虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校計算機教學(xué)中的應(yīng)用研究

連婷 河北工程技術(shù)學(xué)院

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，社會對計算機人才的需求不斷加大，高校的計算機專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量逐漸受到社會各界的關(guān)注。高校對于計算機人才的培養(yǎng)逐漸走向開放和寬松，當(dāng)前虛擬現(xiàn)實技術(shù)逐漸在高校計算機教學(xué)中得到廣泛的引用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)很好的在人們的生活領(lǐng)域得到實施，在教育領(lǐng)域，可以為高校教學(xué)帶來新的教學(xué)模式，可以緩解計算機專業(yè)設(shè)備不足的問題，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)的內(nèi)涵

虛擬現(xiàn)實技術(shù)出現(xiàn)在上世紀60年代，由于計算機技術(shù)的局限性，虛擬現(xiàn)實技術(shù)沒有得到很好的發(fā)展。到了20世紀80年代，虛擬現(xiàn)實技術(shù)才逐漸走進人們的視野，在電子科學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡稱VR，即通過計算機的圖形環(huán)境和電子技術(shù)的外設(shè)，利用計算機圖形學(xué)、人工智能、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)等產(chǎn)生視、聽、觸等方面的三維感覺環(huán)境。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)有以下幾個特點：

（1）沉浸性。人們在感應(yīng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)時，可以帶上頭盔顯示器或者專業(yè)眼睛等，使自己置身于虛擬的環(huán)境中，有身臨其境的感覺。

（2）交互性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以實現(xiàn)人機交互，使用者不僅可以通過鍵盤和鼠標(biāo)實現(xiàn)交互，還可以通過頭盔、數(shù)據(jù)手套等實現(xiàn)人機交互。計算機可以通過使用者感官的變化來隨時調(diào)整圖像和聲音，以實現(xiàn)自然的交互。

（3）多感知性。由于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應(yīng)裝置，因此，使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，從而達到身臨其境的感受。

2. 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校計算機教學(xué)中的應(yīng)用研究

2.1 虛擬的設(shè)備。

在高校的計算機教學(xué)中會涉及到多種設(shè)備的相關(guān)學(xué)習(xí)，但是受到當(dāng)前的教學(xué)能力，很多設(shè)備都無法普及到每位學(xué)生身上進行一對一的操作學(xué)習(xí)，是得教學(xué)效果大大降低。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以很大程度上改善這個缺陷，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)在逼真的虛擬環(huán)境中進行設(shè)備的操作練習(xí)，可以減少現(xiàn)實中設(shè)備的損耗，練習(xí)的人數(shù)和時間也有了很大程度的擴展。

2.2 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行理論學(xué)習(xí)。

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以把生活中不能觀察到的事物變化過程或者自然現(xiàn)象加以逼真的實現(xiàn)，為學(xué)生提供生動的學(xué)習(xí)材料，另一方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以根據(jù)學(xué)生的要求實現(xiàn)實時的交互學(xué)習(xí)，由被動式的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動式的學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以讓學(xué)生感受到現(xiàn)實生活中的瞬變性和微觀性，提高這類特殊知識的可接受性。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)的交互性，學(xué)生可以自主的對理論知識進行學(xué)習(xí)，能夠使學(xué)生積極的參與到學(xué)習(xí)中去，成為學(xué)習(xí)過程中的主體，同時可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性和空間想象力。

2.3 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行探究性學(xué)習(xí)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所提的各種假設(shè)進行模擬，通過虛擬系統(tǒng)可以直觀的觀察到這一假設(shè)所產(chǎn)生的結(jié)果或效果，可以解決當(dāng)前計算機類課程中取材難、實施難的問題。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以配以學(xué)生的創(chuàng)新能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

2.4 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行實驗。

在現(xiàn)實生活中的一些有危險性、時間較長的實驗，都可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來實現(xiàn)。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以建立各種逼真的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室，學(xué)生的各種感覺與虛擬的學(xué)習(xí)情境相互聯(lián)系并交互作用，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果。

2.5 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行技能訓(xùn)練。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的可交互性可以使學(xué)生全身心的投入到該學(xué)習(xí)環(huán)境中去，有利于學(xué)生達到動作技能類的教學(xué)目標(biāo)。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以做多樣性的技能訓(xùn)練，由于虛擬的訓(xùn)練環(huán)境既與現(xiàn)實條件相符又無任何危險，學(xué)生可以不厭其煩地反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止。

2.6 利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。

隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展，借助于網(wǎng)路的虛擬化進行輔助教學(xué)，將是未來教育占據(jù)主導(dǎo)地位的一種全新的教學(xué)方法和方式。計算機教學(xué)的內(nèi)容特別是實踐教學(xué)因場所等限制不是每時每刻都是進行，有空間和實踐等因素的限制。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以打破時空的限制，可以為學(xué)生實現(xiàn)特定的環(huán)境，把虛擬現(xiàn)實技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，進行智能型、交互式的教學(xué)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸逼真的教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境。

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