基于虛擬現實和項目教學的高職計算機專業建設改革的探索與研究解析

韓睿 南京交通職業技術學院

一、引言

虛擬現實和項目教學的高職計算機專業建設改革，是順應計算機發展、信息化時代到來的重要舉措，同時也是計算機教學改革實現的關鍵。計算機需求增加，信息產業集群的出現，軟件產業成為發展的重頭戲。市場對高新技術人員的需求極為迫切，在這樣的發展背景下，高職院校擴大計算機專業招生范圍，充分發揮出其為市場貢獻職業性人才的價值，提高對計算機專業教育的重視。當然傳統計算機教學模式不能滿足軟件行業對技術人才的需求，基于此必須積極進行計算機專業教學改革，以虛擬現實和項目教學等手段，提高高職院校學生計算機專業實踐能力，確保其畢業能夠迅速上崗，隨時對接軟件行業。

二、高職計算機專業人才培養目標

高職院校不斷為社會輸送職業型人才，高職院校計算機專業教學，主要培養目標是企業需要的技術性人才。高新技術迅速發展，在此背景下計算機、軟件行業對人才的需求更為明確，程序員、系統分析師、軟件工程師成為市場緊缺型人才。程序員作為計算機企業、軟件企業發展關鍵的技術能手，對企業技術發展至關重要。系統分析師針對企業發展制定科學的設計思路，軟件工程師幫助企業拓展軟件研究范圍。這三種類型中，軟件工程師需求量最大，不管是哪種類型的人才，都在給高職院校計算機專業發送信息，市場需要大量技術型人才。這些技術人才不僅要掌握專業的技術，還要具備扎實的理論基礎，能夠在工作中做到與時俱進，準確掌握各種軟件的研究設計，熟練運用常見軟件操作系統。

正因如此，高職院校計算機專業教學改革中，需要明確人才培訓目標，培養技術型人才。以此為中心積極深入改革，提高學生綜合能力培養，協調好理論教學與實踐教學的關系，鍛煉學生技術操作能力。從計算機教學角度出發，認識到傳統教學模式的不足，尤其是基礎課程、理論課程的設定比例，過度消耗學生的實踐聯系時間，導致學生基礎知識在實際應用中沒有任何頭緒，出現基礎知識不扎實、實踐操作不專業等雙向問題。高職計算機專業人才培養目標的明確，指引高職院校計算機專業改革前進，尊重學生技術能力培訓要求，適當對教學課程進行調整，理論課程與實踐課程協調的同時，還要引入更多開發技術工具，處理好課程時間安排，以此為學生理論基礎扎實、專業知識掌握提供有利條件。改變傳統教學理念，引入新的教學方法，重視學生綜合能力提升的同時還要關注教師專業素質提高，打造更具專業教學能力的師資隊伍。加強高職院校與企業之間的聯系，以企業為紐帶為學生輸送更多專業技術，拓寬計算機教學渠道，鍛煉學生專業技能的同時，提高學生就業適應能力。

三、高職虛擬現實專業建設改革方案探析

高職虛擬現實專業建設，必須以核心課程體系為支撐，結合項目教學法以及虛擬現實職業核心能力為基礎，積極創建虛擬現實專業課程體系，明確課程教學風向標與計算機專業人才培養定位，進而得到更理想的教學改革效果。

1.項目教學法

項目教學法在高職虛擬現實專業建設改革中的應用，必須明確高職計算機專業培養人才的根本目標，認識到高職計算機專業教學存在的局限性，在此基礎上引入項目教學法，協調計算機專業理論教學與實踐教學關系，加大實踐教學培養力度，優化培養手段，鍛煉學生對計算機理論知識的實際應用能力。項目教學法在教學中的應用發展漸趨成熟，尤其是職業教學中，高職院校針對項目教學法對學生職業能力培訓的優勢，結合職業教學特點進行融會貫通，取得十分理想的教學效果。

高職計算機專業項目教學法的應用，將計算機專業的教、做、學融為一體，真正做到計算機理論知識教學、專業技能操作等無縫銜接，提高理論教學質量的同時，提高學生專業操作能力，引導學生樹立正確的職業價值觀，培養學生職業專業能力。項目教學法的應用，設置實踐操作教學模塊，科學分配理論知識與實踐操作比例，制定更科學的教學順序。結合教學內容要求，設置實踐任務，通過實踐任務探索掌握其中的理論知識，隨后對理論知識進行詳細教學，幫助學生明確學習的目的性，能夠應用理論知識解決計算機專業實踐操作任務。引導學生深入思考，培養學生微觀理論掌握能力。

項目教學法除了提高學生微觀理論掌握能力之外，改變高職院校計算機專業教學模式，堅持做到以學生為中心，端正學生在學習中的位置，項目中心為學生，教師作為輔導科學指導學生學習。相較于傳統教師指導學生被動接受的教學方式，這種教學方式更容易帶動學生對計算機專業學習的主動性，在主動參與操作過程中正確認識計算機專業，掌握更多軟件操作技巧，進而提升學生的實踐能力。項目教學法以計算機專業教學項目為出發點，制定的教學項目中十分重視引入計算機軟件企業內容，幫助學生認識計算機軟件企業模式，更好的實現與企業就業的銜接。高職院校計算機專業教學環境較為簡單，學生經常接觸的只有電腦。但是軟件企業或者計算機信息企業等工作中，接觸的計算機設備多元化。針對這種情況項目教學法采取模擬仿真的方式，將項目任務設計流程設計成計算機相關企業的工作流程，拓展學生計算機學習思維。

