一、概述
隨著科技的快速發展, VR技術掀起了第五次技術革命, 成為人們關注的焦點。虛擬現實VR就是利用計算機生成一個關于視覺、聽覺、觸覺等感官的三維空間的虛擬世界, 讓參與者身臨其境一般, 產生沉浸感。虛擬現實的特點與核心是具有沉浸感, 讓人沉浸到虛擬的空間之中, 同時還具有交互性與想象性。當VR邂逅教育, 新型的VR教育模式孕育而生。VR與教育的結合, 可以顛覆傳統教學方法中受教育的一方無法參與、無法互動的瓶頸;支持課堂的全真模擬展示和交互, 以其自身的特點, 結合技術手段體現學生的主動性, 增加教學的實踐性和真實感, 豐富師生對3D立體展示和實踐性的需求。當VR作為一種看似玩樂服務的技術被應用到學習領域, 炫酷的技術加上現實需求, 為學習造就了不同的技術和服務體驗。VR教育比其他方式能更好地讓學生建立起對學生的興趣和概念, 這種身臨其境的學習時全方位運用感官和思維, 所以就學的更加扎實, 也更有趣, 它獨特的魅力特點在于真實、互動和情節化。它讓學習更有趣, 更安全, 更主動。
從作為VR元年的2016年開始, 到如今, VR教育已經從理念逐漸走向“落地”, 教育部明確將VR技術列入2018年度教育信息化重點工作任務, 把VR擺在了和大數據、人工智能等同等的位置。如何將VR教育有效的運用在計算機專業教學改革中, 創建VR體驗課程和實踐課程, 帶給學習者沉浸式的直觀體驗, 提高學生學習的積極主動性, 激發人機互動的學習興趣, 不止在計算機專業教學中, 特別是在高職專業教學的一些實際操作成本較高、或是有較大危險性的課程中應用, 是一個值得思考和研究的重要問題。
二、高職計算機課程教學現狀
目前, 無論是否是計算機專業的學生, 都已經有了一定程度的計算機知識, 但是高職學生相較本科學生來說, 基礎較為薄弱, 計算機專業學生大學一年就開始了關于程序、C語言的各種算法和涉及復雜邏輯的課程, 這些基礎知識對于初入大學的學生來說還是有些困難的。而且, 當下高職學生以00后為主, 具有較強個性, 還比較敏感, 在學習過程中存在比較明顯的情緒化特點, 對于自身比較感興趣的內容可表現較高積極性, 對比較枯燥的一些內容往往興趣比較低。使得傳統方式開展教學, 收效不高。而且作為高職學生, 普遍對于學習的興趣不強, 大學自由的管理模式讓學生對學習放任自流, 學風存在問題, 一些學習習慣差的同學, 會不受控制的利用機房電腦看電影, 打游戲。
高職院校計算機課程隨著時代和社會發展的需要也進行了一系列調整, 但是現實總體上還是很滯后的。高職院校的計算機教學內容往往還是原來C語言, Java等基礎類課程, 但是現代計算機行業的發展迅速, 教學中的一些內容已經被時代所拋棄, 前沿的知識沒有加進教學課程中, 導致學生能力和企業要求有差距。高職院校一般要求注重學生基礎技能的培養, 但是很多院校都沒有切實關注這一點, 疏忽了對學生技能的設計, 導致學生沒有掌握應用的技能水平。雖然高職的計算機課程進行了一系列改革, 采用了項目化、理實一體的方式來提升學生技能, 但是因為教學設備更新慢, 設備也比較緊張, 教學和實訓管理人手也比較缺乏, 使得很多計算機專業的學生不能夠長期待在學校機房進行計算機方面的教學, 教學內容無法貼近真實場景等一系列問題, 讓計算機課程教學舉步維艱。
計算機專業課程因其本身的抽象性, 使得理論和實踐的差別大。傳統教學中, 教師一般利用軟件模擬或是直接在計算機上操作, 并展示給學生, 學生進行模仿, 但是因為實際操作的差別, 也會出各種問題, 而這樣的知識也過于零散, 會導致學生在理解時出現疏漏。
三、VR教育在高職計算機課程中的應用
