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1、虚拟现实技术在计算机教学中的运用摘要:虚拟现实互动教学是一种新型的教学方式，是计算机专业课程教学改革的 重要组成部分。虚拟教学利用虚拟技术模拟难以讲解的教学场景，并使之可视化 和可参与性，在很大程度上弥补了传统教学的不足，为学生提供近似真是的训练 环境，更有效地提高学生的专业技能。关键词:虚拟现实技术；计算机教学；应用1虚拟现实技术简介所谓的虚拟现实就是一项融合计算机图形学、人机接口技术、传感技术、心理学、 人类工程学及人工智能的综合技术，虚拟现实是计算机与用户之间的一种更加理 想化的人与-机界面形式。虚拟现实技术包括具有自然模拟、逼真体验的技术与 方法，根本目标就是真实体验和基于自然技能的人
2、机交互，可以达到目标的系统。 过去的教学方法无法将抽象概念理论形象化、直观化，无法达到帮助学生理解抽 象概念的目的，而且部分带有危险的真实实验或操作，学生无法直接参与，更不能 获得感性认识，还有设备经常拆装，元器件的损坏业十分的严重,对于这些问题，我 们需要更新教学理念，开创新的教学教育环境，采用新的教育技术形态。2虚拟现实技术的特点虚拟现实技术的基本特征主要为沉浸感、交互性、想象力、网络功能、多媒体技 术、人工智能、计算机图形学、动态交互智能感知和程序驱动三维立体模型与场 景等特点。2.1 沉浸性。对于虚拟现实技术就是根据人类的视觉、听觉的生理心理特点，可以 有效的产生三维立体图像，并且使用
3、者带上头盔显示器和数据手套等设备，就仿佛 置身在虚拟的环境中，就好像是在现实世界中,所以的感觉都是十分的逼真,有一 种身临其境的感觉。2.2 交互性。在虚拟现实系统中，使用者可以使用电脑的键盘、鼠标进行交互，还 可以通过特殊的头盔和数据手套等设备进行交互，计算机可以根据使用者的全身 各部位运动,进行调整系统的图像和声音，使用者可以对虚拟环境中的对象进行考 察或操作。2.3 多感知性。对于虚拟现实系统中装有视、听、触、动觉得传感及反应装置， 使用者在虚拟环境烘可以得到更多的感知，最终达到身临其境的感觉。3虚拟现实技术分类沉浸型虚拟现实系统。沉浸型虚拟系统是一个十分复杂的系统,对于使用者需 要戴上
4、头盔、数据手套等传感跟踪装置，才可以进行交互，这一系统能让使用者的 视觉、听觉与外界隔离，排除外界对其干扰，这一系统的主要优点在于使用者可以 沉浸在虚拟世界，但是这种设备的价格十分的昂贵才隹广还很难实现。3.1 简易型虚拟现实系统。所谓的简易型虚拟现实系统就是一台普通的计算机系 统组成的，使用者可以与虚拟环境进行交互，比如说苹果公司的快速虚拟系统，就 是利用全景拍摄形成逼真的虚拟情景，使用者可以真实的感受虚拟的情景,这种系 统结构十分的简单，而且价格十分的便宜。3.2 共享型虚拟现实系统。共享型虚拟现实系统就是利用远程网络,把不同地区的 用户联系起来，大家共享一个虚拟的空间，并且可以对一个虚拟
5、的世界进行观察和 操作，最终达到协同工作的效果，这种方法已经使用在医学上，通过这种虚拟的手 段对病人进行外科手术。4虚拟现实在教学中的优势逼真。虚拟现实技术通过软件平台可以形成一个十分逼真的虚拟环境，可以使 学生仿佛有一种身临其境的感觉,并且可以刺激学生的脑细胞，使大脑处于一种十 分集中的状态，有效的吸引学生的注意力。4.1 交互。学生通过虚拟的头盔、虚拟手套的反馈可以与虚拟学习环境中的老师 进行交互老师也可以通过学生反馈的控制信息，有效的处理加工和演示信息可 以及时的改善教学的方案，建造一个可以激发学生学习兴趣和积极性、引导学生 主动学习的虚拟环境。4.2 合作。虚拟现实系统可以使学生处在虚
