周輝奎　顧牡丹

摘要：虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR作為當前計算機技術(shù)領(lǐng)域的最新成果，在各大高校包括高職院校的發(fā)展前景將變得越來越廣，如雨后春筍般大批量涌現(xiàn)，開創(chuàng)了新的教學模式，越來越成為當前高校教育教學手段的重要補充部分。VR可以向?qū)W習者提供非常逼真的虛擬學習環(huán)境、提供虛擬的技能實訓操作，有利于學生增強學習興趣，有利于激發(fā)學生自主學習的積極性和主觀能動性，提高了高職教育教學質(zhì)量。本文基于對虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR的研究，以高職院校計算機實踐教學為例，探索了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用前沿。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR；計算機實踐教學；教學方法

中圖分類號：TP393 文獻標識碼： A 文章編號：1009-3044（2018）19-0171-02

1 概述

目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR作為一項熱門計算機技術(shù)在高等教育領(lǐng)域中得到廣泛運用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR作為當前計算機技術(shù)領(lǐng)域的最新成果，隨著VR技術(shù)的快速發(fā)展，在各大高校包括高職院校的發(fā)展前景將變得越來越廣，陸續(xù)拉開帷幕，慢慢揭開它神秘的面紗，如雨后春筍般大批量涌現(xiàn)，開創(chuàng)了新的教學模式，越來越成為當前高校教育教學手段的重要補充部分。

VR技術(shù)不僅僅為學習者提供了一個學習的平臺，更重要的是，對學習者的學習方式和教師的教學方式，產(chǎn)生深遠的巨大革命性影響。虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR，可以為學習者提供非常逼真的虛擬學習環(huán)境、提供虛擬的技能實訓操作，有利于激發(fā)學生學習的興趣，有利于學生增強學習興趣，有利于激發(fā)學生自主學習的積極性和主觀能動性，提高了高職教育教學質(zhì)量。

高職院校要充分研究和利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特性，根據(jù)學院本身的教育定位、師資情況和學生需求，結(jié)合自身的優(yōu)勢，在教育教學、組織制度等方面進行深入探索。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，VR技術(shù)在未來有著非常廣闊的應用前景，也一定會成為未來計算機實踐教學的主流，VR技術(shù)未來可期。

2 虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)簡介

虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)是一種利用計算機生成一種模擬環(huán)境，是一種實體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中和交互式的和信息融合的3D情景實況，并且可以體驗虛擬廣闊的計算機世界。虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)是計算機仿真模擬技術(shù)的方向，是仿真技術(shù)與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能傳感技術(shù)、圖形學等載體，是前沿交叉最新學科。

虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)主要包括感知、模擬環(huán)境、自然技能和傳感設(shè)備等方面。虛擬的計算機環(huán)境是由電腦動態(tài)生成的3D情景。除計算機圖形技術(shù)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、嗅覺和味覺等感知。自然技能是指人的轉(zhuǎn)動頭部等其他行為，由電腦來處理與人的動作相匹配，對用戶實時輸入做出相應響應，最終通過傳感設(shè)備即3D交互設(shè)備，把信息反饋到人的頭腦。

虛擬現(xiàn)實VR技術(shù)具有存在感、交互性、多感知性、自主性等等特點。所謂存在感是，用戶感覺到存在虛擬的模擬的環(huán)境中的程度。模擬最佳狀態(tài)是，可以達到用戶難辨真假身臨其境的感覺。所謂交互性是，用戶對模擬的物體，進行可操作程度，從自然環(huán)境得到反饋。所謂多感知性是，不單單是聽覺感知、觸覺感知、運動感知，還有電腦所具有的視覺感知。理想的虛擬現(xiàn)實應該具有人所具有的一切感知。所謂自主性是，虛擬環(huán)境中的物體依據(jù)現(xiàn)實世界物理運動定律動作的程度。

3 傳統(tǒng)計算機實踐教學的劣勢

高職院校的學生，不同于本科院校的學生，由于高職院校的高考招生分數(shù)下降，生源質(zhì)量得不到保障，其文化素質(zhì)往往偏差。直接導致這些高職學生對計算機理論知識的理解能力和接受能力遠遠不足。傳統(tǒng)的計算機實踐教育教學模式，一方面，強調(diào)教師過多的理論知識講解，缺乏身臨其境式、親身體驗式、模擬式學習模式，學生可能難以理解與消化吸收計算機實踐的復雜內(nèi)容。