計算機專業類型多樣，尤其是軟件專業，基礎的程序知識、各種開發工具等，這些都對學生操作能力要求極為嚴格。高職院校學生如果想要更好的滿足企業要求，就必須掌握廣泛的知識內容。項目教學法利用校企合作途徑，掌握企業實際計算機軟件項目，以企業模式組織學生成為軟件開發團隊，鍛煉學生在模擬項目中的上手速度、相互合作情況，以此掌握學生在計算機專業學習中的不足，從而調整項目教學方案，進一步提高項目教學質量，取得理想的計算機專業教學效果。

2.虛擬現實技術

虛擬現實技術在計算機專業教學改革中的應用，主要以項目教學法為基礎。項目教學法的重點為項目選擇、設計，控制好項目難度，鼓勵學生主動參與項目研究的同時，不會因為過于簡單的項目內容影響教學效果，同時也不會因為項目內容太難而打擊學生的學習信心，項目的設計與制定，帶動學生探索與學習的欲望。虛擬現實技術是項目教學法中的核心內容，利用虛擬現實技術將學生引入到項目設定中，通過虛擬場景的設計，轉變計算機抽象的知識點，尤其是復雜的程序理論知識點，在虛擬場景下轉變為可觀的知識，這樣一來改善單一項目教學的枯燥，還能夠將知識點實物化，學生能夠接觸到知識點，理解起來更加方便。虛擬現實技術與項目教學法的結合，成為高職院校計算機專業教學改革的重要特色。

虛擬現實技術相較于項目教學法興起較晚，虛擬現實技術的實現依托于新興人機交互技術，這種技術的出現與計算機技術息息相關。計算機專業中針對虛擬現實技術同樣有所體現。以計算機作為基礎，打造模擬虛幻的三維世界，從視覺、聽覺等方面進行仿真處理，模擬人的感知能力，將用戶引入其中，并且能夠與模擬出的場景或者對象交互。虛擬現實技術最具代表的應用為VR 設備，通過VR 設備真切感受設備中呈現的景象。建模技術搭配仿真技術、廣角立體現實技術、三維圖形技術等，融入立體聲、語音輸入輸出、GPS 等技術，能夠跟隨觀察者行為隨時變換。

以虛擬現實技術為中心創建職業平臺課程體系、職業能力課程體系以及能力拓展課程體系。其中職業平臺課程體系中包括平面構成、圖形創意、數碼繪畫基礎、攝影攝像基礎、色彩構成、造型構成等。職業能力課程體系主要包括VR 程序開發、動畫基礎學習、全景視頻制作、虛擬項目訓練、動作捕捉、U3D 引擎基礎、特效制作等。能力拓展課程主要包括計算機專業學生綜合素質、產品設計、動畫表演、設計美學以及影視賞析等。

虛擬現實技術與項目教學法的結合，創新了高職院校計算機專業傳統教學模式，打破課堂教學局限性，創建虛擬實驗室場景，將計算機中抽象的知識內容具體化，增加擬真性、互動性，使得計算機專業教學更加趣味化。在虛擬環境中，學生進行實踐操作，相互互動下加深知識點的印象，并且更充分的了解虛擬現實技術，掌握更多技術關鍵點。利用虛擬實驗室，為學生學習計算機專業知識提供方便，打破教學時間的限制，能夠隨時隨地學習相關知識，研究計算機技術，在不斷練習與交互體驗中熟練掌握計算機專業技能。虛擬實驗室的呈現，為計算機專業實驗室教學節省一部分資金，尤其是器材、計算機軟件等的虛擬化，減少計算機專業資源消耗，排除實驗室教學安全隱患。將實體實驗室中的不足加以彌補，尤其是大型計算機操作實驗，系統龐大復雜，在實體實驗室中不能完成，但是能夠通過虛擬實驗室的方式呈現出來，解決很多計算機實踐教學難題。

3.改革實驗結果

計算機專業教學改革中，虛擬現實技術、項目教學法的應用，通過改革觀察發現，虛擬現實技術與項目教學法的結合，改善傳統教學模式，解決傳統教學的困難。學生對于計算機專業學習的興趣明顯增加，更加主動的參與到計算機軟件設計以及程序應用中，對復雜的計算機程序知識理解更加透徹，理論知識接受能力增強。尤其是項目研究中探索能力明顯提升，及時做好理論學習總結。相較于傳統計算機專業教學，虛擬現實技術與項目教學下的計算機專業教學變革教學效果更加理想，學生的學習能力提升，通過項目研究的方式接觸到更多計算機企業運行，就業機率明顯增加。綜合來講，計算機專業教學改革十分理想，高職院校基于此以虛擬現實技術、項目教學法為核心加大改革力度。

