更久。利用這一點，教師在利用虛擬現實語言制作課件的時候，就可以把課件里的文字、圖片和動畫等多媒體元素做成三維交互的形式，讓課件“動”起來，甚至可以跟學生進行互動。這樣，學生在學習課件的過程中，通過與課件內容的交互，讓學生自然、仔細地觀察或操作學習對象，從而加深他們對事物或學習對象的理解和認識，也增加了學習的趣味性。

四、結論

總而言之，虛擬現實技術在《計算機組裝與維護》教學中的應用，可以營造一個更加形象、真實的教學環境，為學生帶來更逼真的感受，繼而使學生學習的積極性得到提高，并完成學生實踐操作能力的培養。同時，也方便了教師備課的需要，提高了教學質量，解決了傳統教學中無法解決的問題。因此，隨著虛擬現實技術的發展，必將成為未來計算機教學的一種新趨勢。

責任編輯朱守鋰