虚拟现实技术在计算机专业教学中的应用思考论文

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1、虚拟现实技术在计算机专业教学中的应用思考论文摘要：作为信息技术领域的一项新技术，虚拟现实技术已经被人们逐渐接受，并应用到很多领域，特别是教育领域。本文通过对虚拟现实技术及其在计算机专业教学中应用的几点思考，力求为计算机专业的教育教学模式改革与发展提供新的思路，更好地将教学的主体让位给学生。关键词：虚拟现实技术；计算机专业教学；教学应用；信息技术计算机技术是信息技术领域的重要分支。计算机技术专业教育教学长期以来沿用传统的教育教学模式——教师课堂教授、学生当堂听受，课后辅以必要的练习和实践，学生在整个教学过程中常常处于被动地位.freelandApplication”一文中提出了虚拟现实技术

2、的三角形特征，即三“I”特征：沉浸感（Immersion）、交互性（Interactivity）、想象力（Imagination）。沉浸感VR的沉浸感又称临场感，是指用户感到作为主角存在于虚拟环境中的真实程度，即让用户由观察者变为参与者，觉得自己是计算机系统所创建的虚拟环境的一部分，并能全身心地沉浸于虚拟实践中。沉浸感被认为是VR最主要特征，导致这种沉浸感的原因是用户对计算机环境中的虚拟物体产生了类似于面对现实物体时才有的意识或幻觉。交互性VR的交互性是指用户对虚拟环境中对象的可操作程度和从虚拟环境中得到反馈的自然程度。主要借助于各种专用设备（如头盔显示器、数据手套等）产生，从而使用户以

3、自然方式如手势、体势、语言等，如同在真实世界中一样考察和操作虚拟环境中的对象。想象力VR的想象力是指用户在虚拟世界中根据所获取的多种信息和自身在系统中的行为，通过逻辑判断、推理和联想等思维过程，随着系统的运行状态变化而对其未来进展进行想象的能力。对适当的应用对象加上虚拟现实的创意和想象力，可以大幅度提高生产效率、减轻劳动强度、提高产品开发质量。（三）虚拟现实系统的类型虚拟现实技术按其功能，可分为以下几种类型，其中能够在教学中普及推广的主要是桌面式VR系统。沉浸式VR系统沉浸式VR系统是利用头盔显示器、数据手套、三维鼠标等传感跟踪装置与虚拟世界进行交互。由于这种系统把人的视觉、听觉和其他感

4、觉封闭在虚拟的感觉空间，能使人全身心投入并沉浸其中。不足之处在于专用设备复杂而且昂贵，难以在教育行业普及推广。桌面式VR系统桌面式VR系统是运用软件编程的方法在显示器上显示三维场景。用户通过键盘、鼠标等简单的设备与虚拟场景进行交互。这种系统的缺点是由于用户坐在显示器前，通过屏幕观察虚拟世界并与之交互，往往会受到周围环境的影响，难以做到完全投入，但是它结构简单、成本较低，易于普及推广，因此，也是教学中运用最多的一种VR系统。分布式VR系统分布式VR系统是指基于网络构建的虚拟环境，将位于不同物理位置的多个用户或多个虚拟环境通过网络相连接并共享信息，从而使用户的协同工作达到一个更高的境界。主要

5、被应用于远程虚拟会议、虚拟医学会诊、多人网络游戏、虚拟战争演习等领域。增强式VR系统增强现实性的虚拟现实系统不仅是利用虚拟现实技术来模拟现实世界、仿真现实世界，而且要将虚拟图像叠加在真实物理对象之上，来增强参与者对真实环境的感受，也就是增强现实中无法产生的感受。目前主要应用于军用飞机导航、医学可视化、仪器设备的安装与修理以及辅助产品设计等领域。虚拟现实技术应用于计算机专业教学的思考（一）辅助课堂教学计算机专业课程实践性和逻辑性都很强，很多知识在书本上描述难免会给学生的理解带来困难。利用虚拟现实技术制作的课件则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各个组件的结构和讲解计

6、算机组装的过程时，书本的文字和图片都难以直观地、真实地让学生了解组件结构和组装的过程。教师普遍采取的教学方法就是到微机组装实验室结合实物讲解、操作与指导，这种方法固然在一定程度上解决了学生对真实感的需求，但是教师不太可能实时地手把手指导每一位学生，现在的学生普遍具备个性化特征，也未必都喜欢照教师的思路去学习和感知。为解决这一问题，我们不妨利用虚拟现实技术将文字、声音、图片、动画等几种媒体表现形式有机结合，设计出生动活泼、极具交互性和沉浸感的教学课件，满足学生从不同角度观察和从不同切入点学习与实践的需要。在教学中，学生仿佛身临其境，能更好地理解学习的内容。图1所示为虚拟主机组装操作及演示系

7、统。又如，在《数据结构》课程中，对于常用数据结构的算法思想，由于其抽象程度高，学生很难理解。我们也可以通过虚拟现实技术将其制作成课件进行教学。将抽象的算法过程以浅显易懂、形象直观的形式展现出来。如递归算法是学生比较难理解的，因为其算法是靠隐形调用堆栈来实现的，而通过虚拟现实技术可将堆栈内部情况的变化动态、直观、形象地表现出来，学生就很容易理解。同样在讲解树和图的遍历时，可以从可视化的角度观察遍历的顺序。二叉树与树的概念的区别、Han