浅谈VR技术在高中信息技术教学中的应用

张强

[摘    要]近年来，VR技术不断发展，已经成为信息技术领域的热门技术，且被广泛应用于平时的生活，更为教师提供了新颖的教学方式。在高中信息技术教学中，教师可以利用VR技术进行课程教学、实验教学，制作教学课件，从而提高教学效果。

[关键词]虚拟现实技术;VR;信息技术;高中;教学

[中图分类号]    G633.67        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2019）18-0019-02

随着现代信息技术的不断发展和广泛应用，社会对学生信息技术素养的要求不断提高，因而信息技术学科在高中教学体系中的地位越来越重要，高中信息技术学科教学也受到越来越多的关注。高中信息技术教师要及时转变教学观念，紧紧跟随新课改的步伐，采取更加高效的教学方式开展教学。VR技术的应用有力推动了高中信息技术教学改革，突破了传统信息技术教学模式的局限，有助于提高高中信息技术教学的实效性。

一、利用VR技术进行课程教学

高中信息技术课程教学的实践性很强，要想让学生真正理解课本知识，灵活运用课本知识，需要教师带领学生进行大量的实践操作练习。而在实践练习过程中，很多学生由于实践经验不足，导致操作难以开展，这时教师如果可以合理运用VR技术，就可以有效解决这个问题。

例如，在教学计算机的结构与组装方面的课程时，教师需要让学生详细了解计算机的构成、组装方式，以及按照什么顺序组装。虽然课本上对此已经给出了具体的讲解，但是只靠图文学生还是很难全面深入地掌握计算机各个构成部件之间的关系和组装顺序，他们只能自己胡乱琢磨，稍有不慎就会出现理解偏差。在传统的教学模式中，教师往往会带领学生来到计算机教室，为他们演示计算机的拆解，讲解计算机结构部件。这样的教学方式可以直观地呈现计算机结构，学生容易掌握，但在学生学习的过程中教师很难兼顾到每一个学生，学生对于计算机结构和组装的理解难免会出现偏差，不是每一个学生都可以接受这种教学模式。这时，教师需要合理运用VR技术更加全面直观地呈现计算机的结构。学生可以在虚拟仿真的环境中动手组装计算机，在模拟拆装的过程中深入了解计算机各个结构部件的位置、组装顺序、形状等。

又如，在教学数据结构的相关内容时，教师应该考虑到数据结构算法抽象性很强，传统的教学方式很难直观地演示数据结构算法，导致学生理解起来难度很大。这时教师可以合理运用VR技术直观地呈现算法过程。如，很多学生不理解递归算法，该算法依赖堆栈进行计算，但是只靠图文学生很难真正了解计算机堆栈的过程，从而影响到学生对递归算法的理解和掌握。合理运用VR技术就可以直观地呈现计算机堆栈的动态变化过程。这样一来，学生就可以更好地理解和掌握递归算法。除此以外，高中信息技术教师还可以利用VR技术解析树和图的遍历。树和图的遍历也是抽象性非常强的算法，是高中信息技术的学习难点之一。很多学生不能准确地写出遍历顺序，在理解方面也存在一定偏差。教师合理利用VR技术可以将遍历顺序直观地呈现出来，帮助学生真正理解遍历顺序的建立过程，这样既有助于学生掌握算法，也方便教师的教学，同时在交互性、沉浸感很强的VR情境中，学生可以更加高效地开展学习。

二、利用VR技术进行实验教学

在高中信息技术教学中，利用VR技术可以构建一个虚拟现实的计算机实验系统，该系统可以模拟真实的机房环境、实验仪器、实验对象，进行虚拟仿真实验。虚拟计算机房既可以模拟一个真实的机房环境，也可以结合具体的教学内容还原出特定的机房。这样一来不但能够大大节省教学时间和教学资源，也方便学生随时开展实验。