VR教育的獨特之處, 在于可以在學生學習受阻的情況下, 構建各類虛擬環境、實驗基地、學習伙伴等, 用直觀和具有強烈視覺沖擊的方式, 將知識直擊人心。把以后的“工作場景”原封不動地搬到大學里, 讓高職教育與社會、企業進行了實時對接, 為培養合格的高素質應用人才提供了條件。
VR教育能夠為學生提供生動、逼真的學習環境, 比如網絡課程中的綜合布線, 大型網絡設備控制課程的操作實景, 還可以節省教育成本、規避實際操作的風險。對于計算機網絡、計算機維修等需要動手能力的專業來說, 實物操作成本很大, 通過VR模擬出服務器、計算機的配件, 在虛擬環境中進行組裝, 配置教學, 擺脫了空間、設備、材料、工具的束縛, 既節省了成本, 又提高了教學的質量, 能夠隨時隨地進入教學環境參與學習, 降低實驗, 訓練的風險。以《網絡布線》課程為例, 它作為網絡專業的專業核心課程, 其理論知識較為抽象晦澀, 學生不容易對理論知識進行理解;而且由于場地、經費等多重原因, 多數學校無法提供各種網絡實驗設備, 導致部分實驗無法完成;還有就是現有的實驗條件很難搭建大規模的企業級的網絡項目, 學生只能通過視頻了解大型網絡項目的規劃和設計, 導致學生缺乏處理實際項目的能力。借助VR技術, 學生可以在虛擬交互的環境中搭建網絡, 觀察網絡數據在設備之間的傳輸過程, 直觀的了解網絡設備的工作過程, 各個網絡設備在虛擬學習環境中都可以任意拆卸, 學生可以充分了解內部結構和掌握網絡布線操作。
VR教學作為體驗式教育, 比起老師枯燥的講解, 會讓學生直面現實的場景, 這可比僅僅看看課本, 再依靠自己想象來進行記憶有效的多。學生的感受和記憶都會更深刻。從而提升教學成果。以《數據結構》課程為例, 其中的算法思想是邏輯性強, 非常抽象不易理解的, 整個算法的執行過程, 即使教師給出算法的整體思路和實例, 讓學生具體執行, 也根本無法把算法執行過程直觀地展現給學生, 學生只能自己想象程序每一段的執行過程。對于一些基礎薄弱, 邏輯思維差的學生來說, 很難將復雜的執行過程弄清楚。這正是課程教學的難點所在。如果運用VR技術, 我們可以將抽象的算法過程用直觀的形式展現出來, 比如在樹的遍歷上, 就可以用VR從可視化角度把遍歷的順序直觀呈現出來, 讓學生可以看出遍歷的順序是如何搭建的, 既方便了教師的教學, 也讓學生獲得了非常好的交互性和沉浸感, 有效的獲取了知識要點。當然VR技術運用于計算機的實驗實訓, 打造虛擬現實計算機教室, 可以減少許多設備的花費和資源消耗, 讓學生更加直觀、方便的獲取知識。虛擬現實計算機教室不但可以讓學生模擬進入真實工作環境, 把以后的“工作場景”原封不動地搬到大學里, 還可以將一些不可拆卸的元器件直觀展示給同學們, 深入了解一些不可見的結構原來, 對學生來說, 這種真實還原的教學, 可以讓他們掌握更多的計算機相關知識和技能;在整個計算機教學中, 不但節約了設備成本、也減少了維修花費等。
四、結論
在將來的高職計算機教學中, VR技術將會更加深入應用, 做好虛實結合, 提高人機交互的功能, 達到真實的視覺、觸覺、聽覺和嗅覺體驗效果等多重感知效果, 幫助教師和學生取得更好的成果, 使教學效果得以充分提升。
VR技術在不久的將來, 會有更寬廣的應用前景, 也會成為新時期計算機未來教學發展的新方向, 將變革學生在高職教育階段受教育的方式。
摘要：隨著虛擬現實VR技術在教育各個層次的擴展, 也慢慢融入到高職教育教學中, VR技術作為一種新的人機交互體驗, 可以將相對抽象復雜的內容變得形象可視, 營造沉浸式的感官, 是當今信息化的一種有效手段。計算機專業教育在當今高職教育中地位舉足輕重, 將VR教育與計算機教學融合, 可以有效的解決現有計算機教學中遇到的問題。本文正是探討VR教育在高職計算機課程教學中的應用, 以便促進計算機專業教學更好的發展。
關鍵詞：VR教育,計算機類課程,教學應用