《VR虚拟现实技术在高职计算机类实训教学中的应用分析》
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摘 要：VR虚拟现实技术呈现蓬勃发展态势,其独特的、沉浸式体验的优势为人们所关注,为高职计算机类实训教学注入了新鲜的血液,突破了传统的简单理论讲解过程,帮助高职学生更加深入地体会计算机实训教学内容,有效激发和调动学生的积极性,更好地提升高职计算机类实训教学课程的价值.
关键词：VR虚拟现实技术;高职;计算机;实训教学
中图分类号：G434 文献标识码：A
文章编号：1009-3044（2020）13-0227-02
1背景
VR虚拟现实技术体现出交互能力强、感知度高、沉浸性的新型体验特征,为高职计算机类实训教学在教学方面带来新的发展视角,从根本上来看：VR虚拟现实技术它既突破了学校基础设施的限制,拓展了高职计算机类实训教学的形式,转变了当高职计算机教学的指导模式,又将学生引入沉浸式教学的感知和体会之中,使高职学生浸入到极其逼真的虚拟学习环境中,打开了学生的课堂新视野,较好地提升了高职教育教学质量.
2VR虚拟现实技术概述
VR虚拟现实技术是以计算机为支撑和依托,在实时三维计算机图形技术、广角（宽视野）立体显示技术的应用下,构建一种极其逼真的模拟环境,让用户可以沉浸到模拟环境之中进行信息交互和融合,在3D情景实况之中体验虚拟广阔的计算机世界.虚拟现实技术涵盖模拟环境、感知、自然技能、传感设备等,其中：模拟环境是以计算机为载体的实时动态3D图像环境;感知涵盖类似于人的一切感知,如：听觉、触觉、力觉、运动、嗅觉、味觉等多种感知;自然技能则是通过计算机进行相关动作的处理,对用户输入数据进行实时响应和反馈,体现出存在感、交互性、多感知性和自主性的特点.让用户在感官逼真的情况下更好地对计算机虚拟世界进行自我把控.
传统计算机实践教学模式局限于学校基础设施及学生自身条件的限制,在教学方面注重运用过去式传统教学指导方法,课堂上以教学指导为主,对学生进行过多关注高职理论知识的灌输式讲解;忽视了学生的感受和教学地位.因而在整体课堂中,学生缺乏身临其境式的体验学习,无法与计算机类实训教学内容相交互,在掌握方面仅仅局限于“浮”在表面,难以深入全面地把握计算机实践教学的知识内容,在学习过程中感觉枯燥乏味,逐渐丧失学习计算机类实训教学知识的兴趣,从根本影响计算机课程的更好推进发展.加之高职院校学生的文化素质相对偏低,对于相对抽象、复杂的计算机类实训教学内容难于进行自我理解,有时可能表面理解了,却难以在实践中进行操作,阻碍了知识点实操中的落实和发展;同时,对于知识的体验可能存在偏差,不利于提升学生对计算机类实训教学知识的理解,影响学生自身学习能力得到提高和完善.而在高职计算机类实训教学中引入VR虚拟现实技术,则可以为学生提供生动、逼真的学习环境,激发学生参与能力和动手实践能力,在实际操作中获得与真实实验操作相同的体会,并能够有效规避真实实验或操作中可能存在的安全风险,促进学生在VR虚拟现实技术中将知识点更加全面的吸收.另一方面,学习者在这个具有真实沉浸感和交互性的虚拟环境中,利用人机交互设备和场景中的物件进行交互,体验实时的反馈和操作,促进自身能力得到提升和巩固.
3VR虚拟现实技术在高职计算机类实训教学中的应用
3.1搭建基于虚拟仪器的虚拟实验室
计算机专业的实践性较强,设备仪器的更新换代速度较快,高职院校原有的仪器设备配置大多处于淘汰状态,老旧的计算机机房操作难以满足高职计算机类实训教学的实际需求,为此要引入先进的VR虚拟现实技术,搭建基于虚拟仪器的虚拟实验室,通过VR虚拟现实技术生成相应的实验室环境、实验仪器设备、实验对象、实验信息资源等,使之成为某一现实实验室的真实再现或虚拟构想的实验室,让学生参与到虚拟环境中进行身临其境的体验,进行自主学习、自主感受,极大地缩短了实验的时间,并能够较好地体现出真实、直观的计算机类实训教学效果,为课程的推进提供保障.