以数字电路的实验教学为例，教师可以借助VR技术构建一个虚拟仿真的电子元器件，组织学生开展电路设计实验。在虚拟仿真实验中，学生设计错误可以马上重新实验，不会像传统实验教学那样浪费教学资源，同时能有效避免电子元器件实体存在故障造成的实验失败。合理利用VR技术构建的虚拟计算机和真实的计算机结构是完全相同的，虚拟的计算机也具有电源、机箱、CPU、主板、储存器等组件，它们也可以使用各种操作系统，如Windows、Linux、DOS等。因此，在组织学生开展电脑操作系统安装调试的实验时，教师可以利用VR技术构建一个虚拟的计算机，用于代替真机操作。在传统的实验过程中，学生需要用真实的计算机开展实验，学生的操作必然会对计算机系统造成一些影响，很可能会导致系统崩溃，这时必须花费较多时间重装系统才能继续实验。而基于VR技术构建的虚拟计算机操作系统出现问题时可以在极短时间内一键还原。

又如，在组织学生开展计算机网络设计实验时，考虑到计算机网络结构抽象性很强，很多学生难以正确构建计算机网络，这时教师可以运用VR技术创设逼真的网络环境，让学生在这个网络环境中尝试设计和构建计算机网络，即便设计错误也可以很方便地重新再来。

可见，合理运用VR技术搭建的虚拟计算机房和实验设备可以让学生更加直观地认知知识，方便针对难以拆卸或不能拆卸的计算机电子元器件开展各种实验，帮助学生深入剖析计算机结构，掌握计算机原理。而且从成本角度来看，合理利用VR技术进行高中信息技术实验教学可以有效节约成本，省去设备维护费用;从安全角度考虑，合理利用VR技术可以有效避免学生在实验过程中出现各种安全问题。当然，高中信息技术教师必须认识到不能完全依赖VR技术开展实验教学，应该做到“虚实结合”，根据教学内容合理安排实验环节，确定哪些环节用VR技术，哪些环节进行实践操作，这样既可以提高实验教学效率，又有助于学生深入理解知识，提高动手能力。

三、利用VR技术制作教学课件

虚拟现实建模语言（Virtual Reality Modeling Language，VRML）是一种用于描述虚拟情境的标准语言，VRML具有良好的交互性，能够创设三维模型、虚拟场景，同时具备C、C++、Java等语言以及数据库接口，利用其编程功能可以更高效地制作和控制图形、动画。因此，在开展高中信息技术教学的过程中，教师可以合理运用VRML制作教学课件，在课件中有机结合图文、动画等，并发布到网络上，与网络结合构建出全新网络界面，呈现出逼真的虚拟场景。运用VRML制作的教学课件具有生动逼真的特点，可以有效激发学生的学习兴趣，更加直观地呈现知识。在教学过程中，教师可以有效利用该课件进行教学，将教学中的各种元素有机结合，避免大量的文字描述，使学生在生动逼真的场景中产生浓厚兴趣。高中信息技术教师在利用VRML制作教学课件时应该充分结合学生的认知特点，以三维方式呈现图文、动画，使教学课件“动”起来，和学生互动，学生在与课件互动的过程中既有输出也有反馈，这样一来他们就可以更加高效地理解和掌握教学课件中的知识，同时提高学习的趣味性。

综上所述，在未来的高中信息技术教学中，虚拟现实技术的应用将会更加广泛。在高中信息技术教学中合理运用VR技术可以构建一个生动逼真的教学环境，帮助学生更加高效地学习知识，充分激发他们的学习兴趣，同时也有助于提高教学课件的质量，从而提高教学质量。

[   参   考   文   献   ]

[1]  郭海.高中数学“概率统计”内容的设置及教学研究[J].数理化解题研究，2014（3）：23-24.

[2]  武晓晖.概率统计在高中数学中的应用[J].数学学习与研究，2016（19）：153.

[3]  葛雯雯.学以致用  论概率统计在生活实践中的应用[J].理科考试研究，2016（5）：26.

[4]  王海闻.数学概率统计在实际生活重要领域的应用[J].考试周刊，2016（79）：65.

（責任编辑 周侯辰）