探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用發(fā)展

雷雪妍 胡紫萌 河南林業(yè)職業(yè)學(xué)院

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱為VR技術(shù)，利用這項(xiàng)技術(shù)就能產(chǎn)生一種具有真實(shí)感的三維虛擬場(chǎng)景，并且能在視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)方面做到逼真，只要使用者借助一定設(shè)備，便能產(chǎn)生“身臨其境”的感覺(jué)，并且還能跟虛擬情景中的事物進(jìn)行互動(dòng)，從而提升如同處在真實(shí)環(huán)境中的“沉浸感”。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正是具備沉浸感、交互性以及想象力三大特征。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感取決于用戶在虛擬環(huán)境中對(duì)真實(shí)度的感受，這要求環(huán)境中的虛擬物體必須給用戶帶來(lái)如同真實(shí)物品一般的幻覺(jué)。交互性則是指用戶可以在一定程度上操作虛擬環(huán)境中的物品并且得到較為自然的反饋，這通常需要借助數(shù)據(jù)手套或是頭盔顯示器。而想象力是指用戶在虛擬環(huán)境中需要運(yùn)用自己的思維能力，根據(jù)虛擬環(huán)境中的信息來(lái)想象環(huán)境可能會(huì)發(fā)生的變化。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)應(yīng)用發(fā)展

（一）計(jì)算機(jī)專業(yè)課堂教學(xué)

計(jì)算機(jī)專業(yè)對(duì)高職和大專學(xué)生在實(shí)踐性、邏輯性等方面都提出了較高的要求，如果僅靠書(shū)本來(lái)理解知識(shí)，則可能不利于學(xué)生對(duì)于計(jì)算值專業(yè)知識(shí)的掌握。所以教師就應(yīng)當(dāng)充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)制作課件，從而以更為直觀的方式向?qū)W生傳授知識(shí)。

例如在介紹計(jì)算機(jī)的組成部分和組裝方法時(shí)，為了避免書(shū)本和圖片傳達(dá)這些知識(shí)點(diǎn)時(shí)較為低效的問(wèn)題，通常來(lái)說(shuō)教師可以利用實(shí)物來(lái)展示組件結(jié)構(gòu)和組裝方法，并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行組裝操作，然而這種教學(xué)方法也存在著一定的局限性，因?yàn)榻處煵荒芗皶r(shí)地指導(dǎo)每一個(gè)學(xué)生，而且教師在組裝方面的指導(dǎo)思路也不一定適用于每個(gè)學(xué)生，所以這就凸顯出了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，教師可以借用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在確保真實(shí)感的情況下結(jié)合文字、聲音、動(dòng)畫(huà)等多媒體內(nèi)容，設(shè)計(jì)出能提升學(xué)生參與感，充滿互動(dòng)性的虛擬主機(jī)演示系統(tǒng)，讓每個(gè)學(xué)生都能身臨其境，并且從不同的角度進(jìn)行切入，從而有效地達(dá)到掌握計(jì)算機(jī)基本構(gòu)成和組裝知識(shí)的教學(xué)要求。

又如在學(xué)習(xí)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》時(shí)，對(duì)于高職和大專的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生而言，因?yàn)檎n程中所涉及的算法抽象度較高，增加了理解難度，因此教師應(yīng)可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法制作成直觀易懂的課件。遞歸算法需要隱形調(diào)用棧堆，教師通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作的課件，就能十分直觀形象地展現(xiàn)堆棧的變化動(dòng)態(tài)。而在進(jìn)行二叉樹(shù)遍歷的課程時(shí)，教師也能將遍歷的順序以直觀的方式展現(xiàn)在學(xué)生眼前，在方便教師進(jìn)行講解的同時(shí)也能讓學(xué)生更牢靠地把握知識(shí)。

因此可以看出，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠在輔助高職和大專的計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)方面發(fā)揮巨大的作用，對(duì)于計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)點(diǎn)生動(dòng)逼真的視覺(jué)呈現(xiàn)可以把抽象的知識(shí)化為具象，并且能夠提升學(xué)生的參與感，在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握重點(diǎn)和難點(diǎn)，從而有效提升學(xué)習(xí)效率。

（二）計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以搭建虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)，而在虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)中則能包含實(shí)驗(yàn)的設(shè)備、器材、環(huán)境、對(duì)象，除此之外還具備導(dǎo)航、測(cè)試以及自評(píng)的功能。要搭建虛擬實(shí)驗(yàn)室，既可以采用虛擬構(gòu)想，也可以參考現(xiàn)實(shí)中的實(shí)驗(yàn)室。

例如教師可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建一個(gè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，讓學(xué)生體驗(yàn)如在現(xiàn)場(chǎng)的操作感受。在進(jìn)行數(shù)字電路的實(shí)驗(yàn)時(shí)，在設(shè)計(jì)電路時(shí)可以采用虛擬的電子元件，這樣便能省去購(gòu)買電子器件的人力與財(cái)力。而在進(jìn)行虛擬電子商務(wù)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就能身臨其境地體會(huì)到商務(wù)交易的氛圍，這樣便極大地提升了學(xué)生在參與交易時(shí)的沉浸感。除此之外學(xué)生在學(xué)習(xí)系統(tǒng)的安裝和調(diào)試時(shí)，也可以利用VMware創(chuàng)建出有虛擬CUP、硬盤、內(nèi)存等設(shè)備的虛擬機(jī)，這樣學(xué)生在虛擬機(jī)上進(jìn)行操作就能杜絕對(duì)真實(shí)計(jì)算機(jī)的影響，并且由此提升學(xué)習(xí)效率。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還能讓學(xué)生更便利地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或是電路的設(shè)計(jì)，以較低的成本進(jìn)行各種學(xué)習(xí)探索，甚至設(shè)計(jì)出創(chuàng)新的設(shè)備和電路，這樣便能對(duì)學(xué)生創(chuàng)新思維和能力起到極大的提升作用。

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，能在保障真實(shí)度的前提下節(jié)約時(shí)間和成本，并且可以安全地進(jìn)行各種精密設(shè)備的仿真試驗(yàn)，與此同時(shí)虛擬試驗(yàn)還具備共享性以及易改變、易擴(kuò)充性能讓學(xué)生進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)更少地受到各種因素的制約，并且降低風(fēng)險(xiǎn)，減少試驗(yàn)投入，除此之外虛擬實(shí)驗(yàn)室還能跟隨時(shí)代技術(shù)的發(fā)展不斷更新內(nèi)容。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能有效地改變計(jì)算機(jī)專業(yè)傳統(tǒng)教學(xué)中空洞地傳授抽象知識(shí)的部分，讓學(xué)生能有更多參與實(shí)踐、親身經(jīng)歷的機(jī)會(huì)，這樣對(duì)高職和大專的計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生而言是更有效率的教學(xué)手段。而充滿交互性的教學(xué)系統(tǒng)也能很好地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)便能極好地提升教學(xué)效果。而現(xiàn)今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)上仍有很大的潛力，因此值得教師結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)一步發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)在教學(xué)方面的應(yīng)用，讓計(jì)算機(jī)專業(yè)教育能夠達(dá)到新的高度。