VR技術(shù)在中職計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

黃廣萍

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，計(jì)算機(jī)教學(xué)形式隨著新興技術(shù)的發(fā)展而變化，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種提高人類(lèi)感官能力的計(jì)算機(jī)技術(shù)，將其引入計(jì)算機(jī)課程中，將會(huì)引起計(jì)算機(jī)專業(yè)教育形式的革新。計(jì)算機(jī)學(xué)科是理論與實(shí)踐相結(jié)合的一門(mén)學(xué)科，在中職教育過(guò)程中，計(jì)算機(jī)課程需要學(xué)生與教師相互配合，共同達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，并且從學(xué)生角度剖析計(jì)算機(jī)相關(guān)理論的實(shí)踐方法，根據(jù)學(xué)生自主性選擇教學(xué)模塊的實(shí)驗(yàn)方法，在中職計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程中的作用不可忽略。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 計(jì)算機(jī)教學(xué);虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);實(shí)驗(yàn)室教學(xué)

[中圖分類(lèi)號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2021）13-0216-02

VR技術(shù)即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是一種能夠創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)。VR技術(shù)應(yīng)用到教育教學(xué)中符合當(dāng)下的社會(huì)發(fā)展需求，傳統(tǒng)的教學(xué)模式在VR技術(shù)的幫助下，為教育發(fā)展提供了新鮮的活力，為教育教學(xué)創(chuàng)造了良好的環(huán)境。VR技術(shù)作為一種新興的教學(xué)應(yīng)用技術(shù)，融合了裸眼3D技術(shù)，將人機(jī)交互代入教學(xué)過(guò)程中，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生仿真場(chǎng)景和視覺(jué)表達(dá)圖像、視頻，讓學(xué)生身臨其境。教師在教學(xué)過(guò)程中需要重視學(xué)生的參與感和實(shí)踐能力，計(jì)算機(jī)學(xué)科重視學(xué)生實(shí)踐能力的表達(dá)。中職計(jì)算機(jī)課程中需要多種設(shè)備和媒體進(jìn)行協(xié)同作用，但是當(dāng)前的教學(xué)設(shè)備滿足不了學(xué)生畢業(yè)后接觸實(shí)際工作的實(shí)踐內(nèi)容。

一、VR技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是20世紀(jì)以來(lái)發(fā)展得較為迅猛的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)之一，其中涵蓋計(jì)算機(jī)控制、電子信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、仿真技術(shù)等領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備制作過(guò)程中需要非常精密的儀器，因此相對(duì)其他教學(xué)設(shè)備來(lái)說(shuō)比較昂貴、易損耗，并且虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的運(yùn)行與測(cè)試相對(duì)于其他類(lèi)型設(shè)備比較簡(jiǎn)單，在應(yīng)用上相對(duì)容易，學(xué)生比較容易沉浸其中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要結(jié)合傳感器設(shè)備進(jìn)行信息通信，因而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有互動(dòng)式、沉浸式、感知性等特征，設(shè)備將三維立體場(chǎng)景投影在一定角度的視覺(jué)區(qū)域，讓使用者身臨其境，在計(jì)算機(jī)設(shè)備創(chuàng)造的虛擬環(huán)境中進(jìn)行行動(dòng)交互，從視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)三個(gè)層面影響使用者的體驗(yàn)感。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被認(rèn)為是一種技術(shù)中的藝術(shù)，具有多種特點(diǎn)，如多感知性、聽(tīng)覺(jué)感知、觸覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知，甚至包括味覺(jué)、嗅覺(jué)等。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)產(chǎn)生，但由于計(jì)算機(jī)技術(shù)限制，直到80年代才逐漸進(jìn)入人們的視線，目前作為一種熱門(mén)的技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。2018年世界杯首次引進(jìn)了VR技術(shù)，可讓球迷們身臨其境地觀看比賽。VR技術(shù)確保了球員的每一個(gè)動(dòng)作都能精準(zhǔn)地回放，從而幫助觀眾可能在幾秒內(nèi)得知裁判是否錯(cuò)判，同時(shí)360°的全景體驗(yàn)，VR觀眾可以從任何一個(gè)角度來(lái)觀看比賽。隨著VR的技術(shù)成熟，體育、電商、旅游、教育等都是VR技術(shù)未來(lái)大有所為的主戰(zhàn)場(chǎng)。同樣在教育領(lǐng)域，VR技術(shù)進(jìn)入課堂將會(huì)是未來(lái)課堂的發(fā)展趨勢(shì)。

