VR技术在中职计算机教学中的应用

黄广萍

[摘           要]  随着信息化时代的到来，计算机教学形式随着新兴技术的发展而变化，虚拟现实技术作为一种提高人类感官能力的计算机技术，将其引入计算机课程中，将会引起计算机专业教育形式的革新。计算机学科是理论与实践相结合的一门学科，在中职教育过程中，计算机课程需要学生与教师相互配合，共同达到教学目标，并且从学生角度剖析计算机相关理论的实践方法，根据学生自主性选择教学模块的实验方法，在中职计算机教学过程中的作用不可忽略。

[关    键   词]  计算机教学;虚拟现实技术;实验室教学

[中图分类号]  G712                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2021）13-0216-02

VR技术即虚拟现实技术，是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术。VR技术应用到教育教学中符合当下的社会发展需求，传统的教学模式在VR技术的帮助下，为教育发展提供了新鲜的活力，为教育教学创造了良好的环境。VR技术作为一种新兴的教学应用技术，融合了裸眼3D技术，将人机交互代入教学过程中，由计算机产生仿真场景和视觉表达图像、视频，让学生身临其境。教师在教学过程中需要重视学生的参与感和实践能力，计算机学科重视学生实践能力的表达。中职计算机课程中需要多种设备和媒体进行协同作用，但是当前的教学设备满足不了学生毕业后接触实际工作的实践内容。

一、VR技术概述

虚拟现实技术是20世纪以来发展得较为迅猛的计算机应用技术之一，其中涵盖计算机控制、电子信息技术、计算机网络、仿真技术等领域。虚拟现实设备制作过程中需要非常精密的仪器，因此相对其他教学设备来说比较昂贵、易损耗，并且虚拟现实设备的运行与测试相对于其他类型设备比较简单，在应用上相对容易，学生比较容易沉浸其中。虚拟现实技术需要结合传感器设备进行信息通信，因而虚拟现实技术具有互动式、沉浸式、感知性等特征，设备将三维立体场景投影在一定角度的视觉区域，让使用者身临其境，在计算机设备创造的虚拟环境中进行行动交互，从视觉、听觉和触觉三个层面影响使用者的体验感。虚拟现实技术被认为是一种技术中的艺术，具有多种特点，如多感知性、听觉感知、触觉感知、运动感知，甚至包括味觉、嗅觉等。虚拟现实技术早在20世纪60年代就已经产生，但由于计算机技术限制，直到80年代才逐渐进入人们的视线，目前作为一种热门的技术被广泛应用于各个领域。2018年世界杯首次引进了VR技术，可让球迷们身临其境地观看比赛。VR技术确保了球员的每一个动作都能精准地回放，从而帮助观众可能在几秒内得知裁判是否错判，同时360°的全景体验，VR观众可以从任何一个角度来观看比赛。随着VR的技术成熟，体育、电商、旅游、教育等都是VR技术未来大有所为的主战场。同样在教育领域，VR技术进入课堂将会是未来课堂的发展趋势。

二、中职计算机教学现状

在中职院校中调研发现，计算机课程的教学实践活动比理论课程要多，中职计算机的教学内容中明确了教学实践活动的重要性。但是在计算机专业基础课程教学过程中，教师只是通过传统的媒体和教学工具进行课程教学，有些计算机课程无法使用实物进行教学。学生需要通过教师的实践内容展示理解教学内容，某些课程需要学生掌握理论知识后进一步学习和探究理论原理，此类课程往往缺乏实践活动环节和实验环节，这让部分学生在理论学习过程中缺乏兴趣，认为计算机学科学习都非常枯燥，对于考试等考核形式并不认可，这种传统计算机专业学科教学模式势必会被社会所淘汰。纯理论知识的教授缺乏实践教学活动，会让学生与教师同步脱节社会需求，走向社会后，学生还需要进行相应培训才可以胜任工作岗位，这会导致教学成果大打折扣。计算机专业基础课程例如计算机组成原理、计算机应用技术、计算机网络技术、通信技术、高级编程语言程序设计等课程，从教师角度来看是非常重要的基础课程，但是大部分中职学生相关理论知识掌握得并不好，并且实验等实践操作环节表现并不优秀，这也是教学过程中缺少理论与实践相结合所导致的不良教学成果。中职计算机专业课程的学生大多数对专业课程有所抵触，原因在于教师无法与学生进行良好的互动，学生无法在课程中获得参与感，学生的动手实践能力亟须提高。此外，在中职院校中学习计算机专业课程的学生普遍认为，在毕业后社会就业过程中，应用的能力水平高于理论水平，这体现了中职院校培养目标与教学成果之间的不一致问题，计算机应用类人才的缺失，需要中职院校计算机学科教师将现代社会实践人才的培养作为当前教育目标的重点。

