基于虚拟现实和项目教学的高职计算机专业建设改革的探索与研究解析

韩睿 南京交通职业技术学院

一、引言

虚拟现实和项目教学的高职计算机专业建设改革，是顺应计算机发展、信息化时代到来的重要举措，同时也是计算机教学改革实现的关键。计算机需求增加，信息产业集群的出现，软件产业成为发展的重头戏。市场对高新技术人员的需求极为迫切，在这样的发展背景下，高职院校扩大计算机专业招生范围，充分发挥出其为市场贡献职业性人才的价值，提高对计算机专业教育的重视。当然传统计算机教学模式不能满足软件行业对技术人才的需求，基于此必须积极进行计算机专业教学改革，以虚拟现实和项目教学等手段，提高高职院校学生计算机专业实践能力，确保其毕业能够迅速上岗，随时对接软件行业。

二、高职计算机专业人才培养目标

高职院校不断为社会输送职业型人才，高职院校计算机专业教学，主要培养目标是企业需要的技术性人才。高新技术迅速发展，在此背景下计算机、软件行业对人才的需求更为明确，程序员、系统分析师、软件工程师成为市场紧缺型人才。程序员作为计算机企业、软件企业发展关键的技术能手，对企业技术发展至关重要。系统分析师针对企业发展制定科学的设计思路，软件工程师帮助企业拓展软件研究范围。这三种类型中，软件工程师需求量最大，不管是哪种类型的人才，都在给高职院校计算机专业发送信息，市场需要大量技术型人才。这些技术人才不仅要掌握专业的技术，还要具备扎实的理论基础，能够在工作中做到与时俱进，准确掌握各种软件的研究设计，熟练运用常见软件操作系统。

正因如此，高职院校计算机专业教学改革中，需要明确人才培训目标，培养技术型人才。以此为中心积极深入改革，提高学生综合能力培养，协调好理论教学与实践教学的关系，锻炼学生技术操作能力。从计算机教学角度出发，认识到传统教学模式的不足，尤其是基础课程、理论课程的设定比例，过度消耗学生的实践联系时间，导致学生基础知识在实际应用中没有任何头绪，出现基础知识不扎实、实践操作不专业等双向问题。高职计算机专业人才培养目标的明确，指引高职院校计算机专业改革前进，尊重学生技术能力培训要求，适当对教学课程进行调整，理论课程与实践课程协调的同时，还要引入更多开发技术工具，处理好课程时间安排，以此为学生理论基础扎实、专业知识掌握提供有利条件。改变传统教学理念，引入新的教学方法，重视学生综合能力提升的同时还要关注教师专业素质提高，打造更具专业教学能力的师资队伍。加强高职院校与企业之间的联系，以企业为纽带为学生输送更多专业技术，拓宽计算机教学渠道，锻炼学生专业技能的同时，提高学生就业适应能力。

三、高职虚拟现实专业建设改革方案探析

高职虚拟现实专业建设，必须以核心课程体系为支撑，结合项目教学法以及虚拟现实职业核心能力为基础，积极创建虚拟现实专业课程体系，明确课程教学风向标与计算机专业人才培养定位，进而得到更理想的教学改革效果。

1.项目教学法

项目教学法在高职虚拟现实专业建设改革中的应用，必须明确高职计算机专业培养人才的根本目标，认识到高职计算机专业教学存在的局限性，在此基础上引入项目教学法，协调计算机专业理论教学与实践教学关系，加大实践教学培养力度，优化培养手段，锻炼学生对计算机理论知识的实际应用能力。项目教学法在教学中的应用发展渐趋成熟，尤其是职业教学中，高职院校针对项目教学法对学生职业能力培训的优势，结合职业教学特点进行融会贯通，取得十分理想的教学效果。

高职计算机专业项目教学法的应用，将计算机专业的教、做、学融为一体，真正做到计算机理论知识教学、专业技能操作等无缝衔接，提高理论教学质量的同时，提高学生专业操作能力，引导学生树立正确的职业价值观，培养学生职业专业能力。项目教学法的应用，设置实践操作教学模块，科学分配理论知识与实践操作比例，制定更科学的教学顺序。结合教学内容要求，设置实践任务，通过实践任务探索掌握其中的理论知识，随后对理论知识进行详细教学，帮助学生明确学习的目的性，能够应用理论知识解决计算机专业实践操作任务。引导学生深入思考，培养学生微观理论掌握能力。

项目教学法除了提高学生微观理论掌握能力之外，改变高职院校计算机专业教学模式，坚持做到以学生为中心，端正学生在学习中的位置，项目中心为学生，教师作为辅导科学指导学生学习。相较于传统教师指导学生被动接受的教学方式，这种教学方式更容易带动学生对计算机专业学习的主动性，在主动参与操作过程中正确认识计算机专业，掌握更多软件操作技巧，进而提升学生的实践能力。项目教学法以计算机专业教学项目为出发点，制定的教学项目中十分重视引入计算机软件企业内容，帮助学生认识计算机软件企业模式，更好的实现与企业就业的衔接。高职院校计算机专业教学环境较为简单，学生经常接触的只有电脑。但是软件企业或者计算机信息企业等工作中，接触的计算机设备多元化。针对这种情况项目教学法采取模拟仿真的方式，将项目任务设计流程设计成计算机相关企业的工作流程，拓展学生计算机学习思维。