二、中職計(jì)算機(jī)教學(xué)現(xiàn)狀

在中職院校中調(diào)研發(fā)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)比理論課程要多，中職計(jì)算機(jī)的教學(xué)內(nèi)容中明確了教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的重要性。但是在計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)過(guò)程中，教師只是通過(guò)傳統(tǒng)的媒體和教學(xué)工具進(jìn)行課程教學(xué)，有些計(jì)算機(jī)課程無(wú)法使用實(shí)物進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生需要通過(guò)教師的實(shí)踐內(nèi)容展示理解教學(xué)內(nèi)容，某些課程需要學(xué)生掌握理論知識(shí)后進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探究理論原理，此類(lèi)課程往往缺乏實(shí)踐活動(dòng)環(huán)節(jié)和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，這讓部分學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過(guò)程中缺乏興趣，認(rèn)為計(jì)算機(jī)學(xué)科學(xué)習(xí)都非常枯燥，對(duì)于考試等考核形式并不認(rèn)可，這種傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)科教學(xué)模式勢(shì)必會(huì)被社會(huì)所淘汰。純理論知識(shí)的教授缺乏實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)，會(huì)讓學(xué)生與教師同步脫節(jié)社會(huì)需求，走向社會(huì)后，學(xué)生還需要進(jìn)行相應(yīng)培訓(xùn)才可以勝任工作崗位，這會(huì)導(dǎo)致教學(xué)成果大打折扣。計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程例如計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、高級(jí)編程語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)等課程，從教師角度來(lái)看是非常重要的基礎(chǔ)課程，但是大部分中職學(xué)生相關(guān)理論知識(shí)掌握得并不好，并且實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐操作環(huán)節(jié)表現(xiàn)并不優(yōu)秀，這也是教學(xué)過(guò)程中缺少理論與實(shí)踐相結(jié)合所導(dǎo)致的不良教學(xué)成果。中職計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的學(xué)生大多數(shù)對(duì)專業(yè)課程有所抵觸，原因在于教師無(wú)法與學(xué)生進(jìn)行良好的互動(dòng)，學(xué)生無(wú)法在課程中獲得參與感，學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力亟須提高。此外，在中職院校中學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)課程的學(xué)生普遍認(rèn)為，在畢業(yè)后社會(huì)就業(yè)過(guò)程中，應(yīng)用的能力水平高于理論水平，這體現(xiàn)了中職院校培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)成果之間的不一致問(wèn)題，計(jì)算機(jī)應(yīng)用類(lèi)人才的缺失，需要中職院校計(jì)算機(jī)學(xué)科教師將現(xiàn)代社會(huì)實(shí)踐人才的培養(yǎng)作為當(dāng)前教育目標(biāo)的重點(diǎn)。

