論虛擬現實技術在計算機教學中的運用

黃麗娜

摘 ?要：虛擬現實技術作為近年來比較熱門的技術類型，具有多感知性、交互性、沉浸性的特性，將其運用到高職計算機教學當中，不僅可以節約計算機設備資源，拓展計算機教學形式，而且可以降低學生計算機學習難度，提高學生計算機學習效率。因此，在高職計算機教學中，教師必須對虛擬現實技術加強重視，采取行之有效的舉措，將虛擬現實技術合理地運用到課程教學、實驗教學、課件設計、資源建設等諸多環節，以此來切實提高計算機整體教學效果。

關鍵詞：計算機教學;虛擬現實技術;運用分析

引言

虛擬現實技術就是利用計算機對數據的處理及傳感器數據采集、傳遞 達到虛擬現實效果的。虛擬現實技術可以為學生提供一個生動的虛擬學習 環境，在廣泛的學科領域提供無限的虛擬體驗，我們相信虛擬現實技術以 其自身的優勢和強大的教學潛力，將越來越受到教育工作者的重視，最終 可以在計算機基礎教育領域發揮非常重要的作用。

1 虛擬現實技術的含義

目前，科研人員正在研究虛擬現實技術（ VR ）在各種工業領域中的實際 應用。利用三維計算機圖形、交互式設備和高分辨率顯示器，可以模擬一個 虛擬世界。在這個虛擬世界中，可以像在物理世界中一樣拾取虛擬對象。利 用虛擬現實技術，可以開發高校計算機教學應用系統。本文介紹了虛擬現實 應用系統，其中包括虛擬現實技術的放松/刷新系統、虛擬現實技術的模擬 器、虛擬現實技術支持的設計系統和虛擬現實系統。在教育方面，可以合理 地期望工程學院不斷更新專業中經常使用的計算資源，必須將這些技術引入 學生的培訓中，從而使他們適應這些學科的課程學習。三維幾何模型所允許 的交互作用可以消除學習者對傳統教學系統的消極態度。虛擬現實技術在教 育領域的應用，為高校計算機基礎教學提供了新的視角。

2 虛擬現實技術在計算機教學中的優勢

2.1  激發學生對計算機的學習興趣

計算機是一門實踐性較強的學科，僅僅通過書本上的理論知識的講解 不僅難以調動學生的學習興趣，還無法提升計算機教學效果。將虛擬現實 技術充分融入計算機教學中，幫助學生打造逼真生動的學習與實訓環境， ?使學生通過真實的感受來提升理論水平與操作技能。相對于被動性灌輸， ?通過虛擬現實技術來進行自主學習更容易讓學生接受，它為學生提供自由 發揮的學習空間，借助虛擬現實技術，學生將自己所學的計算機知識進行 各種嘗試，從而可以掌握更多的計算機操作技術。

2.2 ?增強計算機教學效率

傳統的計算機教學主要以書本、教師以及課堂為中心，難以激發學生 ? 自身對于計算機學習的熱情，但在虛擬現實技術的促進下，教師可將傳統 ? 的計算機教學模式轉變成新型的計算機教學模式，打造一個“VR+教學” 課堂，充分發揮現代化信息技術的作用，廣泛應用包括多媒體設備、平板 ? 電腦以及智能手機在內的最新科技產品，使計算機教學具有質的飛躍。 ? 同時，教師還可以將虛擬現實技術與學習通、微信以及QQ等移動App進行 ? 有效融合，使計算機課程的授課方式更加多元化[1] ，可以根據學生的實際 ? 情況來選擇對應的授課方式。教師利用基于虛擬現實技術建設的計算機課 ? 堂，并通過小組合作以及自主探究等方式來提高計算機教學效率。

