虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

丁浩浩

摘 要：隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教學(xué)也有了一定的融合，作為一種新興的教育方式，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域越來越引起大家的重視，也有越來越多的學(xué)校、教育機(jī)構(gòu)和教師看到了虛擬技術(shù)在教育教學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮的作用。在這里，結(jié)合計(jì)算機(jī)教學(xué)的工作實(shí)踐，淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：虛擬技術(shù);計(jì)算機(jī);教學(xué)應(yīng)用

引言：教育教學(xué)技術(shù)、方式隨著科技信息化時代的發(fā)展不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體信息以及人工智能等科技技術(shù)的發(fā)展與交流，為現(xiàn)代教育提供了新的發(fā)展機(jī)遇?，F(xiàn)代教育模式已不再停滯在圖文教學(xué)、教師講課授學(xué)等常規(guī)模式層次上，而是跟隨科技的發(fā)展朝著多媒體教學(xué)方向發(fā)展，使教學(xué)人員更多的投入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中去。它可以滿足任意數(shù)量的學(xué)生在任意時間進(jìn)行學(xué)習(xí)、試驗(yàn)等，同時可以更容易的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級、調(diào)整設(shè)備配置，以滿足不同教學(xué)內(nèi)容、不同教學(xué)對象等的需求。

一、虛擬技術(shù)的特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的一個重要方向，是仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、等多種技術(shù)的集合。是一門富有挑戰(zhàn)性的交叉技術(shù)前沿學(xué)科和研究領(lǐng)域。沉浸、交互和構(gòu)想是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三大特性，沉浸是指學(xué)習(xí)者在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所產(chǎn)生的三維虛擬環(huán)境景象中，體會到身臨其境的感覺;交互是指學(xué)習(xí)者在通過多種傳感器與多維信息的虛擬環(huán)境起到交互交流;構(gòu)想主要是指用戶的感官在接受虛擬環(huán)境刺激后，結(jié)合自身固有的知識經(jīng)驗(yàn)和所經(jīng)歷的事情對環(huán)境的設(shè)想。

二、虛擬技術(shù)在教學(xué)中的作用

（一）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的思維探索能力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與傳統(tǒng)的"教師傳道授業(yè)解惑--學(xué)生聽課"的教學(xué)模式有著很大區(qū)別，其最根本的特點(diǎn)在于最大限度的提升學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)知識的自主積極性和自主學(xué)習(xí)能力。通過刺激學(xué)習(xí)者的多種感官，使學(xué)生代入教師所教授的情境之中，做到真正的置身其中的境界，并依據(jù)自身的實(shí)際情況，給予感性和理性的認(rèn)識與理解，從而大幅度引導(dǎo)學(xué)生思維的流暢性、變通性和精細(xì)性，為培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維提供了豐富的資源和便利空間。

（二）徹底打破時空限制。在現(xiàn)實(shí)生活中，每個人不可能經(jīng)歷所有情景，也不可能使情景時刻存在等待學(xué)生去感受，它受時間和空間、特定地理環(huán)境、時代背景等的限制。因此，在教育教學(xué)實(shí)踐過程中，采用虛擬技術(shù)可以突破時間、空間、地點(diǎn)的限制，在最大程度上還原某個情景，例如世紀(jì)前的恐龍時代或者是未來人工科技智能發(fā)展時代，就如電影一般合乎理論又生動形象的展現(xiàn)出來;也可以放大時間，把一瞬間的結(jié)束的事情，慢慢展現(xiàn)在學(xué)生面前，使學(xué)生感同身受，能深刻體會教師在教授課程內(nèi)容時所要傳授的最深度的意義和思想情感。

