虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)的運(yùn)用

張健

【摘要】本文將對(duì)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行簡單的介紹，以便讀者對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)了解得更加深刻，就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)的優(yōu)勢和運(yùn)用加以分析。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);計(jì)算機(jī);教學(xué)

隨著虛擬技術(shù)的發(fā)展成熟，如今虛擬技術(shù)被應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入計(jì)算機(jī)教學(xué)后，虛擬技術(shù)與計(jì)算機(jī)課堂相融合，很好地彌補(bǔ)了此前教師在課堂上課程中存在的一些不足，能夠?qū)⒅R(shí)更加形象生動(dòng)化的傳遞給學(xué)生，對(duì)于提升學(xué)生對(duì)于課堂的興趣和提高課堂效率有非常大的幫助，能夠使得學(xué)生對(duì)于計(jì)算機(jī)知識(shí)產(chǎn)生更深刻的理解，達(dá)到更好的課堂效果。因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)走進(jìn)課堂，是教育改革邁出的重大一步，對(duì)于計(jì)算機(jī)教學(xué)有著深遠(yuǎn)的影響。

1. 計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

隨著科技的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在教育、醫(yī)學(xué)、自然等領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶給人們最直觀的視覺感受，給人們最強(qiáng)烈的聽覺感觸。如果將計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)加以利用到更多生活方面，將會(huì)給人類的生活帶來更多的便利。

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本概念

計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是集多媒體技術(shù)、控制學(xué)、計(jì)算及圖形等一體化的一項(xiàng)技術(shù)。計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡而言之的理解意思即是利用計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)軟件，將現(xiàn)實(shí)中的一些具體的場景或者是實(shí)物利用一系列的計(jì)算機(jī)應(yīng)用轉(zhuǎn)變成虛擬的場景，化具體為抽象的這一過程更有利于人們?nèi)ダ斫?、接受?/p>

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基本特征可以概括成以下四個(gè)部分：

1.2.1 多感知性

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)基本上是單一的視覺感知，但是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)卻具有視覺感知、聽覺感知、觸覺感知等等，人巧妙地將自身多種感知能力與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的感知結(jié)合起來，從而幫助人們更好地去理解此前抽象的內(nèi)容。

1.2.2 現(xiàn)實(shí)感

人的情感是簡單的，只不過是七情六欲;但是人的情感又是復(fù)雜的，七情六欲中飽含著萬千思緒。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)營造的虛擬場景中，可以將難以言喻的情感，更加真實(shí)準(zhǔn)確地表達(dá)出來，這是語言和簡單的圖片所不能夠做到的。因此當(dāng)人們?cè)谏钪行枰磉_(dá)情感時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)起到重要作用。

1.2.3 交互感

究其根本虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是由技術(shù)人員利用計(jì)算機(jī)以及其它設(shè)備實(shí)現(xiàn)的，我們?cè)谌プノ矬w的同時(shí)，不僅僅是由物體的觸覺，更是能感受到物體的重量，從而達(dá)到一種 “交互”。

1.2.4 自主性

自主性是指虛擬環(huán)境中物體根據(jù)指定的物理動(dòng)作的程度，例如當(dāng)物體受力時(shí)就會(huì)運(yùn)動(dòng)，受熱時(shí)就會(huì)膨脹。物體具有一定的自主意識(shí)，從而達(dá)到指定的物理動(dòng)作。

1.2.5 沉浸式體驗(yàn)

通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)備，人們能夠?qū)μ摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)中模擬出來的環(huán)境產(chǎn)生沉浸式的體驗(yàn)感，在使用設(shè)備時(shí)，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所營造的虛擬環(huán)境具有很強(qiáng)的真實(shí)感，因此使用者會(huì)暫時(shí)忘記現(xiàn)實(shí)環(huán)境，而專注于體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所打造的虛擬環(huán)境。

2. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)的優(yōu)勢

首先，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用，化抽象為具象，貼近生活的一些場景有利于刺激學(xué)生的視覺、聽覺、觸覺神經(jīng)，這無疑能夠全面調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官來參與學(xué)習(xí)，一方面能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生能更加理解接受所學(xué)知識(shí)內(nèi)容，另一方面，調(diào)動(dòng)全身感官，能夠給學(xué)生留下更加深刻的影響，使得學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)能夠更加牢固地留在腦海里，提升課堂整體效率。

其次，教師營造一種虛擬環(huán)境，搭建了實(shí)際有用的教學(xué)環(huán)境給學(xué)生，運(yùn)用一些具象的物體實(shí)現(xiàn)學(xué)生和教師之間的交互，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主觀察科學(xué)事實(shí)的目標(biāo)，使得學(xué)生能夠自主學(xué)習(xí)和探討。

