虛擬現實技術在計算機教學中的應用

趙大鵬

摘 要：虛擬現實技術是以計算機技術為核心，結合多種其他技術，形成與視覺、聽覺等各類感官真實環境相似的虛擬世界，用戶能夠運用某些工具來與數字環境開展交流，如此就能夠產生一種和真實環境很相似的體驗感。目前來看，這項技術已經運用到各個領域之中，比如說航空航天以及游戲活動等。同時在計算機網絡組平臺之中運用也較為普遍，雖然現在還是處在初始階段，但是發展速度相當迅猛。本文將進一步對虛擬現實技術在計算機教學中的應用展開分析與探討。

關鍵詞：虛擬現實技術;計算機;教學;應用;分析

引 言

在教育創新時代，計算機教學改革發展工作要與時俱進，跟上時代前進的腳步。學校應該要根據當前的發展情況，科學運用虛擬現實技術，如此既能夠為社會培養出所需的計算機人才還有滿足學生的基本學習需求，還能夠使得計算機實踐教學效率得到一定的提升。計算機老師致力于提高自己的專業素養，有效運用虛擬現實技術來組織進行比較多元化的計算機實踐教學活動，樹立科學合理的學習目標，讓學生成為課堂教學的主體，發揮出學生計算機學習的主觀能動性，促使學生能夠在模擬訓練環境中完成計算機知識和操作技能的學習掌握。

1虛擬現實技術概述

虛擬現實技術又稱為VR技術，利用這項技術就能產生一種具有真實感的三維虛擬場景，并且能在視覺、聽覺和觸覺方面做到逼真，只要使用者借助一定設備，便能產生“身臨其境”的感覺，并且還能跟虛擬情景中的事物進行互動，從而提升如同處在真實環境中的“沉浸感”。而虛擬現實技術正是具備沉浸感、交互性以及想象力三大特征。虛擬現實技術的沉浸感取決于用戶在虛擬環境中對真實度的感受，這要求環境中的虛擬物體必須給用戶帶來如同真實物品一般的幻覺。交互性則是指用戶可以在一定程度上操作虛擬環境中的物品并且得到較為自然的反饋，這通常需要借助數據手套或是頭盔顯示器。而想象力是指用戶在虛擬環境中需要運用自己的思維能力，根據虛擬環境中的信息來想象環境可能會發生的變化。[1]

2虛擬現實技術的類型

2.1桌面虛擬現實。桌面虛擬現實就是運用屏幕上所展現的虛擬平臺，把個人計算機一級比較小的工作站所要運用的圖像做相關的仿真再現操作，從而達到虛擬環境和用戶間良好互動的目的。參加者能夠運用桌面所存有的虛擬平臺來全方位的觀察虛擬狀態，然后運用輸入設備就能夠實時操控虛擬對象。桌面虛擬現實技術所需投入的成本不太高，而且實用性非常強，但是在和用戶進行交流時，卻無法讓用戶全身心的投入到虛擬環境里面。

2.2沉浸式虛擬現實。沉浸式虛擬現實通常就是運用頭盔設備來達到目的的，這個方法能夠把用戶視覺、聽覺還有嗅覺感官全部布置于虛擬世界里面，讓用戶置身于當中。還有就是，他能夠運用數據手套以及聲音跟蹤器等其他設備讓用戶具有一種身臨其境的感覺，體驗感更強。

2.3增強式虛擬現實。這個方法的虛擬現實就是把虛擬環境和現實世界充分地聯系在一起，以此來創造更為真實的虛擬環境。增強式之中的物體操作相對較簡單，可以使得模擬實驗所需投入的成本大幅度減少。還有就是，他能夠運用其它把虛擬和現實世界充分結合在一起，讓用戶的體驗感覺變得更為真實，同時用戶還可以體驗到在現實生活之中不能夠感受的實物以及能量。[2]

