| 标题 | VR技术在高职院校计算机实践教学中的应用探讨 |
| 范文 | 周辉奎 顾牡丹 摘要：虚拟现实技术VR作为当前计算机技术领域的最新成果，在各大高校包括高职院校的发展前景将变得越来越广，如雨后春笋般大批量涌现，开创了新的教学模式，越来越成为当前高校教育教学手段的重要补充部分。VR可以向学习者提供非常逼真的虚拟学习环境、提供虚拟的技能实训操作，有利于学生增强学习兴趣，有利于激发学生自主学习的积极性和主观能动性，提高了高职教育教学质量。本文基于对虚拟现实技术VR的研究，以高职院校计算机实践教学为例，探索了虚拟现实技术的应用前沿。 关键词：虚拟现实技术VR；计算机实践教学；教学方法 中图分类号：TP393 文献标识码： A 文章编号：1009-3044（2018）19-0171-02 1 概述 目前虚拟现实技术VR作为一项热门计算机技术在高等教育领域中得到广泛运用。虚拟现实技术VR作为当前计算机技术领域的最新成果，随着VR技术的快速发展，在各大高校包括高职院校的发展前景将变得越来越广，陆续拉开帷幕，慢慢揭开它神秘的面纱，如雨后春笋般大批量涌现，开创了新的教学模式，越来越成为当前高校教育教学手段的重要补充部分。 VR技术不仅仅为学习者提供了一个学习的平台，更重要的是，对学习者的学习方式和教师的教学方式，产生深远的巨大革命性影响。虚拟现实技术VR，可以为学习者提供非常逼真的虚拟学习环境、提供虚拟的技能实训操作，有利于激发学生学习的兴趣，有利于学生增强学习兴趣，有利于激发学生自主学习的积极性和主观能动性，提高了高职教育教学质量。 高职院校要充分研究和利用虚拟现实技术的特性，根据学院本身的教育定位、师资情况和学生需求，结合自身的优势，在教育教学、组织制度等方面进行深入探索。伴随着计算机网络技术的飞速发展，VR技术在未来有着非常广阔的应用前景，也一定会成为未来计算机实践教学的主流，VR技术未来可期。 2 虚拟现实VR技术简介 虚拟现实VR技术是一种利用计算机生成一种模拟环境，是一种实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中和交互式的和信息融合的3D情景实况，并且可以体验虚拟广阔的计算机世界。虚拟现实VR技术是计算机仿真模拟技术的方向，是仿真技术与计算机网络技术、多媒体技术、人工智能传感技术、图形学等载体，是前沿交叉最新学科。 虚拟现实VR技术主要包括感知、模拟环境、自然技能和传感设备等方面。虚拟的计算机环境是由电脑动态生成的3D情景。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、嗅觉和味觉等感知。自然技能是指人的转动头部等其他行为，由电脑来处理与人的动作相匹配，对用户实时输入做出相应响应，最终通过传感设备即3D交互设备，把信息反馈到人的头脑。 虚拟现实VR技术具有存在感、交互性、多感知性、自主性等等特点。所谓存在感是，用户感觉到存在虚拟的模拟的环境中的程度。模拟最佳状态是，可以达到用户难辨真假身临其境的感觉。所谓交互性是，用户对模拟的物体，进行可操作程度，从自然环境得到反馈。所谓多感知性是，不单单是听觉感知、触觉感知、运动感知，还有电脑所具有的视觉感知。理想的虚拟现实应该具有人所具有的一切感知。所谓自主性是，虚拟环境中的物体依据现实世界物理运动定律动作的程度。 3 传统计算机实践教学的劣势 高职院校的学生，不同于本科院校的学生，由于高职院校的高考招生分数下降，生源质量得不到保障，其文化素质往往偏差。直接导致这些高职学生对计算机理论知识的理解能力和接受能力远远不足。传统的计算机实践教育教学模式，一方面，强调教师过多的理论知识讲解，缺乏身临其境式、亲身体验式、模拟式学习模式，学生可能难以理解与消化吸收计算机实践的复杂内容。 