计算机虚拟仿真技术在教学中的应用之浅见

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1、计算机虚拟仿真技术在教学中的应用之浅见袁海洪（袁海洪男1971.1本科技师教师）摘要利用计算机技术生成一个逼真的，具有视、听、触等多种感知的虚拟仿真环境把物理资源转变为逻辑上可以管理的资源，以打破物理结构之间的壁垒，使学习者可以同虚拟仿真环境中的实体交互，产生互动，帮助使用者提高对事物的感知和认识能力，启发参与者的思维，同时可以避免教学设备条件的局限性。虚拟仿真可以提高技能培训的效率，减少或弥补物理资源的数量，隐藏物理资源的部分复杂性，加以先进的教学方法已达到事半功倍的效果。虚拟现实技术可以广泛应用在教学活动中，并且可以带来切实可观的效果。首先，设备元器件的虚拟现实可以让参与者

2、进行人机互动获得身临其境的体验；其次，能帮助初学者加深对专业技能的了解，同时可以初步掌握必要的理论知识。随着深入的开发，通过数据接口的指令可以实现控制真实环境中的器件或设备，与此同时可随时获得所学项目的数据资料。多媒体技术与网络技术的发展为现代教育手段的现代化带来了新的机遇和挑战。随着计算机技术的快速发展，现代教育技术的应用已不再是停留在音像技术课堂中应用的常规模式层次上，而是朝着多媒体化、网络化、信息化、教育技术应用模式多样化和远程教育普及化的趋势发展，特别是基于计算机仿真技术的虚拟教学形式，是一种最新出现的教学模式，具有广阔的发展前景，代表了教育的未来和发展的方向。虚拟现实

3、(VirtualReality，简称VR)，又称为灵境技术，它汇集了数字图象处理、计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术，以及人体行为学技术，是计算机技术的综合应用。具体地说，就是采用以计算机技术为核心的现代高科技生成逼真的视、听、触觉一体化的特定范围的虚拟环境，用户借助必要的设备以自然的方式与虚拟环境中的对象进行交互作用，相互影响，从而产生如同真实环境的感受和体验。尽管该环境并不真实存在，但它作为一个逼真的三维环境，仿佛就在我们周围。由于用户对计算机环境中的虚拟物体产生了类似于对现实物体的存存意识或幻觉，从而使得用户在计算机所创建的维虚拟环境中处于一种全

4、身心投入的状态。一、虚拟现实系统的构成9虚拟环境它由虚拟环境发生器所产生，且可让使用者通过传感器件和作用器件与之交互，这种交互的结果是使用者有全身心进入这一环境的感觉。传感器件它将虚拟环境中的物体的形、动作、声音等进行转换，使人能获得视觉、听觉、触觉等多方面的感觉。这些感觉与他以往在实际环境中的感觉一致。作用器件它将人的一些约定动作(如行走、手势等)变成作用的信息，让虚拟环境有所察觉。人虚拟现实实质上是一内含反馈的闭环系统，只有人的存在才能使这一反馈环路有效成立。所以人是VR系统中不可缺少的成分。人通过传感器件感受虚拟环境的存在．又通过作用器件去影响虚拟环境，使其作出相应的变化

5、。虚拟环境发生器它能产生使用者所需要的虚拟环境，且能通过作用器件传来的作用信息。了解使用者的位置和动作。并对已产生的虚拟环境作出相应的修改。　　通过虚拟可实现动态的资源部署和重配置，满足不断变化的教学需求。虚拟现实所建立的虚拟环境是基于真实数据数学模型组合而成的，技术标准严格遵循项目设备的标准和要求，建立一个逼真的三维场景，对设施进行真实的“再现”，可以使学员在虚拟场景中人机交互，同时可以减少理论或实践知识掌握不周全造成的设备损坏和安全事故，提高了项目任务的学习质量。二、虚拟仿真在计算机专业教学活动中的使用计算机课程实践性很强，在书本上体现难免会给人们的理解带来困难。利用虚拟现

6、实技术制作的课件能够很好地解决这一问题。例如，在计算机基础课程中介绍计算机中各个组件的结构和讲解计算机组装的过程时，书本的文字难以让学习者了解组件结构和组装的过程。利用虚拟现实技术可以将文字、声音、图片、动画等几种媒体表现形式有机地结合，设计出生动活泼的界面。制作出一些三维的、交式的、具有沉浸感的内容，满足学习者从各个角度观察和学习，仿佛身临其境，更好地理解学习的内容。由于计算机发展的太快，因此现在许多学生在开始学计算机时，都是从WindowsXP、Windows2003开始学习，而对于MS-DOS、Windows3.x、NetWare等并不了解。这样，当使用的计算机出现故障时

7、，就不知道应该怎样解决，因为他们不知道计算机的来龙去脉，不知道怎样去解决，比如一个很小的故障，装有WindowsXP的计算机不能启动了，有可能是因为在软驱中有一张非引导磁盘或者光驱中有非引导光盘等一些其他设备与计算机相连接，这时就不知道把这些东西取出或移除9再重新启动计算机。学生可能学习了一些计算机的（历史）知识，也知道启动磁盘，也知道MS-DOS，也知道格式化磁盘，也知道硬盘在使用前需要分区和格式化，也知道软件需要安装，也知道……；学生们从书本上学了太多的“也知道”，但是却很少有学生能亲手