【摘要】虛擬現實技術在計算機教學中進行應用，其能夠有效提高學生的學習興趣，培養學生的探索能力和創新能力。本文對虛擬現實技術的概念和特點進行了闡述，并且分析了虛擬現實技術在計算機實踐教學中的實踐應用，從而有效提高計算機教學的效率。

【關鍵詞】虛擬現實技術 計算機專業教學 應用

一、前言

隨著科技的快速發展，一些新型的多媒體教學方法也在不斷出現，虛擬現實技術作為一種綜合的信息技術，其在教學領域得到了廣泛的應用。虛擬現實技術能夠改變使我們的教育思想，解決我們以前不能夠解決的問題，其對教育領域帶來了很大的改變。特別科技的研究、虛擬校園、虛擬教學等方面，給人們帶來了前所未有的體驗。

二、虛擬現實技術的概述

(一)虛擬現實技術的概念

虛擬現實技術是利用計算機來生成一個仿真環境，通過各種傳感設備來使得用戶能夠“輸入”到環境中，實現用戶和環境之間進行自然交互的技術。這里所謂的仿真環境是由計算機生成的立體圖形和表面的色彩，然后通過視覺、聽覺、觸覺等等給用戶進行反饋，使得用戶能夠產生身臨其境的可視化仿真感覺，它可以是一個特定的現實世界中，也可以是一個純想象的環境中。

(二)虛擬現實系統的構成

虛擬現實系統包括計算機、輸入輸出設備、應用軟件和數據庫等。

(1)計算機：計算機是整個系統的核心，其是虛擬世界的引擎，它主要負責生成虛擬世界的生成，并且需要實現人在虛擬世界中的自然交互功能。

(2)輸入和輸出設備。在虛擬現實系統中，實現自然交互用戶和虛擬世界之間的連接，必須采用輸入和輸出設備，來識別用戶輸入的各種形式，并且需要實時生成相應的反饋，將反饋信息輸入到系統中。

(3)應用軟件系統：應用虛擬現實系統軟件主要是用來完成虛擬世界幾何模型、物理模型、運動模型的構建和生成，并且對虛擬立體模型管理技術、實時顯示技術和虛擬世界的數據庫進行有效的管理。

(4)數據庫：數據庫主要是用于存儲虛擬世界中的各種信息。

(三)虛擬現實技術的特點

虛擬現實技術主要有三個突出的特點：沉浸性、交互性和想象性。沉浸性主要指的是電腦操作員作為人機環境的主要操作者存在于一個虛擬環境中，并且需要通過多維的方式來建立虛擬環境和計算機進行交互，使參與者能夠產生身臨其境的感覺。交互性指的是運營商在各種各樣的虛擬環境中遇到的對象交互的能力，這是人機中的關鍵因素。想象性指的是用戶的感覺器官在接受到刺激后，并且結合固有的知識經驗來產生一些創意，進入到一個幻想的環境中，能夠在幻想的環境中充分發揮自身的想象力。

(四)虛擬現實技術的分類

虛擬現實系統有三類：桌面虛擬現實系統、沉浸虛擬顯示系統和以及布式虛擬現實系統。桌面虛擬現實系統也被稱為是窗口中的虛擬現實系統，使用個人電腦和工作站來進行模擬，這類系統由于主要是使用立體顯示技術來進行顯示，其分辨率更高，價格也相對比較便宜。浸入式虛擬現實系統是用戶使用頭盔顯示器將自身的視覺、聽覺等感官進行封閉，使得自己產生的幻覺，并且置身于虛擬環境中，不會和外部現實世界進行互動和交流。處于不同位置的用戶可以不用受到物理時空的限制，其就好比進入到一個現實世界當中，通過姿勢、聲音或文字等進行交流，討論，甚至可以完成困難任務的設計和一些艱難任務的演練操作。

三、虛擬現實技術在計算機專業實踐教學中的應用

利用虛擬現實技術來進行計算機專業的教學，需要構建一個虛擬多媒體實驗室，讓學生可以進入虛擬實驗室當中，使得他們能夠身臨其境來操作虛擬儀器。虛擬實驗室是由虛擬現實技術創建一個能夠在其中進行試驗的虛擬環境，在這種環境下，學習者可以真正的接近實驗室現場操作。

我們以電子電路實驗教學為例，學生要想進行電路焊接實驗，學校就需要購買大量的電子元器件，學生焊接不當就會造成很大的浪費。使用虛擬實驗室能夠模擬電路焊接實驗，學校就不需要購買任何的電子元器件，學生可以在計算機軟件仿真系統中模擬各種儀器、設備、組件、實驗設備和實驗條件，并且能夠以文字、圖形或動畫等方法進行顯示。學生在虛擬實驗室環境下，他們能夠充分利用虛擬實驗儀器，并且根據實驗的需要來設計實驗過程，并且對實驗設備、實驗內容、實驗結果進行統計分析等等，所有的實驗過程都是通過計算機來完成。學生能夠免費使用各種器材，然后連接到一個虛擬的開關和電源，以及信號發生器、測試量儀器如示波器虛擬儀器測試，并且需要觀察記錄實驗數據和結果。用軟件來模擬設備做實驗，這樣就可以得到真實實驗設備相同的實驗結果。所以，利用虛擬現實技術，不僅能夠保證教學效果，還能夠大大節省成本。

通過在虛擬實驗室進行實驗操作，這樣不僅可以縮短實驗的時間，還能夠獲得更加直觀和真實的試驗效果，其能夠獲得理想的實驗結果。虛擬技術還能夠利用一些不可見的結構原理和不能夠進行重組的精密設備進行模擬訓練。此外，這種擁有先進的和共享的虛擬實驗，容易進行擴充，非常容易改變教學項目，這樣就能夠減少實際的實驗可能帶來的風險，并且能夠減少設備的投資基金。在進行虛擬技術實現教學的過程中，學生能夠切身體驗到高新技術帶來的全新體驗，還能夠通過自身的實踐，掌握操作技能，使得自身的動手能力和操作能力得到有效的提升。教學內容和教學方法能夠在虛擬環境中及時進行更新，使得實驗教學能夠跟上技術的發展步伐。

四、結論

虛擬現實技術應用于計算機專業實踐教學中，這是現代教育發展領域的一個新的焦點，虛擬現實技術在教學中的應用具有非常廣泛的發展前景。虛擬實驗的普及，不僅能夠讓學生都能夠體驗的實踐操作，他們通過模擬動手進行實踐，這樣不僅可以提高他們的動手操作能力，還能夠有效提高教學效率，從而達到更好的教學效果。

參考文獻：

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[3]張明，王淑英，郭濤.虛擬現實技術在計算機專業實踐教學中的應用[J].才智，2011.

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總結

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