计算机专业类型多样，尤其是软件专业，基础的程序知识、各种开发工具等，这些都对学生操作能力要求极为严格。高职院校学生如果想要更好的满足企业要求，就必须掌握广泛的知识内容。项目教学法利用校企合作途径，掌握企业实际计算机软件项目，以企业模式组织学生成为软件开发团队，锻炼学生在模拟项目中的上手速度、相互合作情况，以此掌握学生在计算机专业学习中的不足，从而调整项目教学方案，进一步提高项目教学质量，取得理想的计算机专业教学效果。

2.虚拟现实技术

虚拟现实技术在计算机专业教学改革中的应用，主要以项目教学法为基础。项目教学法的重点为项目选择、设计，控制好项目难度，鼓励学生主动参与项目研究的同时，不会因为过于简单的项目内容影响教学效果，同时也不会因为项目内容太难而打击学生的学习信心，项目的设计与制定，带动学生探索与学习的欲望。虚拟现实技术是项目教学法中的核心内容，利用虚拟现实技术将学生引入到项目设定中，通过虚拟场景的设计，转变计算机抽象的知识点，尤其是复杂的程序理论知识点，在虚拟场景下转变为可观的知识，这样一来改善单一项目教学的枯燥，还能够将知识点实物化，学生能够接触到知识点，理解起来更加方便。虚拟现实技术与项目教学法的结合，成为高职院校计算机专业教学改革的重要特色。

虚拟现实技术相较于项目教学法兴起较晚，虚拟现实技术的实现依托于新兴人机交互技术，这种技术的出现与计算机技术息息相关。计算机专业中针对虚拟现实技术同样有所体现。以计算机作为基础，打造模拟虚幻的三维世界，从视觉、听觉等方面进行仿真处理，模拟人的感知能力，将用户引入其中，并且能够与模拟出的场景或者对象交互。虚拟现实技术最具代表的应用为VR 设备，通过VR 设备真切感受设备中呈现的景象。建模技术搭配仿真技术、广角立体现实技术、三维图形技术等，融入立体声、语音输入输出、GPS 等技术，能够跟随观察者行为随时变换。

以虚拟现实技术为中心创建职业平台课程体系、职业能力课程体系以及能力拓展课程体系。其中职业平台课程体系中包括平面构成、图形创意、数码绘画基础、摄影摄像基础、色彩构成、造型构成等。职业能力课程体系主要包括VR 程序开发、动画基础学习、全景视频制作、虚拟项目训练、动作捕捉、U3D 引擎基础、特效制作等。能力拓展课程主要包括计算机专业学生综合素质、产品设计、动画表演、设计美学以及影视赏析等。

虚拟现实技术与项目教学法的结合，创新了高职院校计算机专业传统教学模式，打破课堂教学局限性，创建虚拟实验室场景，将计算机中抽象的知识内容具体化，增加拟真性、互动性，使得计算机专业教学更加趣味化。在虚拟环境中，学生进行实践操作，相互互动下加深知识点的印象，并且更充分的了解虚拟现实技术，掌握更多技术关键点。利用虚拟实验室，为学生学习计算机专业知识提供方便，打破教学时间的限制，能够随时随地学习相关知识，研究计算机技术，在不断练习与交互体验中熟练掌握计算机专业技能。虚拟实验室的呈现，为计算机专业实验室教学节省一部分资金，尤其是器材、计算机软件等的虚拟化，减少计算机专业资源消耗，排除实验室教学安全隐患。将实体实验室中的不足加以弥补，尤其是大型计算机操作实验，系统庞大复杂，在实体实验室中不能完成，但是能够通过虚拟实验室的方式呈现出来，解决很多计算机实践教学难题。

3.改革实验结果

计算机专业教学改革中，虚拟现实技术、项目教学法的应用，通过改革观察发现，虚拟现实技术与项目教学法的结合，改善传统教学模式，解决传统教学的困难。学生对于计算机专业学习的兴趣明显增加，更加主动的参与到计算机软件设计以及程序应用中，对复杂的计算机程序知识理解更加透彻，理论知识接受能力增强。尤其是项目研究中探索能力明显提升，及时做好理论学习总结。相较于传统计算机专业教学，虚拟现实技术与项目教学下的计算机专业教学变革教学效果更加理想，学生的学习能力提升，通过项目研究的方式接触到更多计算机企业运行，就业机率明显增加。综合来讲，计算机专业教学改革十分理想，高职院校基于此以虚拟现实技术、项目教学法为核心加大改革力度。

