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虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用
唐鳴 2011/12/10
【摘 要】隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷完善，基于web的虛擬教室、網(wǎng)上學(xué)校等已陸續(xù)出現(xiàn)，通過(guò)介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及vRML語(yǔ)言，結(jié)合教育理論，探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛應(yīng)用于課堂及網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，是教育技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 教學(xué) 應(yīng)用
一、VRML語(yǔ)言
VRML是虛擬實(shí)境描述模型語(yǔ)言Ⅳirtual Reality Model—ing I肋guage)的簡(jiǎn)稱，是一種用于在Intemet上構(gòu)筑3D多媒體和共享虛擬世界的開(kāi)放式語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)，被稱為繼HTML后的第二代web語(yǔ)言。利用他可以在Intem吼上建立交互式的三維多媒體的境界，其應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，包括科學(xué)研究、教學(xué)、工程、建筑、商業(yè)、娛樂(lè)、廣告、電子商務(wù)等，已經(jīng)被越來(lái)越多的人們所重視，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織1998年1月正式將其批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。VRML的基本特征包括分布式、交互式平臺(tái)無(wú)關(guān)、三維、多媒體集成、逼真自然等，使用vRML語(yǔ)言編寫(xiě)的文檔稱為vRML文檔(或VRML程序)，其擴(kuò)展名為．wrl。每個(gè)VRML文檔是一個(gè)Weh3D頁(yè)面，VRML虛擬世界是由一個(gè)或多個(gè)VRML文檔所共同展現(xiàn)，不同的vRML文檔之問(wèn)通過(guò)超鏈接組織在一起，共同構(gòu)成了遍布全球的非線性超媒體系統(tǒng)。vRML創(chuàng)作工具多是“所見(jiàn)即所得”，通過(guò)圖形界面可以方便地創(chuàng)作虛擬境界。但vRML不僅僅是普通的三維設(shè)計(jì)，盡管這些工具很容易上手，卻往往屏蔽掉了VRML標(biāo)準(zhǔn)的具體細(xì)節(jié)，如果想深入掌握VRML，還需要全面了解VRML
的基本概念，了解節(jié)點(diǎn)、域、檢測(cè)器等技術(shù)細(xì)節(jié)，掌握用編寫(xiě)文本文件的方式創(chuàng)作vRML境界。在實(shí)際創(chuàng)作中常將一般的三維圖形工具和vRML二者結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)建更加精彩的交互式3D境界。當(dāng)然，VRML功能十分豐富，要成為VRML
方面的行家，一方面需要鉆研VRML知識(shí)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以求發(fā)問(wèn)，使案例討論的發(fā)言始終圍繞題目中心順利進(jìn)行。討論的課堂氣氛力求越活躍越好。教師應(yīng)積極鼓勵(lì)每個(gè)學(xué)生都參與思考發(fā)言，并盡量引導(dǎo)學(xué)生拓展思維，深入爭(zhēng)論，以促進(jìn)學(xué)生深化對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和對(duì)知識(shí)的理解。
3．點(diǎn)評(píng)報(bào)告
在課堂討論中，案例的解決不能只有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)答案。對(duì)案例問(wèn)題的解決應(yīng)當(dāng)提出多種解決方案，并對(duì)供選方案進(jìn)行優(yōu)劣評(píng)估，老師對(duì)案例不能進(jìn)行簡(jiǎn)單的對(duì)與錯(cuò)判斷。討論結(jié)束時(shí)要求學(xué)生將討論的結(jié)果寫(xiě)成書(shū)面報(bào)告，教師則通過(guò)閱讀報(bào)告來(lái)組織點(diǎn)評(píng)和討論，集思廣益，使每個(gè)學(xué)生受到啟發(fā)，并且有利于提高學(xué)生的書(shū)面表達(dá)能力。
二、應(yīng)用探討
在教學(xué)中基于HTML的網(wǎng)絡(luò)課件廣泛普及并在不斷地發(fā)展完善，但卻始終不能擺脫平面的約束，而VRML徹底地掙脫了這一枷鎖。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具體應(yīng)用于教學(xué)，就要求將vRML技術(shù)廣泛應(yīng)用于課件制作中，這對(duì)教師和課件設(shè)計(jì)者的知識(shí)技能提出了更高的要求，這也是現(xiàn)代教育技術(shù)發(fā)展的必然。把VRML用于設(shè)計(jì)課件中的各種模型、動(dòng)態(tài)過(guò)程、物質(zhì)結(jié)構(gòu)顯示等，可以達(dá)到傳統(tǒng)的課件制作技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的效果，對(duì)于我們的更新教學(xué)設(shè)計(jì)理念和改進(jìn)設(shè)計(jì)手段上將會(huì)發(fā)揮出巨大的作用。VRML可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在電腦上逼真地還原現(xiàn)實(shí)生活中存在的或?qū)⒁嬖诘沫h(huán)境及物體，支持光線、材質(zhì)、語(yǔ)音和聲效，具有很強(qiáng)的真實(shí)感和交互性。在制作課件中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，課件能將文字、聲音、圖片、錄像、動(dòng)畫(huà)等幾種媒體表現(xiàn)形式有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)出生動(dòng)活潑的界面，課件中的一些三維的、交互式的、具有沉浸感的內(nèi)容，能滿足使用者從各個(gè)角度觀察和學(xué)習(xí)，仿佛身臨其境，便于更好地理解學(xué)習(xí)內(nèi)容；這種教學(xué)方式通過(guò)Intemet可實(shí)現(xiàn)基于wWW的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)交互，不僅可以彌補(bǔ)遠(yuǎn)程教學(xué)條件的不足，而且使沒(méi)有條件親自動(dòng)手實(shí)踐的學(xué)生有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)者在缺少實(shí)際的操作環(huán)境中，也能以一種身臨其境的感覺(jué)來(lái)完成一些實(shí)驗(yàn)過(guò)程；實(shí)現(xiàn)了三維性、交互性和境界逼真性。在經(jīng)費(fèi)技術(shù)等條件不太充足的情況下，最初應(yīng)用于教學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用屬于桌面級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)。桌面虛擬現(xiàn)實(shí)利用個(gè)人計(jì)算機(jī)和低級(jí)工作站進(jìn)行仿真，計(jì)算機(jī)的屏幕用來(lái)作為用戶觀察虛擬境界的一個(gè)窗口，各種外部設(shè)備一般用來(lái)駕馭虛擬境界，并且有助于操縱在虛擬情景中的各種物體。這些外部設(shè)備包括鼠標(biāo)、追蹤球、力矩球等。它要求參與者使用位置跟蹤器和另一個(gè)手控輸入設(shè)備，如鼠標(biāo)、
追蹤球等，坐在監(jiān)視器前，通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕觀察360度范圍內(nèi)的虛擬境界，并操縱其中的物體，但這時(shí)參與者并沒(méi)有完全投入，因?yàn)樗匀粫?huì)受到周圍現(xiàn)實(shí)環(huán)境的干擾。桌面級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)最大特點(diǎn)是缺乏完全投入的功能，但由于成本低，因而可廣泛推廣應(yīng)用。在有一定的應(yīng)用基礎(chǔ)和經(jīng)費(fèi)技術(shù)等條件充足的情況下，為達(dá)到更好的效果，可在教學(xué)中開(kāi)發(fā)高級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。高級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提供完全投入的功能，使學(xué)生有一種完全置身于虛（未完，下一頁(yè)）
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