虛擬現實技術在高校計算機教學中的應用探討

宋丹丹 李益雙

摘 ?要：在信息技術快速發展的推動下，高校計算機課程的教學內容也在不斷的改革，就目前形式來看，對實踐性和操作性的要求越來越高，為了跟上時代的發展，高校在實際教學中也是要求理論與實踐相結合，以滿足社會的需求，為社會輸出高質量人才，這也就推動了高校教學模式的變革。在高校計算機教學中應用虛擬現實技術，結合其逼真性、交互性以及合作性打造良好的教學環境與氛圍，帶動學生學習的積極性，滿足多樣化的教學要求。

關鍵詞：高校計算機;教學模式;虛擬現實技術

中圖分類號：TP391.9;TP3-4 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）17-0128-02

Abstract：Under the impetus of rapid development of information technology，the teaching content of computer courses in universities is also constantly reforming. As far as the current form is concerned，the requirements for practicality and operability are getting higher and higher. In order to keep up with the development of the times，universities also require the combination of theory and practice in practical teaching，so as to meet the needs of society and to export high-quality talents for the society，which also promotes the reform of the teaching model of universities. The application of virtual reality technology in college computer teaching combines its realistic，interactive and cooperative to create a good teaching environment and atmosphere，and promotes the enthusiasm of students to learn，which meets diverse teaching requirements.

Keywords：university computer;teaching mode;virtual reality technology

0 ?引 ?言

目前，以多媒體信息技術為背景的教育，雖然使學生的學習興趣和主動性得到了提高，但還是有很大的局限性，比如說在學習的過程中，學生只能按照時間或者是已經設定好的程序流向有限制地完成瀏覽和學習，不能自由發揮，這很大程度地降低了學生的參與感以及主動學習的熱情。在教學過程中應用虛擬現實技術[1]可以將場景虛擬現實化，身臨其境，更好地滿足學習媒體的情景化以及交互性的要求，從而可以彌補多媒體技術的不足。

在信息技術飛速發展的當今時代，無論是在教學內容還是教學方法與手段上，計算機課程教學都面臨極大的挑戰。在教學內容上，虛擬現實技術可以將枯燥無味的理論知識用形象生動的方式展現，營造一個有趣的、緊跟時代潮流技術發展的教學環境，有效地調動學生的學習興趣，并優化教學過程，提高學習效率以及質量。在教學方法與手段上，結合現在流行的情景化、協作式、遠程教育[2]等學習手段，有效地解決一些以前無法解決的教育問題。虛擬現實技術的本質就是對客觀對象的虛擬化，打造一個滿足學習媒體的情景化、交互性的類似于真實生活情境的學習環境[3]。因此，將虛擬現實技術應用于計算機教學并將其緊密結合，可以將學習過程與社會需求之間的距離感縮小，一方面可以提高學生學習的積極主動性，另一方面對學生就業有深遠影響。

1 ?高校計算機教學的現狀

為滿足需求多樣的社會發展，高校對計算機教學的要求也是越來越高，但由于各種條件的限制仍存在很多不足，主要有：

（1）學生動手能力有限。就目前的教學模式來看，大部分高校采取的是集中教學，由學校統一安排時間地點來進行教學，而且大部分高校的計算機實驗室都是統一管理，非正常上課時間不能進入實驗室，而且在實驗過程中也會對學生提出各種要求，不可更改計算機設備，這也就限制了學生的動手能力。但在計算機的學習過程中，有一些實驗是需要通過在實踐中練習才能更好地掌握，比如計算機的系統安裝，而在實際教學中，完全實現不了現場安裝系統的教學環境。再加上在傳統的計算機實驗教學中，為了避免對計算機的損壞，基本上都是老師將實驗演示一次，然后學生按部就班照著老師的步驟做一次，學生缺少對實驗過程的摸索與思考，實際上沒有達到真正的動手實踐操作。

（2）內容吸引性不高。盡管在社會需求的驅動下，高校的很多計算機課程也在不斷改革，緊跟時代腳步，發展社會型人才。但是實際上改革效果不明顯，教學內容變化也不是很大，這也就導致每年的教學內容毫無新意，對于一些有基礎的學生來說，會感覺很枯燥，大大降低學習的積極性，使其毫無探索之意。對于大部分計算機課程來說，都是先學習一些理論知識，才進行實踐操作，也就是說理論知識是實踐操作的基礎。理論知識又比較枯燥乏味，沒有吸引力，學生的學習動力不強，這也會造成在后期實踐學習的時候，學生聽不懂，積極主動性不高。

2 ?虛擬現實技術

2.1 ?虛擬現實技術簡介

虛擬現實技術實質是利用計算機技術產生一個虛擬的三維空間[4]，在這個空間中有類似于真實世界的各種感官體驗，比如視覺、聽覺和觸覺，讓用戶有身臨其境一般的感覺，并且可以在這個環境中進行行為動作。虛擬現實技術不僅僅是一種技術，而是多種技術的交叉融合，包括多媒體、網絡、傳感、人機接口、計算機仿真等技術[5]。