在基于虚拟仪器的虚拟实验室之中,主要包括有以下部分：1）全景视频区.这部分主要是采用VR全景视频的呈现方式,学生可以自由操控桌面型VR软件,进行360°全景视频观看和学习,打开学习的新视野.2）VR互动区.学生可以利用电脑和键盘的操作实践,对桌面型VR虚拟软件进行仿真软件的操作,实现对计算机类实训知识的感知和学习,通过自己动手操作,将不懂的知识点一并学习,完善学生的知识点储备空间.3）VR体验区.借助于新型的VR技术和头显设备,让学生亲身参与到极其逼真的虚拟现实体验之中,突破“虚拟”和“现实”的界限,获得对知识的体悟和理解.学生可以将专业课学习与计算机实训相结合,以城域网和广域网的网络建设为例,无须真正地将网络构建起来,学生可以通过虚拟实验室进行亲身体验和模拟现场的操作.还可以通过虚拟实验室模拟电子商务课程实验,让学生融人虚拟的商务环境之中,获得对虚拟现场交易的体验和理解.在计算机操作系统的安装实验之中,如果在计算机安装新的操作系统难免会对原有操作系统带来影响,而在虚拟实验室的虚拟计算机之中,则可以完成虚拟的操作系统安装实验,在虚拟机的CPU、内存、硬盘、光驱之中,进行Win-dows、Linux等真实操作系统及各种应用程序的安装.由此可见,在高职计算机类实训教学中引人VR虚拟现实技术,在基于虚拟仪器的虚拟实验室之中,能够较好地更新虚拟环境中的教学内容,节约高职教学设备投入成本,促进高职计算机类实训教学的发展和进步.
3.2基于VR虚拟现实技术的沉浸式教学模式
基于VR虚拟现实技术的沉浸式教学应用于高职计算机类实训教学之中,将课堂真正还给学生,关注学生在学习中的主体陛地位,强调以学生为主、教师为辅的沉浸式教学模式,主要包括以下三大模块：1）前期分析.基于VR虚拟现实技术的沉浸式教学要进行学习需求分析,把握学生的学习兴趣和特点,及时察觉教学中存在的缺陷和不足,结合学生的实际学习需求,制定适宜的学习标准.并要进行学生特征的全面分析,结合高职學生的智力发展状态、学习能力、学生既有的知识结构,学生现今缺失的知识点层面,符合学生的教学需求,让学生融人虚拟现实情境之中,培养学生的创新思维能力、自主探究能力和问题解决能力.2）中期设计.基于VR虚拟现实技术的沉浸式教学要进行VR教学环境的创设,让学生在课堂中获得沉浸式的体验,享受自主探究的乐趣,让学生进行独立自主式学习模式,在沉浸式课堂中激发学生探究精神,提高学生的创新思维和能力,在沉浸式环境的创设中主要依赖于VR虚拟现实技术和VR眼镜,在特定的学习环境下使学生快速进人情境之中,唤醒学生相关的知识记忆,为学生提供良好的人机交互倯,并进行针对性的提示和反馈,帮助高职学生进行知识的重组和再造.同时,教师要时刻注重学生在VR虚拟课堂中的重要教学地位,实时与学生共同探讨教学问题并提出知识点主题假设,对学生进行适时的点拨和指导,让学生自己探索寻找问题的解决路径,促进学生在课堂上进行自主学习的反思和总结.3）后期评价.基于VR虚拟现实技术的沉浸式教学还要对高职学生的学习过程和结果进行评价,包括学生对虚拟现实设备的适应情况、学生对教学任务的理解、灵活使用虚拟现实设备的评价、学生作品评价、教学反馈效果评价等.
