虚拟技术在计算机教学中的应用

丁浩浩

摘 要：随着虚拟现实技术的飞速发展，虚拟现实技术与教学也有了一定的融合，作为一种新兴的教育方式，虚拟现实技术在教育领域越来越引起大家的重视，也有越来越多的学校、教育机构和教师看到了虚拟技术在教育教学领域中发挥的作用。在这里，结合计算机教学的工作实践，浅谈虚拟现实技术在计算机教学中的应用。

关键词：虚拟技术;计算机;教学应用

引言：教育教学技术、方式随着科技信息化时代的发展不断进步，计算机图形学、多媒体信息以及人工智能等科技技术的发展与交流，为现代教育提供了新的发展机遇。现代教育模式已不再停滞在图文教学、教师讲课授学等常规模式层次上，而是跟随科技的发展朝着多媒体教学方向发展，使教学人员更多的投入到实验教学改革中去。它可以满足任意数量的学生在任意时间进行学习、试验等，同时可以更容易的实现系统升级、调整设备配置，以满足不同教学内容、不同教学对象等的需求。

一、虚拟技术的特点

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术、等多种技术的集合。是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。沉浸、交互和构想是虚拟现实技术的三大特性，沉浸是指学习者在虚拟现实技术所产生的三维虚拟环境景象中，体会到身临其境的感觉;交互是指学习者在通过多种传感器与多维信息的虚拟环境起到交互交流;构想主要是指用户的感官在接受虚拟环境刺激后，结合自身固有的知识经验和所经历的事情对环境的设想。

二、虚拟技术在教学中的作用

（一）培养学生独立的思维探索能力。虚拟现实技术与传统的"教师传道授业解惑--学生听课"的教学模式有着很大区别，其最根本的特点在于最大限度的提升学习者学习知识的自主积极性和自主学习能力。通过刺激学习者的多种感官，使学生代入教师所教授的情境之中，做到真正的置身其中的境界，并依据自身的实际情况，给予感性和理性的认识与理解，从而大幅度引导学生思维的流畅性、变通性和精细性，为培养学生的发散思维提供了丰富的资源和便利空间。

（二）彻底打破时空限制。在现实生活中，每个人不可能经历所有情景，也不可能使情景时刻存在等待学生去感受，它受时间和空间、特定地理环境、时代背景等的限制。因此，在教育教学实践过程中，采用虚拟技术可以突破时间、空间、地点的限制，在最大程度上还原某个情景，例如世纪前的恐龙时代或者是未来人工科技智能发展时代，就如电影一般合乎理论又生动形象的展现出来;也可以放大时间，把一瞬间的结束的事情，慢慢展现在学生面前，使学生感同身受，能深刻体会教师在教授课程内容时所要传授的最深度的意义和思想情感。

（三）弥补教学条件的不足。传统的教育教学模式通过各种仪器的使用、阐述和说明教授学习者课程知识内容以及意义。实验仪器通过多次使用不可避免地造成一些磨损和淘汰，需要学校或培训教学机构进行修整、维护、保养，浪费大量的人力物力，同时随着时代科技等的迅速进步，仪器需要同步进行更新换代，这无形之中导致学校或培训教学机构经费的大量使用，不利于更好地发展。用虚拟现实技术可以解决学校普遍存在的实验设备不够、型号系统落后、教学经费场地缺乏等等问题，避免因设备设施难以跟上科技信息化技术的发展而导致的教学技术落后、教学效果差等等问题。同时，虚拟现实技术可以避免在实践课程实验中所带来的各种危险问题，使学生可试做各种各样的试验，获得與真实体验几乎一样的感受，加深对教学内容的理解。

三、虚拟技术在计算机硬件和软件课程教学中的实践应用

（一）虚拟校园。虚拟校园是指从因特网虚拟现实技术、网上虚拟现实社区以及3D技术的发展角度出发，结合虚拟现实技术的实施，模拟现实校园的三维景观和3D教学环境数字化的结合，是基于现实学习环境的三维虚拟环境，用于对学校的资源管理和配置，对学校环境管理和改造实施学校的发展也有着重要作用。

（二）虚拟实验教学。在教学过程中，存在因教学条件有限等原因无法正常进行的实验，在这里，虚所实验教学就完全能满足教学的需要。虚拟实验教学是指根据虚拟现实技术的相关数据构建一个三维实验环境，学习者通过视频窗口观察所创建虚拟环境的变化，通过虚拟实践实验了解实验结果和意义。

（三）虚拟技能培训。虚拟技能培训是指利用虚拟现实技术和计算机多媒体技术创造一个接近真实的训练环境，使学习者身处其中，自己动手操纵仪器，获得操作经验，掌握实践能力。虚拟技术可以克服天气、场地、器械、经费等各种条件的限制，使得专业技能培训更加安全，且成本更低，可以不考虑设备损坏、损耗等因素循环反复操作，适合大范围推广。

结语：虚拟现实技术以其良好的应用基础和理论应用前景受到越来越多高校的青睐，特别是伴随着高校有限资源同广泛的教学需求之间的日益加深的矛盾，基于虚拟现实技术的实验室建设显得迫在眉睫。虚拟实验教学中心为学生创新能力、动手能力、协作能力的培养起到了重要影响。总之，虚拟现实技术的应用与教学，是教育教学行业技术的一个飞跃发展。它能够营造自主学习的环境，做到真正真实的身临其境，推进传统的"教师传道授业解惑--学习者听课"的教学方式过渡到由学习者自身通过感官系统和对虚拟现实信息环境的相互作用，充分掌握知识技能的新型学习方式，不断促进和提升学习者学习的主动性、自觉性、乐趣性，最终取得更好的教学效果。

参考文献：

[1]曾晓杰.计算机网络安全教学中虚拟机技术的应用分析[J].数码世界.2018（04）

[2]乐新.虚拟机技术在网络安全技术教学中的应用分析[J].电脑迷.2017（02）