3 虛擬現實技術在計算機教學中的具體運用

3.1 ?在基礎計算機課堂教學中的應用

教學效果的提高在很大程度上取決于教學理念和教學方法的改進。例 如計算機基礎課，我們研究在三維對象數據庫（以VRML表示）中搜索與 給定對象相似的對象問題。可以介紹一種迭代和交互的算法，而不是僅僅 基于幾何特征的相似性。我們建議讓學生通過將當前搜索的一些結果標記 為“相關”或“不相關”來影響未來的搜索結果，從而表明個人偏好。提 出了一種新的基于支持向量機（SVM ）的方法來適應與這些標記一致的距 離測量值，從而使“相關”對象更近，并使“無關”對象更遠[2]。結果表 明，在實踐中，系統只需要很少的迭代就可以很好地集中在用戶的“想 法”上。虛擬現實建模語言（VRML ）正迅速成為在因特網上傳輸三維 （3-D ）虛擬世界的標準文件格式。

3.2 ?集中整合計算機教學資源

互聯網時代為計算機教學提供了大量資源。但要想真正開發海量的計 算機教學資源，就必須將網絡平臺中的計算機教學資源進行整合，深挖不 同類型的計算機教學資源優勢，從而為學生提供實用性及操作性強的計算 機學習內容。因此，教師可利用虛擬現實技術將計算機教學資源進行有效 整合，包括課件資源、微課資源以及動畫資源等，可有效突出各類計算機 教學資源的獨有特色，并突破計算機教學時間以及空間的限制，能夠隨時 隨地對學生進行一對一的互動教學演練，以此彌補傳統模式下計算機教學 的不足之處。同時，虛擬現實技術還能夠有效促進學校信息化的發展[3]， 并推動學校加快虛擬課堂以及虛擬實驗室的建設步伐，這不僅有利于收集 更多的計算機教學資源，還有利于促進智慧校園的實現。

3.3 ?在基礎計算機實驗教學中的應用

計算機基礎課程是一門實踐性課程，硬件資源有限。目前，各種硬件 實驗教學系統課程的開設，特別是實驗中心的開設，使得學生人數增加， ?硬件設備不能滿足學生的需要。同時，隨著設備的長期運行，也有可能增 加設備維護的頻率，這些都對教學資源造成了負擔。在如此強烈的需求 下，利用虛擬現實技術建設虛擬實驗教學中心可以減少資金投入，利用仿 真軟件可以大幅度降低實驗硬件的損耗，提高虛擬實驗教學中心的利用 率。與傳統的實驗教學相比，在基礎計算機實驗教學中應用虛擬現實技術 具有強大的虛擬實驗操作能力、安全性，有助于提高學生的設計能力和實 驗能力[4]。在虛擬環境中，學生能夠獨立操作，積極探索思維，有更多的 實驗技巧，可以輕松完成現實生活中無法完成的實驗。

3.4 ?將理論知識與實踐操作進行有機結合

眾所周知，計算機課程有著較高的實踐要求，教師僅僅依靠課本講解 還難以幫助學生理解較為晦澀的理論知識，學生需要耗費大量時間以及精 力才能真正學會應用相關的計算機技術，但在虛擬現實技術的輔助下，教 師可將課本內容更加直觀地呈現給學生。例如，在講解“網絡設備及網絡 連接”相關知識時，由于涉及網絡設備內部結構以及檢測儀器設備等相關 內容，學生沒有接觸過相關專業名詞，難以對課本內容去深刻理解。

4 結束語

綜上所述，虛擬現實技術是近年來比較熱門的技術類型，將其運用到 高職計算機教學當中，可以營造真實、形象的教學環境，幫助學生對教學 內容加深理解，提高學習主動性。與此同時，虛擬現實技術的應用，也方 便了教師備課，不僅可以拓展課程資源，而且可以豐富教學形式，而這對 于教學質量的提升是大有裨益的。因此，在當前背景下，對如何在高職計 算機教學中運用虛擬現實技術展開探討，具有極為重要的現實意義。

參考文獻：

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[3]都立君.淺談虛擬現實技術在中職計算機應用基礎教學中的必要性[J].魅力中國，2020，（11）：251-252.

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