三、VR技术在中职计算机教学中的应用

（一）课件制作

中职计算机教学过程中，课件制作是非常主要的一种虚拟现实技术应用方式。计算机教学过程中，实践性非常强，在教师制作课件的过程中，可以让学生参与课件制作，让学生利用虚拟现实仿真工具实现一系列的计算机应用技术和软件功能[1]。例如在教学计算机组成相关知识的过程中，可以让学生参与制作课件，让学生亲自操作计算机模拟机器的制作，用动画形式制作计算机组成的过程，能够让学生接触到计算机各个元件的位置和功能组成，从点到线，从线到面，从面到体，一步步从微观到宏观，这会让学生更加直观地感受计算机这种实物，并不会觉得计算机是个冰冷的工具。通過课件制作，还可以让学生理解计算机网络的相关知识。可以通过让学生制作二维以及三维的计算机网络架构，让不同元件有些被隐藏、有些无标识，让学生主动去学习某个节点应该如何连接，每个设备应该以什么形状的网络进行架构设计，这能提高学生学习的积极性和主动性，在学生学习的过程中能够体会到计算机网络的多样化设计方式以及部署原理。在信息安全课程教学过程中，网络安全原理无法通过实物进行展示，因此学生可以通过体验网络攻防虚拟现实技术，对网络安全原理进行深刻理解，如何利用安全算法的设计将网络安全级别加以提高，都需要学生在课余时间进行思考，这样可以加强学生的实践操作能力，培养安全意识。

（二）虚拟实验室教学

虚拟现实技术对计算机实验教学中最大的作用便是可以直接模拟出一个虚拟的机房。利用VR技术，学生也一样可以在电脑上安装自己的操作系统。在学习数字电路实验教学课程时，VR技术创造出虚拟的电路设计，学生可以重复尝试，即便出现了问题和错误，也不用担心资源的损失浪费[2]。在学习网络设计时，VR技术也同样可以发挥重要的作用。通过VR技术进行实验，不仅可以减轻教师的负担，给学生真实的感受，还可以缩短实验时间，减少资源浪费。但教师也不能就此依赖VR技术的便利，还是要视情况而定，在真实操作的时候要亲自动手实践，虚实结合，达到实验的效果。通过虚拟现实技术构建虚拟实验室，对于中职计算机教师来说是非常有利的，虚拟实验室能够让学生无限试错，在教学实践环节中学生总是因为害怕错误而不敢进行动手尝试，这对于教育者来说是比较明显的缺陷。虚拟实验室能够让学生不知不觉地沉浸其中，对于对错的关注程度有所下降，当学生做对一道题目是通过自己不懈的努力完成时，学生自身的自信感和自豪感也会增强，学生对于学习计算机课程的信心也会大幅增加。并且计算机课程的实践内容可以拓展和丰富，从理论课堂迁移到实践活动环节，虚拟实验室的作用是非常明显的，虽然虚拟现实设备造价较高，但是能够增强教学效果，增强学生参与课程的体验感，这对于教师来说是非常有利的。虚拟实验室教学模式逐渐成为中职院校计算机实践课程的主流方向，虚拟实验室还能够降低计算机设备的维护成本，对信息化硬件、软件并不完善的中职院校来说，是比较划算的教学设备体系。

（三）课程教学资源拓展

在中职院校计算机课程教授过程中，课程教学资源的限制会让课程的开展过程充满艰辛。计算机教学资源多种多样，基于“互联网+”的大数据时代，需要进行资源整合，进一步提升各种资源优势，向学生提供更具实用性、更具自主操作性的学习内容，从而更加突出信息化时代的教育理念。VR技术可以将现有的教学课件虚拟化、动画虚拟化、微课虚拟化、影视资源虚拟化等，彰显了各类教学资源的特色，融合资源的优势，让教与学不受时间、空间的限制，教学场景更加形象逼真，作为一股新的力量革新传统信息手段，弥补传统教学的不足之处[3]。

随着虚拟现实技术的不断更新和发展，中职院校的计算机课程资源也会随着信息的更新不断更新，网络资源的大数据时代已经来临。虚拟现实设备的多种特性决定了其对软硬件信息资源的需求是旺盛的，不同版本的硬件设备能够影响VR技术的不断发展与落地，软件资源的更新换代也能够提高虚拟现实技术的发展潜力。课程教学资源的拓展需要教育工作者与学生协同合作，有些学生通过一些信息化工具搜集到的课程资源与发展方向对教师来说是大有助益的。通过计算机网络与虚拟现实技术可以呈现出课程教学资源数据库的扩充趋势，对接企业产业化孵化器，产学结合的模式会将虚拟现实技术在中职计算机课堂中的应用推向顶峰。随着大数据时代的来临，虚拟现实技术所带来的数据中有大部分都能够应用在中职计算机课程教学过程中，应用前景不可估量。

总之，虚拟现实技术作为一种提高人类感官能力的计算机技术，将其引入计算机课程中，将会引起计算机专业教育形式的革新。计算机学科是理论与实践相结合的一门学科，在中职教育过程中，计算机课程需要学生与教师相互配合，共同达成教学目标。计算机教学过程中，实践性非常强，在教师制作课件的过程中，可以让学生参与课件制作，让学生利用虚拟现实仿真工具实现一系列的计算机应用技术和软件功能。虚拟实验室教学模式逐渐成为中职院校计算机实践课程的主流方向，降低计算机设备的维护成本，是中职院校比较划算的教学设备体系。随着虚拟现实技术的不断更新和发展，中职院校的计算机课程资源也会随着信息的更新不断更新。

参考文献：

[1]林晨.VR技术在中職计算机教学中的应用[J].计算机产品与流通，2019（3）：209.

[2]吴永聪.浅谈虚拟现实技术在中职计算机基础教学中应用的必要性[J].广东职业技术教育与研究，2019（4）：125-128.

[3]艾显铭.桌面虚拟化技术在中职学校计算机实训教学中的应用[J].计算机产品与流通，2018（1）：186.

编辑 马燕萍