四、高職虛擬現實專業師資隊伍的優化與提升

高職院校計算機專業教學改革中，教學技術與教學模式的優化，還需要重視教學力量的強化。積極建設虛擬現實專業師資隊伍，師資力量是教學質量提高，學生學習能力增強的關鍵。高職院校開展計算機專業教育中，必須制定具體的教學戰略實施計劃，根據實施目標作為出發點，以學生學習能力、專業能力、綜合素質作為落腳點，這些內容的實現都需要專業師資隊伍的支持，所以必須加大虛擬現實專業師資隊伍建設改革力度。教師引導項目教學開展，明確項目教學的主線內容，帶領學生進行實踐操作，銜接好理論知識與實踐操作知識，鍛煉學生專業技術能力的同時，真正貫徹落實高職院校培養技術型人才的目標。

計算機專業教學改革，對教師提出高標準與高要求。教師不僅熟練掌握計算機專業知識，還要掌握項目教學法的教學技巧，熟練運用虛擬現實技術，時刻了解市場中計算機或者軟件行業的發展情況，積累更多虛擬現實教學經驗，這樣才能發揮出虛擬現實教學的價值。結合企業軟件設計以及計算機技術應用等程序模擬虛擬場景，設定好所有流程細節，將原有的理論論述轉變為實踐研究。正因如此，高職院校計算機專業教學改革中，需要壯大師資隊伍，培養雙師型教師人才，傳授教學知識基礎上，以學生實踐能力培養為目標，擔任學生的虛擬現實項目研究導師，引導學生更多的接觸企業項目研究流程，提高學生就業能力。

虛擬現實技術教學，利用虛擬儀器以及項目教學法的引導，學生能夠及時進行數據采集，教師必須處理好人機交互以及虛擬數據分析等的關系，通過綜合性的實驗設計，引導學生進入到虛擬場景中進行觀察與操縱，從而激發出虛擬現實技術鍛煉學生綜合能力的作用，教師必須能夠有效處理虛擬現實技術在教學中的不同形式，比如虛擬車間、虛擬工藝以及虛擬工廠或者虛擬工位等。

虛擬現實技術與項目教學法的應用，教師綜合性能力必須提升。不斷學習計算機專業知識，做好計算機知識融合處理，在計算機教學中熟練運用多媒體技術、虛擬現實技術、動畫制作技術以及圖像處理技術等，打破傳統教學局限，增強虛擬現實交互中的訓練能力。確保虛擬現實項目設計場景逼真，接觸更多計算機企業的軟件研究以及計算機應用基礎，為學生做好課外輔導工作。在不同階段完成不同的任務，課前階段準備好教學輔助內容與虛擬現實項目場景設計，課程教學中更好的將學生引入到虛擬交互環境中，從中幫助學生學習更多計算機專業知識，課后做好知識總結與教學反饋工作。教師組成專業教學小組，在相互幫助與學習下，將高職院校計算機專業教學能力提升，提高計算機專業教學質量，推動計算機專業教學改革。

五、計算機專業建設改革前景分析

1.在項目教學法中引入VRML 具體課程教學模式

虛擬現實技術教學中，VRML 教學技術的應用是未來的主要發展方向。尤其是項目教學法的全面應用，雖然結合虛擬現實技術取得十分理想的教學成果，但是很多虛擬場景設計與教學還處于初級階段，應用的軟件以Alice 為主，這種教學模式缺少一定針對性，無法針對具體課程進行具體教學，所以在深化改革過程中，逐漸接觸VRML，發揮其虛擬現實建模語言的優勢，創建更為逼真的虛擬現實項目場景，增強虛擬現實場景的交互性，指導學生學習三維技術，為項目教學課堂帶來三維教學軟件。

2.VR 技術與AR 技術的綜合應用

VR 技術應用，為計算機專業教學提供更多方便，當然增加了項目教學法的教學交互性。通過VR 技術的應用逐漸在教學中引入AR技術，為項目教學法增加現實性。AR 技術以現實技術為主，重視現實技術的操作，在VR 虛擬信息中滲透AR 技術，增強虛擬信息現實感知性，真正實現虛擬現實項目教學的真實世界、虛擬世界融合，為計算機專業知識的呈現提供更真實載體。AR 技術應用還處于設想階段，應用的開發方向為組裝維護、程序破解等方面，將復雜的程序帶入到現實學習中，為程序運行學習提供直觀的參考。

六、結語

綜上所述，虛擬現實技術與項目教學法的綜合應用，將傳統計算機教學的不足進一步改進，結合與企業的聯系創建虛擬現實教學項目，鼓勵學生主動參與到項目研究中，權衡理論教學與實踐操作教學的比例，利用虛擬現實項目任務，在虛擬交互中幫助學生理解計算機專業知識。組建專業的虛擬現實教學團隊，強化計算機專業師資力量，結合計算機教學專業改革，調整教師與學生的課堂地位，鍛煉學生計算機學習能力，未來發展中積極引入VR 技術與AR 技術，改善高職院校計算機專業教學模式，取得更理想的教學效果。