雷玨

摘要：VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展態(tài)勢，其獨特的、沉浸式體驗的優(yōu)勢為人們所關(guān)注，為高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)注入了新鮮的血液，突破了傳統(tǒng)的簡單理論講解過程，幫助高職學(xué)生更加深入地體會計算機實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，有效激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的積極性，更好地提升高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)課程的價值。

關(guān)鍵詞：VR虛擬現(xiàn)實技術(shù);高職;計算機;實訓(xùn)教學(xué)

中圖分類號：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）13-0227-02

1背景

VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)體現(xiàn)出交互能力強、感知度高、沉浸性的新型體驗特征，為高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)在教學(xué)方面帶來新的發(fā)展視角，從根本上來看：VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)它既突破了學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施的限制，拓展了高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)的形式，轉(zhuǎn)變了當(dāng)高職計算機教學(xué)的指導(dǎo)模式，又將學(xué)生引入沉浸式教學(xué)的感知和體會之中，使高職學(xué)生浸入到極其逼真的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中，打開了學(xué)生的課堂新視野，較好地提升了高職教育教學(xué)質(zhì)量。

2VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)是以計算機為支撐和依托，在實時三維計算機圖形技術(shù)、廣角（寬視野）立體顯示技術(shù)的應(yīng)用下，構(gòu)建一種極其逼真的模擬環(huán)境，讓用戶可以沉浸到模擬環(huán)境之中進行信息交互和融合，在3D情景實況之中體驗虛擬廣闊的計算機世界。虛擬現(xiàn)實技術(shù)涵蓋模擬環(huán)境、感知、自然技能、傳感設(shè)備等，其中：模擬環(huán)境是以計算機為載體的實時動態(tài)3D圖像環(huán)境;感知涵蓋類似于人的一切感知，如：聽覺、觸覺、力覺、運動、嗅覺、味覺等多種感知;自然技能則是通過計算機進行相關(guān)動作的處理，對用戶輸入數(shù)據(jù)進行實時響應(yīng)和反饋，體現(xiàn)出存在感、交互性、多感知性和自主性的特點。讓用戶在感官逼真的情況下更好地對計算機虛擬世界進行自我把控。

傳統(tǒng)計算機實踐教學(xué)模式局限于學(xué)?；A(chǔ)設(shè)施及學(xué)生自身條件的限制，在教學(xué)方面注重運用過去式傳統(tǒng)教學(xué)指導(dǎo)方法，課堂上以教學(xué)指導(dǎo)為主，對學(xué)生進行過多關(guān)注高職理論知識的灌輸式講解;忽視了學(xué)生的感受和教學(xué)地位。因而在整體課堂中，學(xué)生缺乏身臨其境式的體驗學(xué)習(xí)，無法與計算機類實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容相交互，在掌握方面僅僅局限于“浮”在表面，難以深入全面地把握計算機實踐教學(xué)的知識內(nèi)容，在學(xué)習(xí)過程中感覺枯燥乏味，逐漸喪失學(xué)習(xí)計算機類實訓(xùn)教學(xué)知識的興趣，從根本影響計算機課程的更好推進發(fā)展。加之高職院校學(xué)生的文化素質(zhì)相對偏低，對于相對抽象、復(fù)雜的計算機類實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容難于進行自我理解，有時可能表面理解了，卻難以在實踐中進行操作，阻礙了知識點實操中的落實和發(fā)展;同時，對于知識的體驗可能存在偏差，不利于提升學(xué)生對計算機類實訓(xùn)教學(xué)知識的理解，影響學(xué)生自身學(xué)習(xí)能力得到提高和完善。而在高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)中引入VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，則可以為學(xué)生提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)生參與能力和動手實踐能力，在實際操作中獲得與真實實驗操作相同的體會，并能夠有效規(guī)避真實實驗或操作中可能存在的安全風(fēng)險，促進學(xué)生在VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)中將知識點更加全面的吸收。另一方面，學(xué)習(xí)者在這個具有真實沉浸感和交互性的虛擬環(huán)境中，利用人機交互設(shè)備和場景中的物件進行交互，體驗實時的反饋和操作，促進自身能力得到提升和鞏固。

3VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用

3.1搭建基于虛擬儀器的虛擬實驗室

計算機專業(yè)的實踐性較強，設(shè)備儀器的更新?lián)Q代速度較快，高職院校原有的儀器設(shè)備配置大多處于淘汰狀態(tài)，老舊的計算機機房操作難以滿足高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)的實際需求，為此要引入先進的VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，搭建基于虛擬儀器的虛擬實驗室，通過VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)生成相應(yīng)的實驗室環(huán)境、實驗儀器設(shè)備、實驗對象、實驗信息資源等，使之成為某一現(xiàn)實實驗室的真實再現(xiàn)或虛擬構(gòu)想的實驗室，讓學(xué)生參與到虛擬環(huán)境中進行身臨其境的體驗，進行自主學(xué)習(xí)、自主感受，極大地縮短了實驗的時間，并能夠較好地體現(xiàn)出真實、直觀的計算機類實訓(xùn)教學(xué)效果，為課程的推進提供保障。

