虚拟现实技术在计算机教学中的应用

赵大鹏

摘 要：虚拟现实技术是以计算机技术为核心，结合多种其他技术，形成与视觉、听觉等各类感官真实环境相似的虚拟世界，用户能够运用某些工具来与数字环境开展交流，如此就能够产生一种和真实环境很相似的体验感。目前来看，这项技术已经运用到各个领域之中，比如说航空航天以及游戏活动等。同时在计算机网络组平台之中运用也较为普遍，虽然现在还是处在初始阶段，但是发展速度相当迅猛。本文将进一步对虚拟现实技术在计算机教学中的应用展开分析与探讨。

关键词：虚拟现实技术;计算机;教学;应用;分析

引 言

在教育创新时代，计算机教学改革发展工作要与时俱进，跟上时代前进的脚步。学校应该要根据当前的发展情况，科学运用虚拟现实技术，如此既能够为社会培养出所需的计算机人才还有满足学生的基本学习需求，还能够使得计算机实践教学效率得到一定的提升。计算机老师致力于提高自己的专业素养，有效运用虚拟现实技术来组织进行比较多元化的计算机实践教学活动，树立科学合理的学习目标，让学生成为课堂教学的主体，发挥出学生计算机学习的主观能动性，促使学生能够在模拟训练环境中完成计算机知识和操作技能的学习掌握。

1虚拟现实技术概述

虚拟现实技术又称为VR技术，利用这项技术就能产生一种具有真实感的三维虚拟场景，并且能在视觉、听觉和触觉方面做到逼真，只要使用者借助一定设备，便能产生“身临其境”的感觉，并且还能跟虚拟情景中的事物进行互动，从而提升如同处在真实环境中的“沉浸感”。而虚拟现实技术正是具备沉浸感、交互性以及想象力三大特征。虚拟现实技术的沉浸感取决于用户在虚拟环境中对真实度的感受，这要求环境中的虚拟物体必须给用户带来如同真实物品一般的幻觉。交互性则是指用户可以在一定程度上操作虚拟环境中的物品并且得到较为自然的反馈，这通常需要借助数据手套或是头盔显示器。而想象力是指用户在虚拟环境中需要运用自己的思维能力，根据虚拟环境中的信息来想象环境可能会发生的变化。[1]

2虚拟现实技术的类型

2.1桌面虚拟现实。桌面虛拟现实就是运用屏幕上所展现的虚拟平台，把个人计算机一级比较小的工作站所要运用的图像做相关的仿真再现操作，从而达到虚拟环境和用户间良好互动的目的。参加者能够运用桌面所存有的虚拟平台来全方位的观察虚拟状态，然后运用输入设备就能够实时操控虚拟对象。桌面虚拟现实技术所需投入的成本不太高，而且实用性非常强，但是在和用户进行交流时，却无法让用户全身心的投入到虚拟环境里面。

2.2沉浸式虚拟现实。沉浸式虚拟现实通常就是运用头盔设备来达到目的的，这个方法能够把用户视觉、听觉还有嗅觉感官全部布置于虚拟世界里面，让用户置身于当中。还有就是，他能够运用数据手套以及声音跟踪器等其他设备让用户具有一种身临其境的感觉，体验感更强。

2.3增强式虚拟现实。这个方法的虚拟现实就是把虚拟环境和现实世界充分地联系在一起，以此来创造更为真实的虚拟环境。增强式之中的物体操作相对较简单，可以使得模拟实验所需投入的成本大幅度减少。还有就是，他能够运用其它把虚拟和现实世界充分结合在一起，让用户的体验感觉变得更为真实，同时用户还可以体验到在现实生活之中不能够感受的实物以及能量。[2]