2.2 ?虛擬現實技術在高校計算機教學中的運用優勢

虛擬現實技術可以實現場景的虛擬化，讓人感覺身臨其境，可以更好地參與到其中。

（1）逼真性。在計算機的教學過程中，可以通過應用虛擬現實技術營造一個類似于真實環境的虛擬化場景，然后讓學生進入這個場景，就可以感受到各種感官信息，讓人有身臨其境的感覺，觸發學生的各種知覺，讓大腦處于興奮狀態，更容易激發思維活躍性，有效激發學生的學習興趣，吸引注意力，提高學習質量。

（2）交互性。運用虛擬現實技術構建虛擬學習平臺，學生通過在虛擬學習平臺中學習，實時將學習情況反饋到平臺中，老師就可以根據這些反饋信息進行數據分析整理，實時調整內容以及授課的方式，并及時將學生存在的問題反饋回去，還可以在平臺上與學生進行互動，通過虛擬現實技術可以更好地實現學生與學生、老師與學生之間的交流互動。

（3）合作性。應用虛擬現實技術實現的虛擬現實系統，可以讓學生跨越時間與地域，與老師或者同學進行學習探討與研究，相互合作。老師和學生都可以參與到這個虛擬化的學習環境中，學生可以實時地與老師或者同學進行溝通，對于一知半解的知識可以快速地找到解決方法，而老師也可以實時跟蹤學生的學習動態，對于學生不明白的地方也可以及時進行指導，更好地合作學習，促進教學過程的發展。

3 ?虛擬技術在高校計算機教學中的具體應用

3.1 ?為教學提供情景化環境

在傳統的填鴨式的教學中，由于缺少師生、生生之間的互動導致學生缺乏參與感，使學生感覺學習枯燥乏味，毫無趣味性，而虛擬現實技術恰好可以彌補這一點，讓學生在學習的過程中親身體驗，大大提高參與感，在參與的同時學生就會自然地思考更多，可以更好地促進學生的主動學習。在計算機的教學中，難免會遇到一些比較抽象的、微觀的、難以解釋的知識點，這時候老師用語言來描述很難讓學生一起想象，通過虛擬現實技術就可以將這些看不見摸不著的知識點展示出來，讓學生有場景化的、直觀的感受，再配合老師的講解就可以很好地理解。

3.2 ?搭建虛擬實驗環境

每一門課程的學習都有時間與空間的限制，導致學生課后的自主學習缺乏相應的實驗環境。按照傳統的計算機教學，學生如果想要在課后自己進行練習，就需要在自己的計算機上安裝搭建實驗環境，若環境較為復雜，則需要多個軟件配合完成，很多學生是很難獨立完成此安裝過程的，而且有些課程是需要在不同的操作系統中完成的。運用虛擬技術搭建虛擬實驗環境，學生就可以直接將安裝好的虛擬環境文件備份到自己的移動硬盤上，然后把備份的文件安裝到自己的或者其他計算機上，只要啟動文件就可以直接使用，非常方便。方便的環境安裝，使學生的主動學習時間更靈活，可以隨時隨地地學習，為學生的自主學習提供了極大的便捷。

3.3 ?搭建虛擬學習平臺

計算機教學不僅僅要求學生掌握基本的理論知識，而是希望學生在有了理論知識的支撐后進行實踐操作，并進行一定的創新。在學習的過程中會遇到各種各樣的問題，當學生自己解決不了的時候，需要求助于同學或者老師，及時地解決問題可以提升對學生的學習積極性，如果當時沒有解決很有可能就不了了之，這對學生的求知是非常不利的。為此，利用虛擬現實技術搭建虛擬學習平臺，學生可以進入平臺中學習，當遇到問題時可以在線求助同學或老師，及時地找到問題的原因并解決，老師也可以隨時關注學生的學習狀態，對于一些錯誤的理解可及時糾正，虛擬學習平臺使得學生與學生、學生與老師之間的交流溝通更為有效，可以更好地促進學習。

4 ?結 ?論

計算機教學是一門理實一體的課程，具有極強的專業性和實踐性，在當今社會應用非常廣泛，高校對計算機課程的教學也是很重視。針對目前存在的不足，應用虛擬現實技術可以更好地解決，由此可見，虛擬現實技術對計算機教學的發展是很有效的。

參考文獻：

[1] 吳婷.虛擬技術在計算機網絡課程實踐教學中的應用探討 [J].信息與電腦（理論版），2019（5）：242-243.

[2] 吳繼明，鐘群鋒，曾碧卿.虛擬仿真技術在計算機組成原理實驗教學中的應用 [J].計算機教育，2019（3）：34-38.

[3] 倪序南.新時代背景下虛擬技術在高校計算機教學中的應用 [J].計算機產品與流通，2019（2）：253-254.

[4] 夏燕.虛擬現實技術在計算機網絡教學中的應用研究 [J].天津市教科院學報，2018（6）：76-78.

[5] 劉霞，祝艷茹，郝麗麗.虛擬技術在高校計算機教學中的應用探討 [J].南方農機，2018，49（21）：139+144.

作者簡介：宋丹丹（1994-），女，漢族，山西大同人，專職教師，碩士研究生，研究方向：計算機應用;李益雙（1991.09-），男，漢族，重慶人，公共機房管理科副科長，助教，工程師，學士學位，本科，研究方向：計算機應用研究、實驗室管理。