3虛擬現實技術在計算機教學中的應用

3.1促使計算機抽象知識的形象化。計算機學科自身所具備有的實踐性以及邏輯性特點也比較強，老師若想使得學生對于計算機專業基礎知識的認識以及理解能力提高，培養學生良好的計算機實踐學習應用能力和創新能力，就應該運用虛擬現實技術來設計并完成教學課件，讓其相關的知識點變得更為直觀且生動形象化，如此就能夠使得學生的理解能力得到提升。例如，當計算機實踐教師在講解到《計算機組裝與維護》知識內容時，該章節重點內容是為了讓學生充分掌握了解到計算機內部不同組件的實際結構以及熟悉操作組裝計算機。教師為了突出重點，讓學生能夠對此知識點有個更加深入的理解，就應該學會并合理運用虛擬現實技術來開展相關的教育教學，并結合比較吸引學生注意力的動畫圖像以及聲音，讓學生能夠更加深入的學習并理解教學內容，從而激發其學習計算機的興趣，在一定程度上也能夠使得其實踐以及思維能力得到提高。[3]

3.2計算機專業實驗教學。利用虛擬現實技術可以搭建虛擬試驗系統，而在虛擬試驗系統中則能包含實驗的設備、器材、環境、對象，除此之外還具備導航、測試以及自評的功能。要搭建虛擬實驗室，既可以采用虛擬構想，也可以參考現實中的實驗室。例如教師可以利用虛擬現實技術搭建一個網絡環境，讓學生體驗如在現場的操作感受。在進行數字電路的實驗時，在設計電路時可以采用虛擬的電子元件，這樣便能省去購買電子器件的人力與財力。而在進行虛擬電子商務的實驗時，學生通過虛擬現實技術就能身臨其境地體會到商務交易的氛圍，這樣便極大地提升了學生在參與交易時的沉浸感。除此之外學生在學習系統的安裝和調試時，也可以利用VMware創建出有虛擬CUP、硬盤、內存等設備的虛擬機，這樣學生在虛擬機上進行操作就能杜絕對真實計算機的影響，并且由此提升學習效率。利用虛擬現實技術還能讓學生更便利地進行網絡設備或是電路的設計，以較低的成本進行各種學習探索，甚至設計出創新的設備和電路，這樣便能對學生創新思維和能力起到極大的提升作用。利用虛擬現實技術進行試驗，能在保障真實度的前提下節約時間和成本，并且可以安全地進行各種精密設備的仿真試驗，與此同時虛擬試驗還具備共享性以及易改變、易擴充性能讓學生進行試驗時更少地受到各種因素的制約，并且降低風險，減少試驗投入，除此之外虛擬實驗室還能跟隨時代技術的發展不斷更新內容。

3.3豐富計算機實踐教學形式。在進行計算機實踐教學過程中，老師需要充分調動學生的學習積極性，可以運用形式多樣的教學方法，提高學生的學習興趣。計算機教師可以通過利用虛擬現實技術有效豐富計算機教學形式，優化設計出具有良好交互性、沉浸感的教學方案，確保能夠為學生營造出和諧愉悅的課堂學習氣氛，幫助學生在短時間內理解掌握相關知識內容。例如，老師在介紹并分析 “操作系統”相關的知識點時，要想讓學生能夠充分理解相關內容，老師需要結合運用虛擬技術來制作教學課件，然后合理的運用，讓學生可以深入的對其進行理解。除此之外，教師還可以利用虛擬現實技術制作各種課堂教學案例，貼近學生的實際生活，散發學生的思考思維，強化鍛煉學生對實際問題的解決能力。[4]

結 語

總而言之，虛擬現實技術能有效地改變計算機專業傳統教學中空洞地傳授抽象知識的部分，讓學生能有更多參與實踐、親身經歷的機會，這樣對計算機專業學生而言是更有效率的教學手段。而充滿交互性的教學系統也能很好地提升學生的學習積極性。因此運用虛擬現實技術便能極好地提升教學效果。因此值得教師結合實際情況，進一步發展該項技術在教學方面的應用，讓計算機專業教育能夠達到新的高度。

參考文獻

[1] 賽煒.虛擬現實技術在計算機教學中的應用研究[J].黑龍江科技信息，2017（11）：163.

[2] 徐新新.虛擬現實技術VR在計算機教學中的應用[J].信息與電腦（理論版），2016（21）：254-256.

[3] 王靜蕾.淺談虛擬現實技術在計算機教學中的應用[J].太原城市職業技術學院學報，2014（10）：118-119.

[4] 成艷真.虛擬現實技術VR在計算機類教學中的應用[J].晉城職業技術學院學報，2011，4（02）：21-23.