摘要 摘 要: 随着计算机技术的不断发展，日益普及，《虚拟现实技术》作为一门新起的学科越来越受到人们的重视.然而到目前为止，虚拟现实课程的没有统一的教学内容、课程体系.在这样
摘 要: 随着计算机技术的不断发展，日益普及，《虚拟现实技术》作为一门新起的学科越来越受到人们的重视.然而到目前为止，“虚拟现实”课程的没有统一的教学内容、课程体系.在这样的时代背景下，本文对《虚拟现实技术》进行系统全面地分析研究，从课程目标、教学策略、教学内容等多个角度入手，对《虚拟现实技术》进行分析探讨，为《虚拟现实》课程的构建指明了方向.
关键词: 虚拟现实技术; 教学内容
引 言课程的定义有很多，多达上百种.我国教育学家从三个层次对课程的概念做出了阐述说明: 从狭义层次分析: 课程是学生学习的一个科目; 从中义层次分析: 课程是指教师在教学过程中的教授内容; 从广义角度分析: 课程是指以教学目标为线索，学生们通过学习掌握的一系列文化知识和学习经验的总称.本文采用中义层次的解释说明，从课程属性、教学策略、课程规划等多个角度入手，对《虚拟现实技术》进行系统全面地分析探讨.进入 21 世纪以来，我国的网络信息技术获得了突飞猛进的发展，很多研究学者对“虚拟现实技术” 给予了高度重视，而且很多高等教育相继开设了计算机、数字技术等教学课程.然而到现在为止，“虚拟现实技术”的教学结构和教学内容没有形成统一规范.这一方面是由于“虚拟现实技术”是一门兴起的学科门类，其知识领域内的概念、内容和研究方式方法依然在不断地补充、扩展; 另一方面，虚拟现实技术是一套复杂的系统性工程，涉及计算机图形、数字影像技术、网络信息技术等多种专业知识，导致虚拟现实的教学内容非常复杂，无法形成统一规范，也使得虚拟现实教学的难度大大增加.如今我国还没有一部拥有较大影响力的虚拟现实技术教学材料，很多教师也在不断摸索，创新研究新的教学方法和内容.所以对现实虚拟技术的教学方法和内容进行一个系统全面的分析探讨，构建一个完善合理的教学体系，提高我国现实虚拟技术的教学水平就显得尤为重要.本文以中央民族大学信息工程学院为研究对象，在国内外相关研究成果的基础上，对虚拟现实技术的教学现状、教学方法、教学体系、教学内容进行全面深入地分析探讨.希望能够给其他相关的教学工作者以及学生、社会群体等提供参考和借鉴，为虚拟现实技术课程开发奠定一定的基础.
1 性质与作用: 定位课程功能
1. 1 课程性质
我国政府制定了《中国制造 2025》等多个政策文件，在这样的时代背景下，《虚拟现实技术》学科应运而生.在新课改的时代背景下，做好虚拟现实技术的教学工作，培养学生的信息技术能力，提高应届毕业生的综合能力就显得尤为重要.虚拟现实技术教学课程是国家级课程的范畴，但是我国政府倡导各个高等院校要根据自身特点不断摸索、创新发展、设计构思出完善合理的教学方法.虚拟现实技术的人机交互功能十分优秀，近年来得到了专家学者和社会人们的广泛关注.如今《虚拟现实技术》是高等教育机构中的一门选修课程，具体划分为三部分: 第一部分是虚拟现实技术的定义、特征、应用现状等，这些是虚拟现实的基础部分; 第二部分介绍全景、3 d 模型制作，主要让学生在课上进行理论部分学习和实践部分操作，理论学习学习全景相关知识，实践部分包括一些场景的制作、3 d 模型的制作; 第三部分介绍全景漫游系统，主要包括在全景照片中加入背景音乐、标题、文字等.
课程设计是在相应的条件背景下对课程内容、教学内容进行设计规划的过程[1].在课程设计过程中，老师应该发挥出主体作用，时刻以学生为中心，对课程内容、教学方法进行合理构思，进而提高学生的学习能力和应用能力，根据学生的兴趣、个性，制定合理的教学安排，使得学生获得个性化的发展.结合教学过程存在的缺陷以及学生学习过程中的难点，对教学内容和教学方法进行构思规划.利用虚拟现实技术的沉浸性、自主性等多种优势特点，向学生展示虚拟现实技术的重要作用，提高教学水平.本文对国内外的研究现状进行分析探讨，使学生对虚拟现实技术的发展现状有一个清晰的认识.通过了解掌握全景漫游系统概念，学习全景相机使用，全景照片、视频拍摄，最后制作全景漫游系统，让学生充分掌握全景技术的开发平台、制作流程; 通过学习 3D 模型的制作，掌握具体流程，为我们以后开展文化协同创新中心提供一定的技术和资源，提高学生的综合能力，培养出一大批专业的、高素质的信息技术人才.
