基于虚拟现实技术的计算机辅助教学探讨

摘  要：随着计算机辅助教学技术的快速发展，不仅能够提高课堂教学的效率，增强师生之间的互动性，而且也能够有效的活跃课堂气氛，提高学生学习兴趣。虚拟现实技术作为计算机技术的未来重要的发展方向，在课堂教学中的应用前景非常广阔。通过虚拟现实技术能够让知识更加立体的呈现在学生面前，为学生营造更加逼真的课堂教学氛围，实现视觉与听觉上的双重刺激，让学生的学习主动性和学习效果得到全面的增强。本文通过对虚拟现实技术在计算机辅助教学中的应用进行分析，能够为高校计算机辅助教学提供全新的教学思路。

关键词：虚拟现实技术;计算机技术;辅助教学

虚拟现实技术融合计算机技术、信息技术等，利用电脑模拟创造一个三维空间，为使用者提供视觉、听觉、触觉等方面的感官模拟，让使用者能够产生身临其境的感觉。虚拟实境并没有时间空间的限制，而是随着使用者在不断移动和探索将精确的3D世界影像传输给使用者。通过运用虚拟现实技术在课堂教学中进行应用，能够让教学的内容更加真实生动的展现给学生面前，让学生产生身临其境的感觉，提高学生对视觉和听觉上的刺激，让学生能够更加投入到教学活动之中。

一、计算机辅助教学

计算机辅助教学的内涵。

计算机辅助教学就是指通过计算机系统来模拟教师的全部教学过程，让学生能够自主获得知识，最终实现课堂教学的目标，在计算机辅助教学实际开展的过程中，能够让更多的教学内容在有限的时间内得到全面的展示，让学生可以更好的理清教学的重点难点，对相关的知识进行归类与分析，利用计算机有序的将新知识以及相关的信息传递给学生，然后以传授的新知识作为基础，让学生来解决实际的问题。

通过对学生学习效果进行评测能够及时发现学生存在的主要不足，并且对学生进行在线指导，帮助学生更好的提高对知识的理解。学生还可以结合实际情况自由的设置授课时间以及授课速度，方便学生全面梳理自己的学习规划，提高学习水平。

二、虚拟现实技术

虚拟现实技术的发展历程。

尽管虚拟现实技术是目前计算机科学发展的前沿技术，但是虚拟现实技术出现的时间非常长。例如在上世纪40年代美国的科学家就通过模拟飞行器的方式来训练飞行员，而这也是虚拟现实技术的早期雏形。

到了上世纪六七十年代，虚拟技术得到了持续发展，科学家研制出了头戴显示器，通过戴上头戴显示器之后能够使得显示器中的画面随着使用者的大脑转动而转动实现同步。上世纪80年代之后，虚拟现实技术通过融合仿真技术、多媒体技术等，能够为使用者创造一个真实的虚拟世界，不仅包括虚拟的空间和虚拟环境，而且也能够包括虚拟世界中的所有事物，计算机系统会根据用户的触摸情况来通过视觉、听觉、触觉等多种感官反馈给用户，让用户体会到真正的虚拟世界。在现代信息化大数据的加持之下，虚拟现实技术能够在短时间内处理大量的数据，提高了用户体验。

三、虚拟现实技术的主要特点

1.实时交互性。所谓的实时交互性就是使用者与虚拟世界之间能够产生相互作用的能力，当用户进入到虚拟世界时，如果对虚拟世界中做出一系列的反应，那么虚拟世界就会给用户一定的反馈，让用户产生真实感。例如在虚拟游戏中，用户通过击打迎面而来障碍物，系统会根据用户的反应来判断是否击中，如果击中则障碍物会破碎，如果没有击中则游戏结束，通过这样的互动性能够增强用户的实际体验。

2.多重感知。虚拟现实技术与计算机辅助技术相比较来看，具有更多的感知特点，因为计算机技术只有视觉听觉方面的感知，而虚拟现实技术则能够将视觉、听觉、触觉、嗅觉等感官进行融合，当虚拟现实发展到一定阶段时，人类的所有感知都可以实现。

3.沉浸感。沉浸感主要體现在体验者通过独自进入到虚拟世界中利用不同的动作感官，让体验者无法分辨虚拟世界与现实世界的区别。

4.自主性。虚拟现实技术的自主性，就是通过对虚拟世界中物体运动以及环境变化进行判断，不会受到外界环境的干扰，让体验者感受到真实的世界中。

四、虚拟现实技术与计算机辅助教学的实际融合

1.虚拟现实描述模型语言。虚拟现实技术能够通过文字、图像、声音等方面调动体验者的感官，还能够融合图像、声音、文字，将各种信息直观的呈现给使用者，所以通过虚拟现实技术在课堂教学中的应用，能够增强对学生的感官刺激，提高学生对课程的认知和了解。利用虚拟实境描述语言，能够将图片、文字等教学内容放入到立体的教学场景之中，让学生能够真正的进入到教学的环境通过与虚拟世界进行互动和交流，极大的丰富了学生的体验。

2.虚拟实境描述模型在网络教学中的实际应用。利用网络教学能够将不同空间的教室连接成一个整体，实现多个教室同时上课，保证教学资源可以共享。通过利用网络教学的方式，能够增强学生的课堂参与感，为学生展示更多不常见的知识。利用虚拟实境描述语言模型能够将图片文字等教学资源进行全方位的展示，极大的简化了教学复杂模型构造的问题，提高学生与教学资源的互动性和参与感。通过虚拟实境描述语言构造的虚拟环境也能够增强学生的参与感，让学生在更加真实的环境下学习。

五、结论

虚拟现实技术通过构建虚拟的学习空间，让学生和教师可以自由的进行交流，为学生营造一种身临其境的感觉，也非常符合学生的认知，激发学生学习兴趣。

参考文献

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作者简介

刘叶（1982.06—），邵阳职业技术学院，研究生，讲师，计算机应用技术。

标注：邵阳市科技计划项目经费资助。项目编号：2018GX39。