三、VR技術(shù)在中職計(jì)算機(jī)教學(xué)中的應(yīng)用

（一）課件制作

中職計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程中，課件制作是非常主要的一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用方式。計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程中，實(shí)踐性非常強(qiáng)，在教師制作課件的過(guò)程中，可以讓學(xué)生參與課件制作，讓學(xué)生利用虛擬現(xiàn)實(shí)仿真工具實(shí)現(xiàn)一系列的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和軟件功能[1]。例如在教學(xué)計(jì)算機(jī)組成相關(guān)知識(shí)的過(guò)程中，可以讓學(xué)生參與制作課件，讓學(xué)生親自操作計(jì)算機(jī)模擬機(jī)器的制作，用動(dòng)畫(huà)形式制作計(jì)算機(jī)組成的過(guò)程，能夠讓學(xué)生接觸到計(jì)算機(jī)各個(gè)元件的位置和功能組成，從點(diǎn)到線，從線到面，從面到體，一步步從微觀到宏觀，這會(huì)讓學(xué)生更加直觀地感受計(jì)算機(jī)這種實(shí)物，并不會(huì)覺(jué)得計(jì)算機(jī)是個(gè)冰冷的工具。通過(guò)課件制作，還可以讓學(xué)生理解計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識(shí)?？梢酝ㄟ^(guò)讓學(xué)生制作二維以及三維的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，讓不同元件有些被隱藏、有些無(wú)標(biāo)識(shí)，讓學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí)某個(gè)節(jié)點(diǎn)應(yīng)該如何連接，每個(gè)設(shè)備應(yīng)該以什么形狀的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)，這能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，在學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程中能夠體會(huì)到計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的多樣化設(shè)計(jì)方式以及部署原理。在信息安全課程教學(xué)過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)安全原理無(wú)法通過(guò)實(shí)物進(jìn)行展示，因此學(xué)生可以通過(guò)體驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)攻防虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全原理進(jìn)行深刻理解，如何利用安全算法的設(shè)計(jì)將網(wǎng)絡(luò)安全級(jí)別加以提高，都需要學(xué)生在課余時(shí)間進(jìn)行思考，這樣可以加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，培養(yǎng)安全意識(shí)。

（二）虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中最大的作用便是可以直接模擬出一個(gè)虛擬的機(jī)房。利用VR技術(shù)，學(xué)生也一樣可以在電腦上安裝自己的操作系統(tǒng)。在學(xué)習(xí)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程時(shí)，VR技術(shù)創(chuàng)造出虛擬的電路設(shè)計(jì)，學(xué)生可以重復(fù)嘗試，即便出現(xiàn)了問(wèn)題和錯(cuò)誤，也不用擔(dān)心資源的損失浪費(fèi)[2]。在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)，VR技術(shù)也同樣可以發(fā)揮重要的作用。通過(guò)VR技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅可以減輕教師的負(fù)擔(dān)，給學(xué)生真實(shí)的感受，還可以縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，減少資源浪費(fèi)。但教師也不能就此依賴VR技術(shù)的便利，還是要視情況而定，在真實(shí)操作的時(shí)候要親自動(dòng)手實(shí)踐，虛實(shí)結(jié)合，達(dá)到實(shí)驗(yàn)的效果。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室，對(duì)于中職計(jì)算機(jī)教師來(lái)說(shuō)是非常有利的，虛擬實(shí)驗(yàn)室能夠讓學(xué)生無(wú)限試錯(cuò)，在教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)中學(xué)生總是因?yàn)楹ε洛e(cuò)誤而不敢進(jìn)行動(dòng)手嘗試，這對(duì)于教育者來(lái)說(shuō)是比較明顯的缺陷。虛擬實(shí)驗(yàn)室能夠讓學(xué)生不知不覺(jué)地沉浸其中，對(duì)于對(duì)錯(cuò)的關(guān)注程度有所下降，當(dāng)學(xué)生做對(duì)一道題目是通過(guò)自己不懈的努力完成時(shí)，學(xué)生自身的自信感和自豪感也會(huì)增強(qiáng)，學(xué)生對(duì)于學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程的信心也會(huì)大幅增加。并且計(jì)算機(jī)課程的實(shí)踐內(nèi)容可以拓展和豐富，從理論課堂遷移到實(shí)踐活動(dòng)環(huán)節(jié)，虛擬實(shí)驗(yàn)室的作用是非常明顯的，雖然虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備造價(jià)較高，但是能夠增強(qiáng)教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生參與課程的體驗(yàn)感，這對(duì)于教師來(lái)說(shuō)是非常有利的。虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式逐漸成為中職院校計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程的主流方向，虛擬實(shí)驗(yàn)室還能夠降低計(jì)算機(jī)設(shè)備的維護(hù)成本，對(duì)信息化硬件、軟件并不完善的中職院校來(lái)說(shuō)，是比較劃算的教學(xué)設(shè)備體系。