另一方面，实际的操作情况和计算机实践教学内容之间，还是存在着相当大的差距，很多内容是很抽象的，缺乏亲身体验。再加上这些高职学生理解能力有限，虽然他们理解了学习内容，但是根本无法实际进行实践操作。传统的计算机实践教学方法，一般老师是通过模拟软件在计算机上模拟操作、模拟运行轨迹。让学生对所学知识内容有着比较直观的感觉，但是模拟的东西和实际的东西，有时候还是有些不太一样，并且不是自己亲身体验式的操作，而且这些知识都是碎片化，导致学生没有实践经历，最终导致学生在认识上产生了一定偏差。从而直接影响了高职院校教育教学水平的提高。 4 VR技术在计算机实践教学中的应用 计算机实践教学，不同于其他人文学科，具有很强的工科实践特点。因为计算机实践教学，实践性较强，与实际生产及生活之间关联密切。在实际计算机实践教学中，应该密切加强实践教学，有着十分重要的作用意义。在传统的计算机实践教学过程中，通常都是学生观看教师演示的学习内容，并且有些实验内容，因为各个方面原因，往往很难完整地展示给学生观看，最终直接影响计算机实践教学的效果。通过对虚拟现实技术的实践应用，教师可以在日常的计算机实践教学，可以设计出虚拟的实验实践教学平台，使学生可以在虚拟的学习平台进行操作与演练，聪明的学生往往还能够设计出创造出，实现传统课堂中无法做出来的东西，从而可使计算机实践教学效果得到淋漓尽致的体现，增强学生的动手实践能力，提高高职教育计算机实践教学水平。 虚拟现实技术可以创造出虚拟的机房实验系统与设备，它可以模拟机房的环境，做实验的仪器设备、实验对象以及测试、自评等实验资源。不仅可以获得直观的感受与真实的经历，而且可以对不可拆卸的元器件进行实验，对不可见的结构原理进行剖析，可以让学生对计算机有更加深入的了解。虚拟机房可以是对某一个机房的真实还原，也可以是为了教学需要设计出来的机房。这样，不仅可以节约大量的设备费用与资源消耗，并且省去了维修的费用，而且能够让学生的学习变得更加直接与方便。 比如，高职院校开设的一门课程《计算机网络技术》，是一门注重操作技能的课程。在进行计算机网络设计的实验中，由于网络平台的搭建，一般比较抽象，学生不太容易把计算机网络（如局域网、城域网和广域网构）构建起来，但是运用 VR 技术可以模拟出真实的计算机网络（如局域网、城域网和广域网构）环境，学生可自由进行计算机网络（如局域网、城域网和广域网构）搭建、设计。通过虚拟现实技术VR的应用与实践，可以将虚拟的模拟的实验室平台搭建起来，学生可以通过虚拟的模拟的软件，亲身体验计算机网络实践操作，非常轻松的观察各种计算机網络设备部件的运行状态，了解计算机网络硬件和软件内部原理和结构。不但能够得到比较理想的计算机网络教学效果，同时能够使计算机网络教学资源得以解决，最终使计算机网络实践教学能够得到比较理想的效果，提高高职教育计算机实践教学水平。 再比如，高职院校开设的一门课程《计算机组装与维护》，是一门注重操作技能的课程。其目的主要是让学生了解计算机硬件的相关知识，熟悉计算机硬件组装以及系统安装与维护。很多高职院校对于这门课的实践教学，主要是以展示硬件实物、播放视频或分组实验操作进行的，但同时也会出现一些劣势。比如课堂上进行展示硬件实物时，学生坐在各个位置上，很可能由于视角的原因，无法全方位立体式亲身体验式地了解硬件、认识硬件。另外拆机和装机实验，一般都是以分组形式进行。由于资源、场地和硬件设备的限制，部分学生表现得比较被动，被动地“观看”整个实验过程，实验效果往往不是很理想，往往事半功倍。 在《计算机组装与维护》实验室，一般只有一些废旧的零散硬件，往往无法满足一些应用程序的正常运行。