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靈活運(yùn)用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造新的計(jì)算機(jī)教學(xué)模式論文
摘 要：現(xiàn)如今， 信息技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了一項(xiàng)非常受人關(guān)注的技術(shù)， 那就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)很好地融入于人們的日常生活中， 尤其是在教育領(lǐng)域， 靈活地運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以創(chuàng)造新的教學(xué)模式。筆者深入研究了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)， 并以計(jì)算機(jī)課程教學(xué)為例， 解析了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在計(jì)算機(jī)教學(xué)中的使用方式。
關(guān)鍵詞：信息技術(shù)領(lǐng)域； 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)； 計(jì)算機(jī)教學(xué)；
1、引言
最近幾年， 隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展， 民眾獲取信息量的途徑和條件也在逐漸增多。學(xué)校的教育， 尤其是當(dāng)代大學(xué)的教育非常重視迅速傳遞信息的方法�，F(xiàn)如今， 學(xué)校教育方式正在走向開(kāi)明與寬松， 在教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)一定會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)獲得廣泛的應(yīng)用與推廣。
2、計(jì)算機(jī)課程教學(xué)具體情況
2、1 計(jì)算機(jī)課程教學(xué)特性
全球都在推行信息化技術(shù)， 計(jì)算機(jī)方面的專業(yè)技能也就隨之變得搶手了起來(lái)， 計(jì)算機(jī)方面的課程也變?yōu)榱酥攸c(diǎn)課程。經(jīng)過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)課程內(nèi)容的深入挖掘之后， 筆者認(rèn)為計(jì)算機(jī)教學(xué)存在下面幾種特點(diǎn)：
�。�1） 計(jì)算機(jī)課程內(nèi)容需要隨時(shí)地進(jìn)行變化。隨著科技水平的進(jìn)步， 課程的內(nèi)容需要一直更新。
�。�2） 計(jì)算機(jī)課程屬于一種工具， 需要將理論與實(shí)踐相結(jié)合。
�。�3） 計(jì)算機(jī)課程具有很高的需求量， 可以在許多領(lǐng)域里進(jìn)行有效的應(yīng)用。因此， 計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)既要與時(shí)俱進(jìn)， 還要科學(xué)合理的選擇教學(xué)模式。
2、2 計(jì)算機(jī)課程教學(xué)存在的缺陷
在最初學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)課程時(shí)， 相當(dāng)多的學(xué)生對(duì)于這門學(xué)問(wèn)是盲目的， 認(rèn)為學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)是非常難的一件事。這是由于在以往的學(xué)習(xí)中， 他們沒(méi)有進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)。而且學(xué)生來(lái)自五湖四海， 教育水平不盡相同， 使得教師在教學(xué)時(shí)非常不容易確定課程的教學(xué)方式。
不僅如此， 計(jì)算機(jī)教學(xué)相當(dāng)?shù)贸橄螅?理論知識(shí)與實(shí)踐操作具有比較大的差別， 使得相當(dāng)多的學(xué)生難以掌握學(xué)習(xí)的內(nèi)容， 或是掌握了理論知識(shí)卻不懂得如何進(jìn)行實(shí)踐操作。在以前進(jìn)行教學(xué)時(shí)， 教師可以利用軟件模擬或是在計(jì)算機(jī)上直接進(jìn)行操作， 讓學(xué)生能夠直觀地掌握所學(xué)知識(shí)�？墒沁@部分知識(shí)比較零碎， 而且沒(méi)有進(jìn)行實(shí)踐操作， 也會(huì)導(dǎo)致在理解時(shí)出現(xiàn)疏漏， 這都是由于缺乏實(shí)踐操作而引發(fā)的結(jié)果。
3、在計(jì)算機(jī)教學(xué)中結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
3、1 輔助計(jì)算機(jī)課程教學(xué)
計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)需要大量的實(shí)際操作， 因此， 如果要把書(shū)本上的內(nèi)容應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中還是相當(dāng)困難的。在實(shí)際操作的時(shí)候， 相當(dāng)多的學(xué)生都會(huì)因?yàn)槿狈?shí)踐的經(jīng)驗(yàn)而導(dǎo)致操作無(wú)法進(jìn)行下去。可如果是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入課程的教學(xué)中， 就能夠有效地處理此難題。比如， 在學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)的構(gòu)成及安裝方面的課程時(shí)， 學(xué)生應(yīng)該仔細(xì)地了解計(jì)算機(jī)是由什么組成的， 它們是如何安裝在一起的， 遵循著什么樣的順序。盡管教材上具有非常詳細(xì)地講解， 可是光憑借文字和圖片還是難以讓學(xué)生確切地了解計(jì)算機(jī)各部件存在的聯(lián)系。學(xué)生只好自己琢磨， 這就導(dǎo)致學(xué)生的理解有可能具有偏差。以往的解決辦法就是將學(xué)生們帶去機(jī)房， 教師拆解計(jì)算機(jī)， 讓學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)， 之后將所有的部件進(jìn)行講解。雖然此種教學(xué)方法可以讓學(xué)生們有更直觀地了解， 且便于掌握， 可是教師的能力有限， 他無(wú)法照顧到所有的學(xué)生。如今學(xué)生的思維還比較個(gè)性化， 他們對(duì)于新鮮事物都具有自身的一套理解方式， 教師能做的只有確定方向， 可是思維方式必然不統(tǒng)一， 不是所有學(xué)生都可以接受此種教學(xué)方式。