3虚拟现实技术在计算机教学中的应用

3.1促使计算机抽象知识的形象化。计算机学科自身所具备有的实践性以及逻辑性特点也比较强，老师若想使得学生对于计算机专业基础知识的认识以及理解能力提高，培养学生良好的计算机实践学习应用能力和创新能力，就应该运用虚拟现实技术来设计并完成教学课件，让其相关的知识点变得更为直观且生动形象化，如此就能够使得学生的理解能力得到提升。例如，当计算机实践教师在讲解到《计算机组装与维护》知识内容时，该章节重点内容是为了让学生充分掌握了解到计算机内部不同组件的实际结构以及熟悉操作组装计算机。教师为了突出重点，让学生能够对此知识点有个更加深入的理解，就应该学会并合理运用虚拟现实技术来开展相关的教育教学，并结合比较吸引学生注意力的动画图像以及声音，让学生能够更加深入的学习并理解教学内容，从而激发其学习计算机的兴趣，在一定程度上也能够使得其实践以及思维能力得到提高。[3]

3.2计算机专业实验教学。利用虚拟现实技术可以搭建虚拟试验系统，而在虚拟试验系统中则能包含实验的设备、器材、环境、对象，除此之外还具备导航、测试以及自评的功能。要搭建虚拟实验室，既可以采用虚拟构想，也可以参考现实中的实验室。例如教师可以利用虚拟现实技术搭建一个网络环境，让学生体验如在现场的操作感受。在进行数字电路的实验时，在设计电路时可以采用虚拟的电子元件，这样便能省去购买电子器件的人力与财力。而在进行虚拟电子商务的实验时，学生通过虚拟现实技术就能身临其境地体会到商务交易的氛围，这样便极大地提升了学生在参与交易时的沉浸感。除此之外学生在学习系统的安装和调试时，也可以利用VMware创建出有虚拟CUP、硬盘、内存等设备的虚拟机，这样学生在虚拟机上进行操作就能杜绝对真实计算机的影响，并且由此提升学习效率。利用虚拟现实技术还能让学生更便利地进行网络设备或是电路的设计，以较低的成本进行各种学习探索，甚至设计出创新的设备和电路，这样便能对学生创新思维和能力起到极大的提升作用。利用虚拟现实技术进行试验，能在保障真实度的前提下节约时间和成本，并且可以安全地进行各种精密设备的仿真试验，与此同时虚拟试验还具备共享性以及易改变、易扩充性能让学生进行试验时更少地受到各种因素的制约，并且降低风险，减少试验投入，除此之外虚拟实验室还能跟随时代技术的发展不断更新内容。

3.3丰富计算机实践教学形式。在进行计算机实践教学过程中，老师需要充分调动学生的学习积极性，可以运用形式多样的教学方法，提高学生的学习兴趣。计算机教师可以通过利用虚拟现实技术有效丰富计算机教学形式，优化设计出具有良好交互性、沉浸感的教学方案，确保能够为学生营造出和谐愉悦的课堂学习气氛，帮助学生在短时间内理解掌握相关知识内容。例如，老师在介绍并分析 “操作系统”相关的知识点时，要想让学生能够充分理解相关内容，老师需要结合运用虚拟技术来制作教学课件，然后合理的运用，让学生可以深入的对其进行理解。除此之外，教师还可以利用虚拟现实技术制作各种课堂教学案例，贴近学生的实际生活，散发学生的思考思维，强化锻炼学生对实际问题的解决能力。[4]

结 语

总而言之，虚拟现实技术能有效地改变计算机专业传统教学中空洞地传授抽象知识的部分，让学生能有更多参与实践、亲身经历的机会，这样对计算机专业学生而言是更有效率的教学手段。而充满交互性的教学系统也能很好地提升学生的学习积极性。因此运用虚拟现实技术便能极好地提升教学效果。因此值得教师结合实际情况，进一步发展该项技术在教学方面的应用，让计算机专业教育能够达到新的高度。

参考文献

[1] 赛炜.虚拟现实技术在计算机教学中的应用研究[J].黑龙江科技信息，2017（11）：163.

[2] 徐新新.虚拟现实技术VR在计算机教学中的应用[J].信息与电脑（理论版），2016（21）：254-256.

[3] 王静蕾.浅谈虚拟现实技术在计算机教学中的应用[J].太原城市职业技术学院学报，2014（10）：118-119.

[4] 成艳真.虚拟现实技术VR在计算机类教学中的应用[J].晋城职业技术学院学报，2011，4（02）：21-23.