在进行计算机硬件组装实验时，需要学生完成拆机和装机等等操作。但频繁的拆机和装机，对计算机硬件的损耗是比较大的。在进行应用程序安装实验时，需要进行一些必要的操作，如格式化、BIOS设置、系统恢复与备份、硬盘分区等，这就容易破坏计算机硬件系统。针对上述种种弊端，我们可以使用虚拟现实技术VR来处理。应用虚拟现实技术VR，不仅仅可以模仿出计算机各部件，在出现故障时的表现和原因，还可以向学生直观地立体式全方位的，展现出计算机硬件的内部构造、工作原理、工作时各零部件的运行状态情况。向学习者提供对虚拟物体进行全面的考察，使得学习者容易理解、吸收、消化。因此可以促进教育教学水平的提高，起到事半功倍的功效，提高教育教学质量。 5 VR技术在高职教学中的挑战、局限 虽然虚拟现实技术VR在教学中的应用，具有改良传统的教学方式、改善传统的实训环境、以及增强学生学习兴趣，激发学习动机等优点，但是虚拟现实技术作为一种新兴的技术，一种新兴产物，目前还不够成熟，在教育教学中的应用还处在初级阶段。硬件设备、教学资源文件、学生、教师是影响VR应用的几个重要因素。 虚拟现实技术VR最大的一个技术瓶颈问题即晕眩。之所以产生晕眩的主要原因，是由于目前硬件设备的中央处理器CPU的处理能力，比如分辨率和刷新率，还无法达到高度还原真实场景的要求。VR硬件自身技术还不够成熟，VR硬件设备也比较昂贵，财力等各方面基础不是很雄厚的高职院校，是很难承担大笔虚拟现实技术VR平台的建设经费和场地，因此需要国家上级主管部门投入更多经费和支持。 由于虚拟现实技术刚刚兴起，在日常的教学活动中，很多高职院校相关的 VR 软硬件还不完备，专业教师对 VR技术可能还缺乏认识，我们还需要不断地学习、不断的认识。VR教学资源的开发和设计门槛也比较高。 虚拟现实作为一种新的教学方法，教师和学生，都需做出调整，教师需要转变教学方式，学生需求改变学习方法。教师应注意应用新工具、新手段，合理设计教学内容，巧妙制定教学方法和教学手段。教师与学生共同努力，教师与学生共同提高我们高职院校的教育教学水平，为培养21世纪的合格的高素质的建设者和接班人，贡献我们的微薄力量。 6 结语 虚拟现实技术VR作为当前计算机技术领域的最新成果，作为一种新兴产物，把虚拟现实技术运用到计算机日常实践教学中，不但可以美化教学过程、改善教学环境平台，从而营造一个更加逼真的教学、学习环境，提供虚拟的技能实训操作。 VR技术的应用使整个实践教学过程更灵活、更轻松、更安全。这些东西能帮助学生更好的快速理解学习内容，有利于学生增强学习兴趣，促进学习的积极性，提高了教育教学质量，这必然会成为高职教育的未来发展的新趋势。对培养具有创新意识和创新能力的人才将产生積极的意义，必将对教育教学水平的提高产生深远的影响。注重培养学生的动手实践能力，注重培养学生的应用型、技能型人才目标，以满足职业能力的培养要求。这些教学方法能为今后的高职院校应用型人才培养模式有着借鉴意义。 参考文献： [1] 周妃.VR在计算机实验教学中的应用[J].科技信息，2016（8）. [2] 张润.VR技术在现代计算机实践教学中的创新性应用[J].宁夏师范学院学报，2013（10）. [3] 李峰.互联网+模式下基于VR技术的实践教学研究[J].黑龙江科学，2015（1）. [4] 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，2016（21）. [5] 程琳琳.虚拟现实技术在高职教学中的应用与前景[J].广东交通职业技术学院学报，2017（4）. |
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