3.3创新高职计算机类实训教学
可以将VR虚拟现实技术融入高职计算机理论课程教学之中,由于计算机理论知识相对复杂和抽象,尤其是数据编码方面的计算机理论知识相对深奥.由于数据编码方面的知识点过于理论化,且高职学生的能力较为薄弱化,因而普遍性就会出现：高职学生对于这部分知识难于把握和理解,被迫采用死记硬背的方式进行知识点的学习,对知识点的掌握程度仍处于“表面”,其实际知识点核心知识自身无法全面吸收.长此以往,就会导致学生的学习状态极其枯燥、艰涩,对数据编码方面的课程学习不感兴趣,课堂上整体学习气氛较为压抑.为此在数据编码教学中引入VR虚拟现实技术,通过直观、生动、沉浸式的学习,可以帮助学生更好地对相关知识点进行自我梳理,通过VR虚拟现实技术自己进行知识点的趣味性巩固和学习,理解计算机理论知识点之间的联系,轻松地理解和吸收计算机理论课程的知识.
同时,还要将VR虚拟现实技术引入到高职计算机实验课程之中,解决高职院校基础设施相对薄弱的教学指导问题,在VR虚拟现实技术的支撑下,让学生在虚拟的机房环境中进行自我模拟操作,当操作过程中出现代码错误或设计错误的现象时,学生可以通过模板进行消除,重新进行设计操作,减少了实训操作中资源浪费过多的现象,有效地提升了高职学生实训教学的运行效率.另外,教师还可以利用VR虚拟现实技术进行计算机教学课件的设计,利用虚拟现实技术造型语言构建虚拟交互环境,对不同程序语言进行数据转换,并设置相应的信息输出端口,呈现出全新的教学指导课件,增强教学过程的视觉冲击效果,激发学生课堂学习的参与度和学习兴趣,有效地推进了高职计算机实验课程的教学进度和教学水平.
3.4提高计算机信息资源利用水平
可以在高职计算机教学中充分合理地利用VR虚拟现实技术,对计算机信息资源数据进行串联和链接,在采集、分析、汇总计算机信息资源的前提下,筛选出自己所需的有效信息,从而提高计算机信息资源利用水平,提升高职计算机类实训教学的效果,实时为学生提供全面的实训学习资料和教学指导资源.
3.5激发学生的创新思维
VR虚拟现实技术在高职计算机类实训教学中的应用能够充分激发学生的创新思维,以其强烈的“身临其境”的沉浸感和难以想象的刺激性特点,为高职学生营造出强烈的虚拟环境和真实感体验,激发学生的创新思维和探究意识,同时更激发了学生对于课程的學习兴趣.以学习计算机组装的实验课程为例,学生只需点击相应的按钮,拖动鼠标或按钮,即可随意驱动计算机组件,将其置于相应位置进行安装,在安装光驱的开关键操作之中,可以动态、直观地看到虚拟技术的实验效果,从视觉上对学生产生一定的课程冲击;同时VR虚拟现实技术可以让学生清晰地听到盘盒自动弹缩而发出的清脆声响,从听觉方面让学生感受到逼真的效果.将VR虚拟现实技术实际运用到实训教学中,从学生的五官感觉出发让学生产生身临其境的沉浸式体验感.并在反复多次的大胆实践和尝试中,学生能够对自己学习过程中产生的假设进行虚拟、验证探究,激发学生的创新思维,提升高职计算机类实训教学的趣味性和灵活多样性嘲.
4结束语
综上所述,VR虚拟现实技术体现出沉浸性和交互性优势,可以适当融人高职计算机实训教学之中,构建基于虚拟仪器的虚拟实验室,创设出全新的高职计算机类实训教学模式和氛围,充分调动和激发学生的积极性和兴趣,培养学生的空间想象力、问题解决能力和创新思维,较好地提升高职计算机类实训教学的效果,构造新型高职教育模式,体现高职计算机类实训教学的特色,不断推进高职计算机类实训教学的发展和进步.
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虚拟现实和vr引用文献:
[1] 虚拟现实和vr论文范文集 关于虚拟现实和vr毕业论文范文2万字
[2] 虚拟现实和vr本科论文范文 虚拟现实和vr方面硕士学位毕业论文范文2500字
[3] 虚拟现实论文范文 虚拟现实方面毕业论文模板范文2万字