在基于虛擬儀器的虛擬實驗室之中，主要包括有以下部分：1）全景視頻區(qū)。這部分主要是采用VR全景視頻的呈現(xiàn)方式，學(xué)生可以自由操控桌面型VR軟件，進行360°全景視頻觀看和學(xué)習(xí)，打開學(xué)習(xí)的新視野。2）VR互動區(qū)。學(xué)生可以利用電腦和鍵盤的操作實踐，對桌面型VR虛擬軟件進行仿真軟件的操作，實現(xiàn)對計算機類實訓(xùn)知識的感知和學(xué)習(xí)，通過自己動手操作，將不懂的知識點一并學(xué)習(xí)，完善學(xué)生的知識點儲備空間。3）VR體驗區(qū)。借助于新型的VR技術(shù)和頭顯設(shè)備，讓學(xué)生親身參與到極其逼真的虛擬現(xiàn)實體驗之中，突破“虛擬”和“現(xiàn)實”的界限，獲得對知識的體悟和理解。學(xué)生可以將專業(yè)課學(xué)習(xí)與計算機實訓(xùn)相結(jié)合，以城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為例，無須真正地將網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建起來，學(xué)生可以通過虛擬實驗室進行親身體驗和模擬現(xiàn)場的操作。還可以通過虛擬實驗室模擬電子商務(wù)課程實驗，讓學(xué)生融人虛擬的商務(wù)環(huán)境之中，獲得對虛擬現(xiàn)場交易的體驗和理解。在計算機操作系統(tǒng)的安裝實驗之中，如果在計算機安裝新的操作系統(tǒng)難免會對原有操作系統(tǒng)帶來影響，而在虛擬實驗室的虛擬計算機之中，則可以完成虛擬的操作系統(tǒng)安裝實驗，在虛擬機的CPU、內(nèi)存、硬盤、光驅(qū)之中，進行Win-dows、Linux等真實操作系統(tǒng)及各種應(yīng)用程序的安裝。由此可見，在高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)中引人VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在基于虛擬儀器的虛擬實驗室之中，能夠較好地更新虛擬環(huán)境中的教學(xué)內(nèi)容，節(jié)約高職教學(xué)設(shè)備投入成本，促進高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)的發(fā)展和進步。

3.2基于VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸式教學(xué)模式

基于VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸式教學(xué)應(yīng)用于高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)之中，將課堂真正還給學(xué)生，關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體陛地位，強調(diào)以學(xué)生為主、教師為輔的沉浸式教學(xué)模式，主要包括以下三大模塊：1）前期分析?；赩R虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸式教學(xué)要進行學(xué)習(xí)需求分析，把握學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和特點，及時察覺教學(xué)中存在的缺陷和不足，結(jié)合學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求，制定適宜的學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)。并要進行學(xué)生特征的全面分析，結(jié)合高職學(xué)生的智力發(fā)展?fàn)顟B(tài)、學(xué)習(xí)能力、學(xué)生既有的知識結(jié)構(gòu)，學(xué)生現(xiàn)今缺失的知識點層面，符合學(xué)生的教學(xué)需求，讓學(xué)生融人虛擬現(xiàn)實情境之中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、自主探究能力和問題解決能力。2）中期設(shè)計?；赩R虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸式教學(xué)要進行VR教學(xué)環(huán)境的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生在課堂中獲得沉浸式的體驗，享受自主探究的樂趣，讓學(xué)生進行獨立自主式學(xué)習(xí)模式，在沉浸式課堂中激發(fā)學(xué)生探究精神，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維和能力，在沉浸式環(huán)境的創(chuàng)設(shè)中主要依賴于VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)和VR眼鏡，在特定的學(xué)習(xí)環(huán)境下使學(xué)生快速進人情境之中，喚醒學(xué)生相關(guān)的知識記憶，為學(xué)生提供良好的人機交互倯，并進行針對性的提示和反饋，幫助高職學(xué)生進行知識的重組和再造。同時，教師要時刻注重學(xué)生在VR虛擬課堂中的重要教學(xué)地位，實時與學(xué)生共同探討教學(xué)問題并提出知識點主題假設(shè)，對學(xué)生進行適時的點撥和指導(dǎo)，讓學(xué)生自己探索尋找問題的解決路徑，促進學(xué)生在課堂上進行自主學(xué)習(xí)的反思和總結(jié)。3）后期評價。基于VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸式教學(xué)還要對高職學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和結(jié)果進行評價，包括學(xué)生對虛擬現(xiàn)實設(shè)備的適應(yīng)情況、學(xué)生對教學(xué)任務(wù)的理解、靈活使用虛擬現(xiàn)實設(shè)備的評價、學(xué)生作品評價、教學(xué)反饋效果評價等。