四、高职虚拟现实专业师资队伍的优化与提升

高职院校计算机专业教学改革中，教学技术与教学模式的优化，还需要重视教学力量的强化。积极建设虚拟现实专业师资队伍，师资力量是教学质量提高，学生学习能力增强的关键。高职院校开展计算机专业教育中，必须制定具体的教学战略实施计划，根据实施目标作为出发点，以学生学习能力、专业能力、综合素质作为落脚点，这些内容的实现都需要专业师资队伍的支持，所以必须加大虚拟现实专业师资队伍建设改革力度。教师引导项目教学开展，明确项目教学的主线内容，带领学生进行实践操作，衔接好理论知识与实践操作知识，锻炼学生专业技术能力的同时，真正贯彻落实高职院校培养技术型人才的目标。

计算机专业教学改革，对教师提出高标准与高要求。教师不仅熟练掌握计算机专业知识，还要掌握项目教学法的教学技巧，熟练运用虚拟现实技术，时刻了解市场中计算机或者软件行业的发展情况，积累更多虚拟现实教学经验，这样才能发挥出虚拟现实教学的价值。结合企业软件设计以及计算机技术应用等程序模拟虚拟场景，设定好所有流程细节，将原有的理论论述转变为实践研究。正因如此，高职院校计算机专业教学改革中，需要壮大师资队伍，培养双师型教师人才，传授教学知识基础上，以学生实践能力培养为目标，担任学生的虚拟现实项目研究导师，引导学生更多的接触企业项目研究流程，提高学生就业能力。

虚拟现实技术教学，利用虚拟仪器以及项目教学法的引导，学生能够及时进行数据采集，教师必须处理好人机交互以及虚拟数据分析等的关系，通过综合性的实验设计，引导学生进入到虚拟场景中进行观察与操纵，从而激发出虚拟现实技术锻炼学生综合能力的作用，教师必须能够有效处理虚拟现实技术在教学中的不同形式，比如虚拟车间、虚拟工艺以及虚拟工厂或者虚拟工位等。

虚拟现实技术与项目教学法的应用，教师综合性能力必须提升。不断学习计算机专业知识，做好计算机知识融合处理，在计算机教学中熟练运用多媒体技术、虚拟现实技术、动画制作技术以及图像处理技术等，打破传统教学局限，增强虚拟现实交互中的训练能力。确保虚拟现实项目设计场景逼真，接触更多计算机企业的软件研究以及计算机应用基础，为学生做好课外辅导工作。在不同阶段完成不同的任务，课前阶段准备好教学辅助内容与虚拟现实项目场景设计，课程教学中更好的将学生引入到虚拟交互环境中，从中帮助学生学习更多计算机专业知识，课后做好知识总结与教学反馈工作。教师组成专业教学小组，在相互帮助与学习下，将高职院校计算机专业教学能力提升，提高计算机专业教学质量，推动计算机专业教学改革。

五、计算机专业建设改革前景分析

1.在项目教学法中引入VRML 具体课程教学模式

虚拟现实技术教学中，VRML 教学技术的应用是未来的主要发展方向。尤其是项目教学法的全面应用，虽然结合虚拟现实技术取得十分理想的教学成果，但是很多虚拟场景设计与教学还处于初级阶段，应用的软件以Alice 为主，这种教学模式缺少一定针对性，无法针对具体课程进行具体教学，所以在深化改革过程中，逐渐接触VRML，发挥其虚拟现实建模语言的优势，创建更为逼真的虚拟现实项目场景，增强虚拟现实场景的交互性，指导学生学习三维技术，为项目教学课堂带来三维教学软件。

2.VR 技术与AR 技术的综合应用

VR 技术应用，为计算机专业教学提供更多方便，当然增加了项目教学法的教学交互性。通过VR 技术的应用逐渐在教学中引入AR技术，为项目教学法增加现实性。AR 技术以现实技术为主，重视现实技术的操作，在VR 虚拟信息中渗透AR 技术，增强虚拟信息现实感知性，真正实现虚拟现实项目教学的真实世界、虚拟世界融合，为计算机专业知识的呈现提供更真实载体。AR 技术应用还处于设想阶段，应用的开发方向为组装维护、程序破解等方面，将复杂的程序带入到现实学习中，为程序运行学习提供直观的参考。

六、结语

综上所述，虚拟现实技术与项目教学法的综合应用，将传统计算机教学的不足进一步改进，结合与企业的联系创建虚拟现实教学项目，鼓励学生主动参与到项目研究中，权衡理论教学与实践操作教学的比例，利用虚拟现实项目任务，在虚拟交互中帮助学生理解计算机专业知识。组建专业的虚拟现实教学团队，强化计算机专业师资力量，结合计算机教学专业改革，调整教师与学生的课堂地位，锻炼学生计算机学习能力，未来发展中积极引入VR 技术与AR 技术，改善高职院校计算机专业教学模式，取得更理想的教学效果。