6、拟环境中进行学习探讨、相互合作交 流，教师也可以直观的观察和了解学生在掌握知识的过程中存在的问题，与学生共 同的努力，从而有效的调动学生学习的积极性和主动性。5虚拟现实技术在计算机教学中的运用利用虚拟现实技术进行知识学习。使用虚拟现实技术，可以有效的把现实中无 法正常观察到的事物的变化过程可以重现，有效的为学生提供更加逼真和生动的 学习资料，使一些比较抽象的事物和理论更加的形象化、直观化，这样有利于学生 对学习的更加理解，通过虚拟现实技术还可以使学生按照自己需要的形式进行更 好地学习，并且可以进行交互式学习，有效的获得自己想要学习的知识由过去的 被动学习变为主动的学习。虚拟现实技术让学生体验到
7、现实生活中具有的微观性、 瞬间性、危险性、长期性，而且使用其他方法是很难观察和验证各种事物，使学生 更加快速的接收这类知识，在课堂中教师陪着学生一起进入虚拟境界中，可以边观 察边讲解，让学生更好地了解相关的知识，还可以让学生自己利用虚拟情景进行仔 细的观察，有利于了解相关的概念和知识。5.1 利用虚拟现实技术进行探究性学习。对于虚拟现实技术可以在学生学习的过 程中的各种假设事物进行模拟，让学生更加直观的观察假设产生的效果，就使得计 算机教学脱离了生产实践中取材、实施、效果差等问题，使用虚拟现实技术进行 教学有利于激发学生的创造性思维，培养学生的创新能力。5.2 利用虚拟现实技术进行虚拟实验。在
8、过去的实验教学中，需要耗费大量的资金 购置实验设备和实验道具，或者是在实验时有危险性，实验时间很长，这都影响着 学校的实验教学，但是使用了虚拟现实技术建立各种网络虚拟实验室，就有效的解 决了过去实验中的问题，在这种虚拟的环境中,学生的各种感觉都与虚拟的学习相 互连系，这种教学方式有效的提高了学生的学习的积极性，尤其是在一些经济落后 的地区，解决了实验设施差的问题也有效的减少学校因实验设备耗费大量资金的 情况，使得学生不会在受到学习条件、实验设备及场地的影响，有效的提高学生的 学习效率。5.3 利用虚拟现实技术进行技能训练。对于虚拟现实的沉浸性和交互性，可以让学 生在虚拟的环境中扮演角色，完全的
9、投入学习的环境中，这样有利于学生专业技能 的锻炼，另外虚拟训练中是十分安全的，学生可以放心的反复练习，直到掌握了操 作技能为止。5.4 利用虚拟现实技术进行网络化教学。随着虚拟现实技术的的不断发展，这种借 助网络的虚拟化辅助教学在未来的教育方式中占据着有利的条件,是一种全新的 教学方法和方式，使得学习情景和实际情境相结合，在实际情境中具有丰富性的生 动性等特点,对于学生的认知能力的发展有积极的作用，对于过去的计算机教学中 有很多的限制，其中空间和时间限制尤为严重,而虚拟现实技术就可以破除时间和 空间的限制,可以为学生提供一种想要的情景。把虚拟现实技术和互联网相结合, 进行智能型、交互式、分布式
10、、图文并茂的教学，通过互联网传输逼真的教学和 学习环境。结束语随着计算机技术的快速发展，虚拟现实技术已经逐渐走进了教学中,但是现在完全 沉浸虚拟现实系统的硬件设施的价格还是非常昂贵的，这样就制约了虚拟现实在 教学中的应用，但是桌面虚拟现实系统的应用为教学媒体的应用开辟新的道路，随 着虚拟现实系统价格的下降不久的未来,这种新的教学媒体必然会被广泛的应用, 当虚拟现实在教学中普及，教学方式也随着发生很大的变化，对我国教学改革有着 积极的作用。参考文献张学军，基于Flash3D的中学虚拟实验平台的设计与实现J.电化教育研 究2014.6(1):23-24.2尹立辉，网络虚拟化学实验的实现方案几天津农学院学报,2010.17(2):29-32.3杨景琴，陈坚VRML中粒子系统在虚拟化学实验室构建中的应用研究J.计算 机光盘软件与应用2012.2(4):12-14.作者：赛炜单位：西京学院