另一方面，實際的操作情況和計算機實踐教學內(nèi)容之間，還是存在著相當大的差距，很多內(nèi)容是很抽象的，缺乏親身體驗。再加上這些高職學生理解能力有限，雖然他們理解了學習內(nèi)容，但是根本無法實際進行實踐操作。傳統(tǒng)的計算機實踐教學方法，一般老師是通過模擬軟件在計算機上模擬操作、模擬運行軌跡。讓學生對所學知識內(nèi)容有著比較直觀的感覺，但是模擬的東西和實際的東西，有時候還是有些不太一樣，并且不是自己親身體驗式的操作，而且這些知識都是碎片化，導致學生沒有實踐經(jīng)歷，最終導致學生在認識上產(chǎn)生了一定偏差。從而直接影響了高職院校教育教學水平的提高。

4 VR技術(shù)在計算機實踐教學中的應用

計算機實踐教學，不同于其他人文學科，具有很強的工科實踐特點。因為計算機實踐教學，實踐性較強，與實際生產(chǎn)及生活之間關(guān)聯(lián)密切。在實際計算機實踐教學中，應該密切加強實踐教學，有著十分重要的作用意義。在傳統(tǒng)的計算機實踐教學過程中，通常都是學生觀看教師演示的學習內(nèi)容，并且有些實驗內(nèi)容，因為各個方面原因，往往很難完整地展示給學生觀看，最終直接影響計算機實踐教學的效果。通過對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實踐應用，教師可以在日常的計算機實踐教學，可以設(shè)計出虛擬的實驗實踐教學平臺，使學生可以在虛擬的學習平臺進行操作與演練，聰明的學生往往還能夠設(shè)計出創(chuàng)造出，實現(xiàn)傳統(tǒng)課堂中無法做出來的東西，從而可使計算機實踐教學效果得到淋漓盡致的體現(xiàn)，增強學生的動手實踐能力，提高高職教育計算機實踐教學水平。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以創(chuàng)造出虛擬的機房實驗系統(tǒng)與設(shè)備，它可以模擬機房的環(huán)境，做實驗的儀器設(shè)備、實驗對象以及測試、自評等實驗資源。不僅可以獲得直觀的感受與真實的經(jīng)歷，而且可以對不可拆卸的元器件進行實驗，對不可見的結(jié)構(gòu)原理進行剖析，可以讓學生對計算機有更加深入的了解。虛擬機房可以是對某一個機房的真實還原，也可以是為了教學需要設(shè)計出來的機房。這樣，不僅可以節(jié)約大量的設(shè)備費用與資源消耗，并且省去了維修的費用，而且能夠讓學生的學習變得更加直接與方便。

比如，高職院校開設(shè)的一門課程《計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》，是一門注重操作技能的課程。在進行計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的實驗中，由于網(wǎng)絡(luò)平臺的搭建，一般比較抽象，學生不太容易把計算機網(wǎng)絡(luò)（如局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)構(gòu)）構(gòu)建起來，但是運用 VR 技術(shù)可以模擬出真實的計算機網(wǎng)絡(luò)（如局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)構(gòu)）環(huán)境，學生可自由進行計算機網(wǎng)絡(luò)（如局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)構(gòu)）搭建、設(shè)計。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR的應用與實踐，可以將虛擬的模擬的實驗室平臺搭建起來，學生可以通過虛擬的模擬的軟件，親身體驗計算機網(wǎng)絡(luò)實踐操作，非常輕松的觀察各種計算機網(wǎng)絡(luò)設(shè)備部件的運行狀態(tài)，了解計算機網(wǎng)絡(luò)硬件和軟件內(nèi)部原理和結(jié)構(gòu)。不但能夠得到比較理想的計算機網(wǎng)絡(luò)教學效果，同時能夠使計算機網(wǎng)絡(luò)教學資源得以解決，最終使計算機網(wǎng)絡(luò)實踐教學能夠得到比較理想的效果，提高高職教育計算機實踐教學水平。

再比如，高職院校開設(shè)的一門課程《計算機組裝與維護》，是一門注重操作技能的課程。其目的主要是讓學生了解計算機硬件的相關(guān)知識，熟悉計算機硬件組裝以及系統(tǒng)安裝與維護。很多高職院校對于這門課的實踐教學，主要是以展示硬件實物、播放視頻或分組實驗操作進行的，但同時也會出現(xiàn)一些劣勢。比如課堂上進行展示硬件實物時，學生坐在各個位置上，很可能由于視角的原因，無法全方位立體式親身體驗式地了解硬件、認識硬件。另外拆機和裝機實驗，一般都是以分組形式進行。由于資源、場地和硬件設(shè)備的限制，部分學生表現(xiàn)得比較被動，被動地“觀看”整個實驗過程，實驗效果往往不是很理想，往往事半功倍。

