虚拟现实技术在高校计算机教学中的应用探讨

宋丹丹 李益双

摘  要：在信息技术快速发展的推动下，高校计算机课程的教学内容也在不断的改革，就目前形式来看，对实践性和操作性的要求越来越高，为了跟上时代的发展，高校在实际教学中也是要求理论与实践相结合，以满足社会的需求，为社会输出高质量人才，这也就推动了高校教学模式的变革。在高校计算机教学中应用虚拟现实技术，结合其逼真性、交互性以及合作性打造良好的教学环境与氛围，带动学生学习的积极性，满足多样化的教学要求。

关键词：高校计算机;教学模式;虚拟现实技术

中图分类号：TP391.9;TP3-4      文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）17-0128-02

Abstract：Under the impetus of rapid development of information technology，the teaching content of computer courses in universities is also constantly reforming. As far as the current form is concerned，the requirements for practicality and operability are getting higher and higher. In order to keep up with the development of the times，universities also require the combination of theory and practice in practical teaching，so as to meet the needs of society and to export high-quality talents for the society，which also promotes the reform of the teaching model of universities. The application of virtual reality technology in college computer teaching combines its realistic，interactive and cooperative to create a good teaching environment and atmosphere，and promotes the enthusiasm of students to learn，which meets diverse teaching requirements.

Keywords：university computer;teaching mode;virtual reality technology

0  引  言

目前，以多媒體信息技术为背景的教育，虽然使学生的学习兴趣和主动性得到了提高，但还是有很大的局限性，比如说在学习的过程中，学生只能按照时间或者是已经设定好的程序流向有限制地完成浏览和学习，不能自由发挥，这很大程度地降低了学生的参与感以及主动学习的热情。在教学过程中应用虚拟现实技术[1]可以将场景虚拟现实化，身临其境，更好地满足学习媒体的情景化以及交互性的要求，从而可以弥补多媒体技术的不足。

在信息技术飞速发展的当今时代，无论是在教学内容还是教学方法与手段上，计算机课程教学都面临极大的挑战。在教学内容上，虚拟现实技术可以将枯燥无味的理论知识用形象生动的方式展现，营造一个有趣的、紧跟时代潮流技术发展的教学环境，有效地调动学生的学习兴趣，并优化教学过程，提高学习效率以及质量。在教学方法与手段上，结合现在流行的情景化、协作式、远程教育[2]等学习手段，有效地解决一些以前无法解决的教育问题。虚拟现实技术的本质就是对客观对象的虚拟化，打造一个满足学习媒体的情景化、交互性的类似于真实生活情境的学习环境[3]。因此，将虚拟现实技术应用于计算机教学并将其紧密结合，可以将学习过程与社会需求之间的距离感缩小，一方面可以提高学生学习的积极主动性，另一方面对学生就业有深远影响。

1  高校计算机教学的现状

为满足需求多样的社会发展，高校对计算机教学的要求也是越来越高，但由于各种条件的限制仍存在很多不足，主要有：

（1）学生动手能力有限。就目前的教学模式来看，大部分高校采取的是集中教学，由学校统一安排时间地点来进行教学，而且大部分高校的计算机实验室都是统一管理，非正常上课时间不能进入实验室，而且在实验过程中也会对学生提出各种要求，不可更改计算机设备，这也就限制了学生的动手能力。但在计算机的学习过程中，有一些实验是需要通过在实践中练习才能更好地掌握，比如计算机的系统安装，而在实际教学中，完全实现不了现场安装系统的教学环境。再加上在传统的计算机实验教学中，为了避免对计算机的损坏，基本上都是老师将实验演示一次，然后学生按部就班照着老师的步骤做一次，学生缺少对实验过程的摸索与思考，实际上没有达到真正的动手实践操作。

（2）内容吸引性不高。尽管在社会需求的驱动下，高校的很多计算机课程也在不断改革，紧跟时代脚步，发展社会型人才。但是实际上改革效果不明显，教学内容变化也不是很大，这也就导致每年的教学内容毫无新意，对于一些有基础的学生来说，会感觉很枯燥，大大降低学习的积极性，使其毫无探索之意。对于大部分计算机课程来说，都是先学习一些理论知识，才进行实践操作，也就是说理论知识是实践操作的基础。理论知识又比较枯燥乏味，没有吸引力，学生的学习动力不强，这也会造成在后期实践学习的时候，学生听不懂，积极主动性不高。

2  虚拟现实技术

2.1  虚拟现实技术简介

虚拟现实技术实质是利用计算机技术产生一个虚拟的三维空间[4]，在这个空间中有类似于真实世界的各种感官体验，比如视觉、听觉和触觉，让用户有身临其境一般的感觉，并且可以在这个环境中进行行为动作。虚拟现实技术不仅仅是一种技术，而是多种技术的交叉融合，包括多媒体、网络、传感、人机接口、计算机仿真等技术[5]。