（三）課程教學(xué)資源拓展

在中職院校計(jì)算機(jī)課程教授過(guò)程中，課程教學(xué)資源的限制會(huì)讓課程的開(kāi)展過(guò)程充滿艱辛。計(jì)算機(jī)教學(xué)資源多種多樣，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的大數(shù)據(jù)時(shí)代，需要進(jìn)行資源整合，進(jìn)一步提升各種資源優(yōu)勢(shì)，向?qū)W生提供更具實(shí)用性、更具自主操作性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而更加突出信息化時(shí)代的教育理念。VR技術(shù)可以將現(xiàn)有的教學(xué)課件虛擬化、動(dòng)畫(huà)虛擬化、微課虛擬化、影視資源虛擬化等，彰顯了各類(lèi)教學(xué)資源的特色，融合資源的優(yōu)勢(shì)，讓教與學(xué)不受時(shí)間、空間的限制，教學(xué)場(chǎng)景更加形象逼真，作為一股新的力量革新傳統(tǒng)信息手段，彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)的不足之處[3]。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，中職院校的計(jì)算機(jī)課程資源也會(huì)隨著信息的更新不斷更新，網(wǎng)絡(luò)資源的大數(shù)據(jù)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的多種特性決定了其對(duì)軟硬件信息資源的需求是旺盛的，不同版本的硬件設(shè)備能夠影響VR技術(shù)的不斷發(fā)展與落地，軟件資源的更新?lián)Q代也能夠提高虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展?jié)摿?。課程教學(xué)資源的拓展需要教育工作者與學(xué)生協(xié)同合作，有些學(xué)生通過(guò)一些信息化工具搜集到的課程資源與發(fā)展方向?qū)處焷?lái)說(shuō)是大有助益的。通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以呈現(xiàn)出課程教學(xué)資源數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)充趨勢(shì)，對(duì)接企業(yè)產(chǎn)業(yè)化孵化器，產(chǎn)學(xué)結(jié)合的模式會(huì)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中職計(jì)算機(jī)課堂中的應(yīng)用推向頂峰。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所帶來(lái)的數(shù)據(jù)中有大部分都能夠應(yīng)用在中職計(jì)算機(jī)課程教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)用前景不可估量。

總之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種提高人類(lèi)感官能力的計(jì)算機(jī)技術(shù)，將其引入計(jì)算機(jī)課程中，將會(huì)引起計(jì)算機(jī)專業(yè)教育形式的革新。計(jì)算機(jī)學(xué)科是理論與實(shí)踐相結(jié)合的一門(mén)學(xué)科，在中職教育過(guò)程中，計(jì)算機(jī)課程需要學(xué)生與教師相互配合，共同達(dá)成教學(xué)目標(biāo)。計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程中，實(shí)踐性非常強(qiáng)，在教師制作課件的過(guò)程中，可以讓學(xué)生參與課件制作，讓學(xué)生利用虛擬現(xiàn)實(shí)仿真工具實(shí)現(xiàn)一系列的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)和軟件功能。虛擬實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式逐漸成為中職院校計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程的主流方向，降低計(jì)算機(jī)設(shè)備的維護(hù)成本，是中職院校比較劃算的教學(xué)設(shè)備體系。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷更新和發(fā)展，中職院校的計(jì)算機(jī)課程資源也會(huì)隨著信息的更新不斷更新。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 馬燕萍