在《計算機組裝與維護》實驗室，一般只有一些廢舊的零散硬件，往往無法滿足一些應用程序的正常運行。在進行計算機硬件組裝實驗時，需要學生完成拆機和裝機等等操作。但頻繁的拆機和裝機，對計算機硬件的損耗是比較大的。在進行應用程序安裝實驗時，需要進行一些必要的操作，如格式化、BIOS設(shè)置、系統(tǒng)恢復與備份、硬盤分區(qū)等，這就容易破壞計算機硬件系統(tǒng)。針對上述種種弊端，我們可以使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR來處理。應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR，不僅僅可以模仿出計算機各部件，在出現(xiàn)故障時的表現(xiàn)和原因，還可以向?qū)W生直觀地立體式全方位的，展現(xiàn)出計算機硬件的內(nèi)部構(gòu)造、工作原理、工作時各零部件的運行狀態(tài)情況。向?qū)W習者提供對虛擬物體進行全面的考察，使得學習者容易理解、吸收、消化。因此可以促進教育教學水平的提高，起到事半功倍的功效，提高教育教學質(zhì)量。

5 VR技術(shù)在高職教學中的挑戰(zhàn)、局限

雖然虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR在教學中的應用，具有改良傳統(tǒng)的教學方式、改善傳統(tǒng)的實訓環(huán)境、以及增強學生學習興趣，激發(fā)學習動機等優(yōu)點，但是虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新興的技術(shù)，一種新興產(chǎn)物，目前還不夠成熟，在教育教學中的應用還處在初級階段。硬件設(shè)備、教學資源文件、學生、教師是影響VR應用的幾個重要因素。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR最大的一個技術(shù)瓶頸問題即暈眩。之所以產(chǎn)生暈眩的主要原因，是由于目前硬件設(shè)備的中央處理器CPU的處理能力，比如分辨率和刷新率，還無法達到高度還原真實場景的要求。VR硬件自身技術(shù)還不夠成熟，VR硬件設(shè)備也比較昂貴，財力等各方面基礎(chǔ)不是很雄厚的高職院校，是很難承擔大筆虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR平臺的建設(shè)經(jīng)費和場地，因此需要國家上級主管部門投入更多經(jīng)費和支持。

由于虛擬現(xiàn)實技術(shù)剛剛興起，在日常的教學活動中，很多高職院校相關(guān)的 VR 軟硬件還不完備，專業(yè)教師對 VR技術(shù)可能還缺乏認識，我們還需要不斷地學習、不斷的認識。VR教學資源的開發(fā)和設(shè)計門檻也比較高。

虛擬現(xiàn)實作為一種新的教學方法，教師和學生，都需做出調(diào)整，教師需要轉(zhuǎn)變教學方式，學生需求改變學習方法。教師應注意應用新工具、新手段，合理設(shè)計教學內(nèi)容，巧妙制定教學方法和教學手段。教師與學生共同努力，教師與學生共同提高我們高職院校的教育教學水平，為培養(yǎng)21世紀的合格的高素質(zhì)的建設(shè)者和接班人，貢獻我們的微薄力量。

6 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)VR作為當前計算機技術(shù)領(lǐng)域的最新成果，作為一種新興產(chǎn)物，把虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用到計算機日常實踐教學中，不但可以美化教學過程、改善教學環(huán)境平臺，從而營造一個更加逼真的教學、學習環(huán)境，提供虛擬的技能實訓操作。

VR技術(shù)的應用使整個實踐教學過程更靈活、更輕松、更安全。這些東西能幫助學生更好的快速理解學習內(nèi)容，有利于學生增強學習興趣，促進學習的積極性，提高了教育教學質(zhì)量，這必然會成為高職教育的未來發(fā)展的新趨勢。對培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才將產(chǎn)生積極的意義，必將對教育教學水平的提高產(chǎn)生深遠的影響。注重培養(yǎng)學生的動手實踐能力，注重培養(yǎng)學生的應用型、技能型人才目標，以滿足職業(yè)能力的培養(yǎng)要求。這些教學方法能為今后的高職院校應用型人才培養(yǎng)模式有著借鑒意義。

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