3 解构与重构: 设定教学内容
在实际教学过程中，课程由学习知识、教学方法、实践应用等大部分共同构成[2].本文对虚拟现实技术进行全面地分析探讨，对该领域的研究成果以及学生的学习情况进行分析研究，从而对虚拟现实技术的教学内容进行构思规划
3. 1 根据社会发展需求及大学生所需技能解构课程要素
虚拟现实技术是指利用网络信息技术构建的一种虚拟的环境，但是人们能够真切地感受到环境的真实感，并对人的感官产生一定的刺激，人通过鼠标、键盘、头盔、3D 眼镜等可以与虚拟环境进行交互，人置身其中，产生一种身临其境的感觉[3].虚拟现实技术是近几年才兴起的媒体形式，给人带来了前所未有的、非常逼真的体验，虚拟现实技术在未来有着巨大的发展空间.在虚拟现实技术运作过程中，人们利用网络信息技术构建一个虚拟环境，这项技术对人们的生产生活、认知方式发生了翻天覆地的变化，认为它不但将改变人类从事科学研究、技术设计和生产实践的方式，而且为促进人的认识能力的全面发展提供了新的技术手段.如今虚拟现实技术受到了各行各业、研究人员和国家政府机构的高度重视.在这样一个日趋流行的形式之下，虚拟现实技术专门人才培养也成为我国高等院校重点关注的一个首要话题.如今我国很多高等教育机构相继开设了“数字媒体技术”、“网络信息技术”等多项教学课程，传授虚拟现实技术的概念、特点，并构建了一个完善合理的开发平台.一些院校在研究生阶段也开始尝试开设虚拟现实课程，基于社会需求，我们开设计算机科学与技术藏班的《虚拟现实技术》课程.
3. 2 根据课程开发与设计理念构建课程内容体系
虚拟现实技术不仅含有丰富的理论知识，还涉及艺术、信息科技等多种专业知识，是一个极其复杂的学科，因此教师不仅要讲授相关理论知识，还需要提高学生的计算机应用水平，熟练使用各种系统，引导学生加深对现实虚拟技术的理解.根据本科计算机科学与技术藏族班人才培养要求，本课程教学内容建立了虚拟现实技术理论部分、实践部分俩大模块.中央民族大学信息工程学院开设了虚拟现实技术教学课程，该课程共有 54 个课时，理论内容有 36 个课程; 应用部分有 18 个课时.
( 1) 虚拟现实技术概论( 理论 3 学时) 这部分的教学内容是讲述虚拟现实技术的概念定义，阐述分析国内外当前的研究状况和应用状况.具体包括虚拟现实技术定义、发展现状、应用情况等多部分内容.实际教学过程中，教师应该对课程的重点内容进行详细的说明，引导学生对虚拟现实技术有一个全面的了解，为以后的学习打下坚实的基础; 除此之外，教师应该对虚拟现实技术的实际应用进行详细全面地讲解，让学生对虚拟现实技术的作用有一个清晰的认识，提高学生学习的积极性.教师也可以引导学生亲身感受一下虚拟现实技术，使学生对虚拟现实技术产生强大的好奇心.虚拟现实技术的发展速度非常快，因此教师在讲解虚拟现实技术的应用和发展时应该紧跟时代潮流，利用网站媒体获得更多的虚拟现实技术信息，及时更新教学内容.如果教师能够在虚拟现实技术行业有过工作经营或者程序开发经验，可以给虚拟现实技术的教学工作带来诸多好处.