3.3創(chuàng)新高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)

可以將VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)融入高職計算機理論課程教學(xué)之中，由于計算機理論知識相對復(fù)雜和抽象，尤其是數(shù)據(jù)編碼方面的計算機理論知識相對深奧。由于數(shù)據(jù)編碼方面的知識點過于理論化，且高職學(xué)生的能力較為薄弱化，因而普遍性就會出現(xiàn)：高職學(xué)生對于這部分知識難于把握和理解，被迫采用死記硬背的方式進行知識點的學(xué)習(xí)，對知識點的掌握程度仍處于“表面”，其實際知識點核心知識自身無法全面吸收。長此以往，就會導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)極其枯燥、艱澀，對數(shù)據(jù)編碼方面的課程學(xué)習(xí)不感興趣，課堂上整體學(xué)習(xí)氣氛較為壓抑。為此在數(shù)據(jù)編碼教學(xué)中引入VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，通過直觀、生動、沉浸式的學(xué)習(xí)，可以幫助學(xué)生更好地對相關(guān)知識點進行自我梳理，通過VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)自己進行知識點的趣味性鞏固和學(xué)習(xí)，理解計算機理論知識點之間的聯(lián)系，輕松地理解和吸收計算機理論課程的知識。

同時，還要將VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)引入到高職計算機實驗課程之中，解決高職院?；A(chǔ)設(shè)施相對薄弱的教學(xué)指導(dǎo)問題，在VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支撐下，讓學(xué)生在虛擬的機房環(huán)境中進行自我模擬操作，當(dāng)操作過程中出現(xiàn)代碼錯誤或設(shè)計錯誤的現(xiàn)象時，學(xué)生可以通過模板進行消除，重新進行設(shè)計操作，減少了實訓(xùn)操作中資源浪費過多的現(xiàn)象，有效地提升了高職學(xué)生實訓(xùn)教學(xué)的運行效率。另外，教師還可以利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行計算機教學(xué)課件的設(shè)計，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)造型語言構(gòu)建虛擬交互環(huán)境，對不同程序語言進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并設(shè)置相應(yīng)的信息輸出端口，呈現(xiàn)出全新的教學(xué)指導(dǎo)課件，增強教學(xué)過程的視覺沖擊效果，激發(fā)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的參與度和學(xué)習(xí)興趣，有效地推進了高職計算機實驗課程的教學(xué)進度和教學(xué)水平。

3.4提高計算機信息資源利用水平

可以在高職計算機教學(xué)中充分合理地利用VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對計算機信息資源數(shù)據(jù)進行串聯(lián)和鏈接，在采集、分析、匯總計算機信息資源的前提下，篩選出自己所需的有效信息，從而提高計算機信息資源利用水平，提升高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)的效果，實時為學(xué)生提供全面的實訓(xùn)學(xué)習(xí)資料和教學(xué)指導(dǎo)資源。

3.5激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維

VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)中的應(yīng)用能夠充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，以其強烈的“身臨其境”的沉浸感和難以想象的刺激性特點，為高職學(xué)生營造出強烈的虛擬環(huán)境和真實感體驗，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探究意識，同時更激發(fā)了學(xué)生對于課程的學(xué)習(xí)興趣。以學(xué)習(xí)計算機組裝的實驗課程為例，學(xué)生只需點擊相應(yīng)的按鈕，拖動鼠標(biāo)或按鈕，即可隨意驅(qū)動計算機組件，將其置于相應(yīng)位置進行安裝，在安裝光驅(qū)的開關(guān)鍵操作之中，可以動態(tài)、直觀地看到虛擬技術(shù)的實驗效果，從視覺上對學(xué)生產(chǎn)生一定的課程沖擊;同時VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以讓學(xué)生清晰地聽到盤盒自動彈縮而發(fā)出的清脆聲響，從聽覺方面讓學(xué)生感受到逼真的效果。將VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)實際運用到實訓(xùn)教學(xué)中，從學(xué)生的五官感覺出發(fā)讓學(xué)生產(chǎn)生身臨其境的沉浸式體驗感。并在反復(fù)多次的大膽實踐和嘗試中，學(xué)生能夠?qū)ψ约簩W(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生的假設(shè)進行虛擬、驗證探究，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提升高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)的趣味性和靈活多樣性嘲。

4結(jié)束語

綜上所述，VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)體現(xiàn)出沉浸性和交互性優(yōu)勢，可以適當(dāng)融人高職計算機實訓(xùn)教學(xué)之中，構(gòu)建基于虛擬儀器的虛擬實驗室，創(chuàng)設(shè)出全新的高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)模式和氛圍，充分調(diào)動和激發(fā)學(xué)生的積極性和興趣，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力、問題解決能力和創(chuàng)新思維，較好地提升高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)的效果，構(gòu)造新型高職教育模式，體現(xiàn)高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)的特色，不斷推進高職計算機類實訓(xùn)教學(xué)的發(fā)展和進步。