2.2  虚拟现实技术在高校计算机教学中的运用优势

虚拟现实技术可以实现场景的虚拟化，让人感觉身临其境，可以更好地参与到其中。

（1）逼真性。在计算机的教学过程中，可以通过应用虚拟现实技术营造一个类似于真实环境的虚拟化场景，然后让学生进入这个场景，就可以感受到各种感官信息，让人有身临其境的感觉，触发学生的各种知觉，让大脑处于兴奋状态，更容易激发思维活跃性，有效激发学生的学习兴趣，吸引注意力，提高学习质量。

（2）交互性。運用虚拟现实技术构建虚拟学习平台，学生通过在虚拟学习平台中学习，实时将学习情况反馈到平台中，老师就可以根据这些反馈信息进行数据分析整理，实时调整内容以及授课的方式，并及时将学生存在的问题反馈回去，还可以在平台上与学生进行互动，通过虚拟现实技术可以更好地实现学生与学生、老师与学生之间的交流互动。

（3）合作性。应用虚拟现实技术实现的虚拟现实系统，可以让学生跨越时间与地域，与老师或者同学进行学习探讨与研究，相互合作。老师和学生都可以参与到这个虚拟化的学习环境中，学生可以实时地与老师或者同学进行沟通，对于一知半解的知识可以快速地找到解决方法，而老师也可以实时跟踪学生的学习动态，对于学生不明白的地方也可以及时进行指导，更好地合作学习，促进教学过程的发展。

3  虚拟技术在高校计算机教学中的具体应用

3.1  为教学提供情景化环境

在传统的填鸭式的教学中，由于缺少师生、生生之间的互动导致学生缺乏参与感，使学生感觉学习枯燥乏味，毫无趣味性，而虚拟现实技术恰好可以弥补这一点，让学生在学习的过程中亲身体验，大大提高参与感，在参与的同时学生就会自然地思考更多，可以更好地促进学生的主动学习。在计算机的教学中，难免会遇到一些比较抽象的、微观的、难以解释的知识点，这时候老师用语言来描述很难让学生一起想象，通过虚拟现实技术就可以将这些看不见摸不着的知识点展示出来，让学生有场景化的、直观的感受，再配合老师的讲解就可以很好地理解。

3.2  搭建虚拟实验环境

每一门课程的学习都有时间与空间的限制，导致学生课后的自主学习缺乏相应的实验环境。按照传统的计算机教学，学生如果想要在课后自己进行练习，就需要在自己的计算机上安装搭建实验环境，若环境较为复杂，则需要多个软件配合完成，很多学生是很难独立完成此安装过程的，而且有些课程是需要在不同的操作系统中完成的。运用虚拟技术搭建虚拟实验环境，学生就可以直接将安装好的虚拟环境文件备份到自己的移动硬盘上，然后把备份的文件安装到自己的或者其他计算机上，只要启动文件就可以直接使用，非常方便。方便的环境安装，使学生的主动学习时间更灵活，可以随时随地地学习，为学生的自主学习提供了极大的便捷。

3.3  搭建虚拟学习平台

计算机教学不仅仅要求学生掌握基本的理论知识，而是希望学生在有了理论知识的支撑后进行实践操作，并进行一定的创新。在学习的过程中会遇到各种各样的问题，当学生自己解决不了的时候，需要求助于同学或者老师，及时地解决问题可以提升对学生的学习积极性，如果当时没有解决很有可能就不了了之，这对学生的求知是非常不利的。为此，利用虚拟现实技术搭建虚拟学习平台，学生可以进入平台中学习，当遇到问题时可以在线求助同学或老师，及时地找到问题的原因并解决，老师也可以随时关注学生的学习状态，对于一些错误的理解可及时纠正，虚拟学习平台使得学生与学生、学生与老师之间的交流沟通更为有效，可以更好地促进学习。

4  结  论

计算机教学是一门理实一体的课程，具有极强的专业性和实践性，在当今社会应用非常广泛，高校对计算机课程的教学也是很重视。针对目前存在的不足，应用虚拟现实技术可以更好地解决，由此可见，虚拟现实技术对计算机教学的发展是很有效的。

参考文献：

[1] 吴婷.虚拟技术在计算机网络课程实践教学中的应用探讨 [J].信息与电脑（理论版），2019（5）：242-243.

[2] 吴继明，钟群锋，曾碧卿.虚拟仿真技术在计算机组成原理实验教学中的应用 [J].计算机教育，2019（3）：34-38.

[3] 倪序南.新时代背景下虚拟技术在高校计算机教学中的应用 [J].计算机产品与流通，2019（2）：253-254.

[4] 夏燕.虚拟现实技术在计算机网络教学中的应用研究 [J].天津市教科院学报，2018（6）：76-78.

[5] 刘霞，祝艳茹，郝丽丽.虚拟技术在高校计算机教学中的应用探讨 [J].南方农机，2018，49（21）：139+144.

作者简介：宋丹丹（1994-），女，汉族，山西大同人，专职教师，硕士研究生，研究方向：计算机应用;李益双（1991.09-），男，汉族，重庆人，公共机房管理科副科长，助教，工程师，学士学位，本科，研究方向：计算机应用研究、实验室管理。