( 2) 虚拟现实的接口设备( 理论 4 学时) 这部分的教学内容是讲述虚拟技术的传感技术、基本原理以及特征.包括两部分内容: 第一部分是虚拟现实技术人体感受，是指人处于虚拟现实技术当中的视觉感受、听觉感受、身体触觉感受等; 第二部分是虚拟现实技术相关硬件设施，诸如头盔、声音设备、3D 眼镜等.这部分教学内容会讲解很多虚拟现实技术的硬件设施，这也是虚拟现实技术的核心部分.不仅扩大了学生的视野，而且使学生学到了很多重要的理论知识.在课程教学过程中，由于教师和学生在通常情况下对电子电器设备的组成构成原理等不了解或知道的非常少，在这种情况下大部分硬件设备( 如传感器) 的原理在讲解过程中学生理解存在一定的难度.教师在面对这样学科知识背景的学生时，不需要讲解特别详细具体，只需要描述一下大概原理即可.而且在讲解设备设施时一定要有相关的图形图片、视频等现代化教学设备，增加学生的好奇心和学习兴趣.如果条件允许，还可以进行模型器具或者是真实的样品的演示.这些教学方式将给学生留下深刻的印象，达到良好的教学效果.
( 3) 全景漫游介绍( 理论 11 学时，实践 6 学时) 全景技术是以全景相机拍摄的照片、视频为基础，通过专门软件拼接成全景照片，用全景软件查看器查看其全景效果.这部分教学内容是引导学生将虚拟现实技术应用到实际当中，对虚拟现实技术有一个清晰全面的认识.除此之外，全景技术对生产生活具有巨大的积极作用，让学生全面掌握这项技术就显得尤为重要.这部门教学内容包括全景技术的定义、制作方法、硬件设备等以及全景视频讲解等.全景技术在运作过程中经常使用的软件有三种: 第一种是 3D Vista Studio; 第二种是杰图造景师软件; 第三种是 Corel Photo-Paint.制作过程分为两个环节: 第一个环节是全景照片的采集; 第二环节是全景影像后期处理.全景视频教学内容也可以分为两个部分: 第一部分是全景视频的实际应用; 第二部分是全景视频的制作过程.这部分内容共有六个课时，主要目的是提高学生的实践能力，熟练掌握全景技术的制作技巧.在教学过程中，老师应该详细地讲解全景技术的相关理论知识，针对全景和立方体全景的区别等比较抽象的内容做出重点讲解，向学生介绍全景技术的相关硬件设施，具体内容包括全景镜头，鱼眼镜头等理论知识点，可以通过在网上查询一些简单介绍，并且可以去相应的官网上查看相关介绍.针对一些需要实践操作的项目，比如制作全景漫游场景，教师安排实践，首先用全景相机采集一定数量的照片，然后对照片进行筛选，对筛选出的照片进行拼接，完成实践任务.
( 4) 3d 模型制作( 理论 8 学时，实践 5 学时) 3d 建模是市面上比较流行的一种趋势.我们课程设置主要是介绍软件、设备的层次. ·概述介绍单反相机的基本功能主要包括理解焦点、认识光圈、了解快门速度、掌握曝光技巧、熟练调节白平衡、对 ISO 感光度有一个清晰的认识等等.随后学习拍摄技巧，主要包括留意光源点进行拍摄、考虑构图节能型拍摄、通过不同机位进行拍摄、灵活运用对比度、灵活运用色彩饱和度 5 个方面.当内容讲述过程完成之后，需要让学生动手操作，时间为五个课时，使得学生对拍照有一个更加深入全面地了解.随后介绍三维模型照片拍摄要求、技巧.学生们进行实操，拍摄具体的实物. ·3d 建模软件的安装、快速入门、编辑器的功能介绍学习完成之后，进行实操.我们教学安排是学生们首先拿单反相机拍摄实物照片，对照片进行 P 图.利用建模软件将照片进行导入，生成三维立体模型，对模型进行修改加工，使其立体三维效果更加真实完整.在教学过程中，学生也可以拿 3D 扫描仪直接对自己感兴趣的体积较小的实物进行扫描，生成立体模型.
( 5) 全景漫游系统制作( 理论 2 学时，实践 4 学时) 全景漫游系统主要介绍全景漫游软件、安装、快速入门、编辑器介绍.第二部分是全景漫游系统的制作.我们主要的教学流程是将全景漫游照片导入，将三维模型导入，对模型进行合理布局，同时添加相应的背景音乐，文字介绍，形成一个活灵活现的小的漫游系统.
