虚拟现实技术在中职课程《计算机组装与维护》教学中的应用

张文彬

一、虚拟现实（VR）技术概述

虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。

VR 技术有三大特点：沉浸性、交互性和构想性。沉浸性，指在虚拟现实系统提供的虚拟环境中，让体验者有“看得见、听得到、摸得着、闻得出”的真实感受；交互性，指体验者用在日常生活中的方式与虚拟场景中的人或物进行各种交流，产生真实的互动体会；构想性，指体验者能在虚拟的环境中获取新的知识和经验，形成感性或理性的认识，从而产生新的思想和行动，有效提高思考和行动能力。

近几年，科学技术飞速发展，虚拟现实在教育特别是职业教育中得到飞跃式发展，它营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。因此，把 VR 技术引入课堂教学是未来课堂的大势所趋。

二、中职课程《计算机组装与维护》的教学现状

（1）实训设施设备陈旧，硬件更新换代慢。由于教育资源、教学经费的短缺，造成实训设备难以更新或者更新速度比较慢。目前许多中职学校为了保证资源利用率及降低硬件损坏率，提供给学生进行拆装的设备基本上是淘汰甚至报废了的计

算机。

（2）操作容易失误，导致软硬件损坏。由于个体学习理解的差异，学生在实训过程中难免会操作失误，导致软硬件设施的损坏，造成不必要的损失，增加实训费用的开支。

（3）传统教学方法效率低，影响学习效果。传统的课堂教学方法基本上以教师讲授为主，学生被动地接受，缺乏师生、生生之间的互动，学生往往很难对教学内容理解得透彻。另一方面，一些带有破坏性的实践操作，教师只能以文字描述，无法操作演示，更不可能让学生参与操作，不能很好地发挥学生的创造性思维。

（4）缺少有效的信息化手段，实用的教学资源匮乏。目前该门课程教学手段比较单一，没有很好地利用多媒体硬件设备和网络技术将教学资源、录播系统、虚拟仿真等信息化手段与教学有机结合。同时，教学资源也比较缺乏，很多老师只会简单地把图片和文字放在一起做成课件，没有互动，学生不感兴趣。

三、VR技术在《计算机组装与维护》教学实训中的应用

《计算机组装与维护》课程教学现状要想得到改变，关键在于转变传统的教育观念，借助新技术改革，开创新的教育教学环境。虚拟仿真技术能创建与真实计算机操作相同的环境，学生可以真实模拟各种计算机操作而不必担心会对计算机造成损坏，从而让学生放手操作，解决学生在學习过程中的困扰。因此，将虚拟现实技术应用于《计算机组装与维护》课程实践中，让师生有一个全新体验，对于提高学生实践动手能力、增强教学效果具有重要的现实意义。

（1）辅助课堂教学，让学生身临其境

《计算机组装与维护》课程的教学具有很强的实践性，仅仅依靠课堂上教师师的知识讲解是很难理解的，学生往往需要花费大量的时间把书本上的内容转换成实际的计算机操作，在这个过程中，很多学生会觉得书本知识太过于枯燥，难以理解而导致实际动手操作时困难重重，但是如果把虚拟现实技术引入到课堂教学中就可以很好地解决这一难题。

例如，学生在学习计算机的结构和组装时，需要掌握电脑的组成部分有哪些，如何将它们组装在一起，组装的顺序是怎样的，虽然教材上有图文并茂的详细描述，但只是依靠书本上的图片和文字很难让学生直观地了解计算机各部件之间的关系，学生只能靠自己的想象，理解起来有偏差是不可避免的。一种比较传统的方法就是教师在讲台上把计算机拆给学生看，然后拿着每一部件一一进行讲解，显然这种教学方法会比书本上描述得更直观，让学生更加容易接受，但是也有它的局限性，老师在台上演示时后面的学生很难看清楚，同时也不能满足所有学生都能到台上去操作。为了解决这个问题，可以虚实结合，老师在示范电脑拆装的同时，利用 VR 技术，把虚拟的计算机实物完整地展现在学生的面前，学生可以在虚拟的环境中看清楚每一个部件的形状、大小和位置，使学生产生一种身临其境的感觉，给学生更好的真实体验。

（2）辅助实训教学，虚实结合提高学生动手能力

虚拟现实技术可以创造出虚拟的机房实验系统，生成适用于本课程的计算机硬件设备、实训环境、实训对象以及各种实训资源信息等。这样，不仅可以节约大量的设备费用与资源消耗，而且能够让学生学到最新的硬件知识。

例如，在系统安装与调试的实训教学课上，运用 VR 技术，可以创建一个虚拟的计算机，这种虚拟计算机有自己的主板、CPU、储存器、机箱和显示器等部件，可以安装不同类型的操作系统。在进行计算机操作系统的安装与调试的实验中，可以用虚拟计算机代替真机操作，避免使用真机反复进行实训时对系统产生影响。

同时，利用虚拟现实技术创造的虚拟机房与设备，可以对不可拆卸的原器件进行实验，观察不可见的内部结构，让学生获得更直观的感受和真实的体验，学生也能更加深入地了解计算机。当然，只是依靠虚拟实训教学是不够的，学到的知识一定要运用于实践中，因此在实训教学过程中，教师应结合实际情况，合理分配教学内容，有目的地安排一些实际动手实验，做到“虚实结合”，使学生能及时发现自己的问题，对知识有更深入的了解，提高教学效果。

（3）辅助课件制作，增加学习趣味

在课堂教学中，使用课件进行计算机教学是最常用也是最有效的教学方式，然而如果用虚拟现实技术来制作课件，将能更好地把教学中用到的各种元素有机结合在一起。学生在课程的学习过程中，往往会觉得大量的文字描述很枯燥，对一些生动的图片和动画会产生浓厚的兴趣，这也是人在记忆东西时的一种趋势，人们在认识和记忆一个新事物时，首先记住的一定是图像，它会最直观地呈现在人的大脑之中，而且记忆持续的时间也会更久。利用这一点，教师在利用虚拟现实语言制作课件的时候，就可以把课件里的文字、图片和动画等多媒体元素做成三维交互的形式，让课件“动”起来，甚至可以跟学生进行互动。这样，学生在学习课件的过程中，通过与课件内容的交互，让学生自然、仔细地观察或操作学习对象，从而加深他们对事物或学习对象的理解和认识，也增加了学习的趣味性。

四、结论

总而言之，虚拟现实技术在《计算机组装与维护》教学中的应用，可以营造一个更加形象、真实的教学环境，为学生带来更逼真的感受，继而使学生学习的积极性得到提高，并完成学生实践操作能力的培养。同时，也方便了教师备课的需要，提高了教学质量，解决了传统教学中无法解决的问题。因此，随着虚拟现实技术的发展，必将成为未来计算机教学的一种新趋势。

责任编辑朱守锂