（三）彌補(bǔ)教學(xué)條件的不足。傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式通過各種儀器的使用、闡述和說明教授學(xué)習(xí)者課程知識內(nèi)容以及意義。實(shí)驗(yàn)儀器通過多次使用不可避免地造成一些磨損和淘汰，需要學(xué)?；蚺嘤?xùn)教學(xué)機(jī)構(gòu)進(jìn)行修整、維護(hù)、保養(yǎng)，浪費(fèi)大量的人力物力，同時隨著時代科技等的迅速進(jìn)步，儀器需要同步進(jìn)行更新?lián)Q代，這無形之中導(dǎo)致學(xué)?；蚺嘤?xùn)教學(xué)機(jī)構(gòu)經(jīng)費(fèi)的大量使用，不利于更好地發(fā)展。用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以解決學(xué)校普遍存在的實(shí)驗(yàn)設(shè)備不夠、型號系統(tǒng)落后、教學(xué)經(jīng)費(fèi)場地缺乏等等問題，避免因設(shè)備設(shè)施難以跟上科技信息化技術(shù)的發(fā)展而導(dǎo)致的教學(xué)技術(shù)落后、教學(xué)效果差等等問題。同時，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以避免在實(shí)踐課程實(shí)驗(yàn)中所帶來的各種危險問題，使學(xué)生可試做各種各樣的試驗(yàn)，獲得與真實(shí)體驗(yàn)幾乎一樣的感受，加深對教學(xué)內(nèi)容的理解。

三、虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)硬件和軟件課程教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用

（一）虛擬校園。虛擬校園是指從因特網(wǎng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、網(wǎng)上虛擬現(xiàn)實(shí)社區(qū)以及3D技術(shù)的發(fā)展角度出發(fā)，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)施，模擬現(xiàn)實(shí)校園的三維景觀和3D教學(xué)環(huán)境數(shù)字化的結(jié)合，是基于現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境的三維虛擬環(huán)境，用于對學(xué)校的資源管理和配置，對學(xué)校環(huán)境管理和改造實(shí)施學(xué)校的發(fā)展也有著重要作用。

（二）虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在教學(xué)過程中，存在因教學(xué)條件有限等原因無法正常進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，在這里，虛所實(shí)驗(yàn)教學(xué)就完全能滿足教學(xué)的需要。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)構(gòu)建一個三維實(shí)驗(yàn)環(huán)境，學(xué)習(xí)者通過視頻窗口觀察所創(chuàng)建虛擬環(huán)境的變化，通過虛擬實(shí)踐實(shí)驗(yàn)了解實(shí)驗(yàn)結(jié)果和意義。

（三）虛擬技能培訓(xùn)。虛擬技能培訓(xùn)是指利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)創(chuàng)造一個接近真實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境，使學(xué)習(xí)者身處其中，自己動手操縱儀器，獲得操作經(jīng)驗(yàn)，掌握實(shí)踐能力。虛擬技術(shù)可以克服天氣、場地、器械、經(jīng)費(fèi)等各種條件的限制，使得專業(yè)技能培訓(xùn)更加安全，且成本更低，可以不考慮設(shè)備損壞、損耗等因素循環(huán)反復(fù)操作，適合大范圍推廣。

結(jié)語：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其良好的應(yīng)用基礎(chǔ)和理論應(yīng)用前景受到越來越多高校的青睞，特別是伴隨著高校有限資源同廣泛的教學(xué)需求之間的日益加深的矛盾，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室建設(shè)顯得迫在眉睫。虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為學(xué)生創(chuàng)新能力、動手能力、協(xié)作能力的培養(yǎng)起到了重要影響?？傊摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用與教學(xué)，是教育教學(xué)行業(yè)技術(shù)的一個飛躍發(fā)展。它能夠營造自主學(xué)習(xí)的環(huán)境，做到真正真實(shí)的身臨其境，推進(jìn)傳統(tǒng)的"教師傳道授業(yè)解惑--學(xué)習(xí)者聽課"的教學(xué)方式過渡到由學(xué)習(xí)者自身通過感官系統(tǒng)和對虛擬現(xiàn)實(shí)信息環(huán)境的相互作用，充分掌握知識技能的新型學(xué)習(xí)方式，不斷促進(jìn)和提升學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的主動性、自覺性、樂趣性，最終取得更好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

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