淺談VR技術在高中信息技術教學中的應用

張強

[摘? ? 要]近年來，VR技術不斷發展，已經成為信息技術領域的熱門技術，且被廣泛應用于平時的生活，更為教師提供了新穎的教學方式。在高中信息技術教學中，教師可以利用VR技術進行課程教學、實驗教學，制作教學課件，從而提高教學效果。

[關鍵詞]虛擬現實技術;VR;信息技術;高中;教學

[中圖分類號]? ? G633.67? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2019）18-0019-02

隨著現代信息技術的不斷發展和廣泛應用，社會對學生信息技術素養的要求不斷提高，因而信息技術學科在高中教學體系中的地位越來越重要，高中信息技術學科教學也受到越來越多的關注。高中信息技術教師要及時轉變教學觀念，緊緊跟隨新課改的步伐，采取更加高效的教學方式開展教學。VR技術的應用有力推動了高中信息技術教學改革，突破了傳統信息技術教學模式的局限，有助于提高高中信息技術教學的實效性。

一、利用VR技術進行課程教學

高中信息技術課程教學的實踐性很強，要想讓學生真正理解課本知識，靈活運用課本知識，需要教師帶領學生進行大量的實踐操作練習。而在實踐練習過程中，很多學生由于實踐經驗不足，導致操作難以開展，這時教師如果可以合理運用VR技術，就可以有效解決這個問題。

例如，在教學計算機的結構與組裝方面的課程時，教師需要讓學生詳細了解計算機的構成、組裝方式，以及按照什么順序組裝。雖然課本上對此已經給出了具體的講解，但是只靠圖文學生還是很難全面深入地掌握計算機各個構成部件之間的關系和組裝順序，他們只能自己胡亂琢磨，稍有不慎就會出現理解偏差。在傳統的教學模式中，教師往往會帶領學生來到計算機教室，為他們演示計算機的拆解，講解計算機結構部件。這樣的教學方式可以直觀地呈現計算機結構，學生容易掌握，但在學生學習的過程中教師很難兼顧到每一個學生，學生對于計算機結構和組裝的理解難免會出現偏差，不是每一個學生都可以接受這種教學模式。這時，教師需要合理運用VR技術更加全面直觀地呈現計算機的結構。學生可以在虛擬仿真的環境中動手組裝計算機，在模擬拆裝的過程中深入了解計算機各個結構部件的位置、組裝順序、形狀等。

又如，在教學數據結構的相關內容時，教師應該考慮到數據結構算法抽象性很強，傳統的教學方式很難直觀地演示數據結構算法，導致學生理解起來難度很大。這時教師可以合理運用VR技術直觀地呈現算法過程。如，很多學生不理解遞歸算法，該算法依賴堆棧進行計算，但是只靠圖文學生很難真正了解計算機堆棧的過程，從而影響到學生對遞歸算法的理解和掌握。合理運用VR技術就可以直觀地呈現計算機堆棧的動態變化過程。這樣一來，學生就可以更好地理解和掌握遞歸算法。除此以外，高中信息技術教師還可以利用VR技術解析樹和圖的遍歷。樹和圖的遍歷也是抽象性非常強的算法，是高中信息技術的學習難點之一。很多學生不能準確地寫出遍歷順序，在理解方面也存在一定偏差。教師合理利用VR技術可以將遍歷順序直觀地呈現出來，幫助學生真正理解遍歷順序的建立過程，這樣既有助于學生掌握算法，也方便教師的教學，同時在交互性、沉浸感很強的VR情境中，學生可以更加高效地開展學習。

二、利用VR技術進行實驗教學

在高中信息技術教學中，利用VR技術可以構建一個虛擬現實的計算機實驗系統，該系統可以模擬真實的機房環境、實驗儀器、實驗對象，進行虛擬仿真實驗。虛擬計算機房既可以模擬一個真實的機房環境，也可以結合具體的教學內容還原出特定的機房。這樣一來不但能夠大大節省教學時間和教學資源，也方便學生隨時開展實驗。