( 6) 虚拟现实系统相关技术( 理论 10 学时) 这部分的教学内容有虚拟现实技术的场景制作、交互技术、场景配音等，详细内容如下所示: ·几何建模技术( 包括 B-Rep 表示法、曲面造型、粒子系统等内容) ; ·真实感实时绘制技术( 包括纹理映射、环境映射、凹凸纹理、光照方程等内容) ; ·三维虚拟声音的实现技术; ·实时碰撞检测技术; 基于图像的虚拟现实技术( 包括同心拼圆、光流场等内容) .通过本章的学习，将使学生了解多种重要的虚拟现实原理性技术，增强学生的理论水平，并培养学生分析问题的能力.
( 7) 虚拟现实作品评价( 理论 1 学时) 主要讲评学生制作作品中存在的问题，并对其提出修改意义，使学生的作品具有更好的 3D 建模效果.
4 开放与实践: 创新教学方法与手段
结合虚拟现实技术的特征，在了解学生兴趣爱海的基础上，本文创新设计出“智慧学习、创新教学; 点面结合，各有侧重”的教学思路.
4. 1 智慧学习，创新教学
在实际运作过程中，智慧学习以信息技术为基础，帮助学生学会“自我指导”，体现“学习需求无处不在、学习无时无刻不在发生”的理念[4].同时智慧学习强调学习者的在互联网+的背景下学习者创造、创新型学习，这对于学习虚拟现实技术的学生非常必要，引导学生创新设计出新的虚拟现实场景.在虚拟现实技术教学时，会延伸到教育技术学、数字信息技术等其他学科，因此虚拟现实技术教学是一个极其复杂的系统性学科.智慧学习教学模式的核心思想是“自主式、创新式、跨学科泛在学习式、探究研讨式”[5].在实际教学过程中，可以引导学生养成创新型、主动型学习意识.在教学课程开始之前，引导学生对相关课程内容进行简单的预习，将不理解的知识内容记录下来，在课堂中向老师提问，小组探讨还有老师讲解，使学生对基础知识点、基本理论有更全面、深刻的学习[6]; 针对虚拟现实技术的实践操作内容，学生可以选择性地重点学习，在学习过程结束之后，自由组建一个小组.完成一个全景漫游小系统的开发，让学生在团队合作中学习知识，同时培养自己的互帮互助、团队意识; 针对制作过程中出现的不足，学生应该与其他人员探讨分析，提高自己的思维能力、解决问题的能力以及创新思考能力.
4. 2 点面结合，各有侧重
虚拟现实技术是一个复杂的系统性工程，涉及很多专业知识.在未来发展过程中，要想将现实虚拟技术的内容全部讲解出来是不可能的.我们的教学大纲基本覆盖虚拟现实的主要研究分支，重点是讲解虚拟现实技术，全景漫游制作以及 3D 模型制作.然后对虚拟现实技术的相关内容、研究现状进行分析探讨.
5 讨 论
本文以中央民族大学信息工程学院为主要研究对象，对该学校的虚拟现实技术教学现状进行分析探讨，阐述分析了“虚拟现实技术”的相关内容，诸如教学方法、学习内容、课程设计等.我们希望能够给虚拟现实的相关教学人员、学习者提供参考，为以后虚拟现实技术课程开发奠定基础.我们课程设计的优势在于有系统合理的教学安排，同时教学过程中提供的全景、3D 模型制作平台简单易学，易操作，为后续的实践教学提供经验.在教学环节中，在条件允许之下，教学人员可以在学生参观虚拟现实场景，体验虚拟现实的沉浸感，让那个学生对虚拟现实有更深的了解.同时我们在制定新的课程教学大港市，可以多考虑一些方面.
参考文献:
[1] 虚拟现实技术发展历程及发展趋势分析[EB/OL].( 2016-07-21) [2018-11-23].http: / /max.book118.com/ html / 2017/0723/123873265.shtm.
[2] 钟登华.新工科建设的内涵与行动[J].高等工程教育研究，2017，( 3) : 1-6.
[3] 路首群.互联网+、虚拟网络空间、创新 2. 0 模式与创客潮[J].办公自动化，2015，( 8) : 6-7.
[4] 鲍礼铭.基于虚拟现实技术在教育系统中的运用[J].电子测试，2015，( 6) : 130-132
虚拟现实技术相关论文期刊你还可以浏览：《虚拟仪器与传统仪器在电子技术实验中的区分》
转载请注明来自：http://www.lunwenhr.com/hrlwfw/hrkjlw/11300.html