因此， 就需要用到VR技術(shù)， 它能夠?qū)⒂?jì)算機(jī)實(shí)物全方位地反映在學(xué)生的面前。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中， 學(xué)生能夠在虛擬的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐操作， 搞清楚所有部件的形狀、大小和位置， 運(yùn)用自身的理解來(lái)實(shí)行拆裝。又比， 在進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的講解過(guò)程中， 常見(jiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想相當(dāng)?shù)贸橄�。在教學(xué)與演示時(shí)都不容易讓學(xué)生掌握， 這也是計(jì)算機(jī)課程教學(xué)里較為困難的一點(diǎn)。這個(gè)時(shí)候， 也可以通過(guò)使用VR技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理， 把抽象的算法過(guò)程直接地表現(xiàn)給學(xué)生， 便于學(xué)生的理解與掌握。如遞歸算法屬于學(xué)生難以掌握的知識(shí)， 它主要依賴于堆棧實(shí)行計(jì)算， 而學(xué)生通常不容易掌握堆棧的內(nèi)容， 導(dǎo)致實(shí)踐操作不順利。但用了VR技術(shù)之后， 就能夠把堆棧內(nèi)部變化的動(dòng)態(tài)過(guò)程直觀地體現(xiàn)在學(xué)生面前， 學(xué)生能夠有效地掌握此項(xiàng)內(nèi)容。另外， 還能夠使用VR技術(shù)來(lái)解樹(shù)和圖的遍歷， 樹(shù)和圖的遍歷同樣是相當(dāng)抽象的算法， 也屬于計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的困難所在， 學(xué)生通常無(wú)法順利地寫(xiě)出遍歷的順序， 理解上存在著偏差�？墒鞘褂昧薞R技術(shù)之后， 就能夠從可視化的角度直觀地表現(xiàn)出遍歷的順序， 學(xué)生能夠直接地理解遍歷的順序是如何構(gòu)建的。這么做既可以便于學(xué)生的掌握， 也能夠便于教師的教學(xué)。學(xué)生在虛擬環(huán)境中能夠獲得非常好的交互性和沉浸感， 讓學(xué)生能夠有效地學(xué)習(xí)知識(shí)。
3、2 輔助計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)
模擬狀態(tài)的機(jī)房實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)進(jìn)行打造， 一些實(shí)驗(yàn)的儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)對(duì)象等實(shí)驗(yàn)資源都可以虛擬出來(lái)。機(jī)房的整體狀態(tài)可以全方位地通過(guò)虛擬機(jī)房進(jìn)行還原。這樣的做法對(duì)于許多設(shè)備的花費(fèi)與資源消耗來(lái)說(shuō)都是一種節(jié)省， 還可以更加直觀和便捷地讓學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)。
機(jī)房與設(shè)備通過(guò)VR技術(shù)來(lái)進(jìn)行虛擬的打造， 可以獲得一些非常直觀的感受與真實(shí)的經(jīng)驗(yàn)， 實(shí)驗(yàn)的對(duì)象也可以涉及到一些不可拆卸的元器件， 也可以剖析一些不可見(jiàn)的結(jié)構(gòu)原理。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)， 他們可以更加深入地熟知計(jì)算機(jī)的相關(guān)知識(shí)。在經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)看， 在計(jì)算機(jī)教學(xué)中， 設(shè)備的成本也可以在很大程度上借助于VR技術(shù)來(lái)得到節(jié)約， 而且維修的花費(fèi)也得到了避免。除此之外， VR技術(shù)在更新教學(xué)內(nèi)容與安全性的操作上都有其他技術(shù)所不具備的明顯優(yōu)勢(shì)。但是我們也應(yīng)該看到， 教學(xué)的實(shí)現(xiàn)如果只是依靠虛擬的實(shí)驗(yàn)手段也一樣達(dá)不到最好的效果， 一定要將理論與實(shí)踐相結(jié)合。教師要在具體實(shí)際的計(jì)算機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中做到“虛實(shí)結(jié)合”的教學(xué)方式， 對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)的分配， 針對(duì)一些實(shí)驗(yàn)來(lái)具體的安排上機(jī)操作。這么做的目的不僅可以讓學(xué)生即使發(fā)現(xiàn)自己存在的問(wèn)題， 更對(duì)知識(shí)體系有了更好的掌握， 強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)效果。
4、結(jié)語(yǔ)
在未來(lái)計(jì)算機(jī)的教學(xué)中， 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)產(chǎn)生非常大的影響， 在計(jì)算機(jī)教學(xué)中運(yùn)用VR技術(shù)， 能夠打造一個(gè)更為具體、真實(shí)的教學(xué)環(huán)境。它不僅可以幫助學(xué)生有效地學(xué)習(xí)教學(xué)內(nèi)容， 調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性， 也便于教師備課， 提升了教學(xué)質(zhì)量， 解決了以往教學(xué)難以處理的狀況。伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速進(jìn)步， VR技術(shù)存在非常廣的應(yīng)用前景， 也一定會(huì)成為未來(lái)計(jì)算機(jī)教學(xué)的趨勢(shì)、
參考文獻(xiàn)
[1]成艷真、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)VR在計(jì)算機(jī)類教學(xué)中的應(yīng)用[J]、晉城職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)， 2011， 4 （2） ：21—23
[2]王宇飛、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]、教學(xué)與管理， 2005 （3） ：88—89
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