最后，在虛擬環(huán)境中，教師可以更加直觀觀察到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，及時(shí)查缺補(bǔ)漏，也便于教師調(diào)整自己的教學(xué)方式，與學(xué)生共同探討，找到更加適合學(xué)生的教學(xué)方法，共同打造高效課堂。

3. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的具體應(yīng)用

信息化時(shí)代下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到了充分的發(fā)展，在具體的計(jì)算機(jī)教學(xué)中也同樣得到了完整的詮釋，作為優(yōu)勢比較明顯的技術(shù)，一共有以下四種具體應(yīng)用。

3.1 營造多系統(tǒng)環(huán)境

每個(gè)教育體系下都有著多種環(huán)境，為了達(dá)到各個(gè)系統(tǒng)環(huán)境的互容性，營造多系統(tǒng)環(huán)境是很有必要的。在虛擬計(jì)算機(jī)下，多系統(tǒng)環(huán)境得以搭建，因?yàn)槊總€(gè)教學(xué)內(nèi)容目標(biāo)滿足于不一樣的系統(tǒng)環(huán)境，依照以往的單系統(tǒng)環(huán)境，根本無法實(shí)現(xiàn)互不干擾，但是依靠虛擬技術(shù)，可以根據(jù)教師的需求構(gòu)建一個(gè)相對(duì)個(gè)性化的教學(xué)系統(tǒng)環(huán)境，使得學(xué)生在個(gè)性化集體中獲取知識(shí)。

3.2 實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)新課堂

近幾年來，網(wǎng)絡(luò)課堂已經(jīng)被各大高校廣泛應(yīng)用，在以往的傳統(tǒng)課程中，學(xué)生與教師的交流幾乎是缺失的，學(xué)生的權(quán)限被傳統(tǒng)課堂所束縛，教育資源也難以得到合理優(yōu)化分配。當(dāng)慕課、微課等一些新課堂的推出，一時(shí)間受到了各界的好評(píng)，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓學(xué)生言論自主化，拉近了學(xué)生和教師的距離，教育的綜合價(jià)值得到了一定的提升。

3.3 搭建便攜式計(jì)算機(jī)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)區(qū)域受到計(jì)算機(jī)教學(xué)的關(guān)注，追蹤關(guān)注慕課、微課的教學(xué)，將課堂上的學(xué)習(xí)延續(xù)到上機(jī)的課后學(xué)習(xí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引入，打破了時(shí)間和區(qū)域?qū)τ趯W(xué)生學(xué)習(xí)的局限，創(chuàng)造更加便利、快捷的教學(xué)條件，利用學(xué)生的碎片化時(shí)間，讓學(xué)生獨(dú)自開展課后實(shí)踐活動(dòng)，豐富自己的知識(shí)，拓展自己的學(xué)習(xí)領(lǐng)域。充分把握教師的教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量。

3.4 構(gòu)成編程測試環(huán)境

計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)可以將編程測試環(huán)境提供給學(xué)生，教師可依靠教學(xué)內(nèi)容搭建合適健全的教學(xué)環(huán)境系統(tǒng)，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，還能安裝大量軟件、插件，以滿足教師的教學(xué)需求。從而使得教學(xué)課堂更加生動(dòng)化、多樣化，教學(xué)改良的現(xiàn)實(shí)目標(biāo)也會(huì)得到一定程度的實(shí)現(xiàn)。

4. 小結(jié)

在計(jì)算機(jī)教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在逐漸全覆蓋，相比于傳統(tǒng)教學(xué)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)節(jié)省了授課時(shí)間與教育成本，它的引入使得教學(xué)課堂形象化，教師授課方式多樣化，學(xué)生接受程度穩(wěn)定化。當(dāng)然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)各個(gè)領(lǐng)域都有著巨大的影響和意義，合理運(yùn)用，必將會(huì)成為生活、科研、研究的一大利器。因此，加大對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的推廣是當(dāng)下必定要推行之策，計(jì)算機(jī)教學(xué)質(zhì)量最優(yōu)化才是我們教育界追求的最高目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

【1】喬裕棟.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育事業(yè)上的應(yīng)用及影響[J].中國新通信，2018（2）

【2】齊巨慧，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].山西廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，（1）：49-52

【3】尹立輝，網(wǎng)絡(luò)虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)方案[J].天津農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010.17（2）：29-32

【4】趙建軍，計(jì)算機(jī)虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用探析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，（11）：187-188