以數字電路的實驗教學為例，教師可以借助VR技術構建一個虛擬仿真的電子元器件，組織學生開展電路設計實驗。在虛擬仿真實驗中，學生設計錯誤可以馬上重新實驗，不會像傳統實驗教學那樣浪費教學資源，同時能有效避免電子元器件實體存在故障造成的實驗失敗。合理利用VR技術構建的虛擬計算機和真實的計算機結構是完全相同的，虛擬的計算機也具有電源、機箱、CPU、主板、儲存器等組件，它們也可以使用各種操作系統，如Windows、Linux、DOS等。因此，在組織學生開展電腦操作系統安裝調試的實驗時，教師可以利用VR技術構建一個虛擬的計算機，用于代替真機操作。在傳統的實驗過程中，學生需要用真實的計算機開展實驗，學生的操作必然會對計算機系統造成一些影響，很可能會導致系統崩潰，這時必須花費較多時間重裝系統才能繼續實驗。而基于VR技術構建的虛擬計算機操作系統出現問題時可以在極短時間內一鍵還原。

又如，在組織學生開展計算機網絡設計實驗時，考慮到計算機網絡結構抽象性很強，很多學生難以正確構建計算機網絡，這時教師可以運用VR技術創設逼真的網絡環境，讓學生在這個網絡環境中嘗試設計和構建計算機網絡，即便設計錯誤也可以很方便地重新再來。

可見，合理運用VR技術搭建的虛擬計算機房和實驗設備可以讓學生更加直觀地認知知識，方便針對難以拆卸或不能拆卸的計算機電子元器件開展各種實驗，幫助學生深入剖析計算機結構，掌握計算機原理。而且從成本角度來看，合理利用VR技術進行高中信息技術實驗教學可以有效節約成本，省去設備維護費用;從安全角度考慮，合理利用VR技術可以有效避免學生在實驗過程中出現各種安全問題。當然，高中信息技術教師必須認識到不能完全依賴VR技術開展實驗教學，應該做到“虛實結合”，根據教學內容合理安排實驗環節，確定哪些環節用VR技術，哪些環節進行實踐操作，這樣既可以提高實驗教學效率，又有助于學生深入理解知識，提高動手能力。

三、利用VR技術制作教學課件

虛擬現實建模語言（Virtual Reality Modeling Language，VRML）是一種用于描述虛擬情境的標準語言，VRML具有良好的交互性，能夠創設三維模型、虛擬場景，同時具備C、C++、Java等語言以及數據庫接口，利用其編程功能可以更高效地制作和控制圖形、動畫。因此，在開展高中信息技術教學的過程中，教師可以合理運用VRML制作教學課件，在課件中有機結合圖文、動畫等，并發布到網絡上，與網絡結合構建出全新網絡界面，呈現出逼真的虛擬場景。運用VRML制作的教學課件具有生動逼真的特點，可以有效激發學生的學習興趣，更加直觀地呈現知識。在教學過程中，教師可以有效利用該課件進行教學，將教學中的各種元素有機結合，避免大量的文字描述，使學生在生動逼真的場景中產生濃厚興趣。高中信息技術教師在利用VRML制作教學課件時應該充分結合學生的認知特點，以三維方式呈現圖文、動畫，使教學課件“動”起來，和學生互動，學生在與課件互動的過程中既有輸出也有反饋，這樣一來他們就可以更加高效地理解和掌握教學課件中的知識，同時提高學習的趣味性。

綜上所述，在未來的高中信息技術教學中，虛擬現實技術的應用將會更加廣泛。在高中信息技術教學中合理運用VR技術可以構建一個生動逼真的教學環境，幫助學生更加高效地學習知識，充分激發他們的學習興趣，同時也有助于提高教學課件的質量，從而提高教學質量。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

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（責任編輯 周侯辰）