基于虚拟现实技术的虚拟教学系统设计探究

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1、基于虚拟现实技术的虚拟教学系统设计探究　　摘要：虚拟现实的教育特性包括多感知性、交互性、沉浸性以及构想性。虚拟教学系统的设计：①由先进教育学习理念作指导；②充分发挥虚拟现实技术，对场景、课堂、实验、角色、情境进行虚拟设计，打造虚拟感知教学系统；③必须结合有效的教学策略，如运用案例学习、情境学习、协作学习、自主学习、探索学习等学习策略，允许学生以角色的身份，体验虚拟的自然现象及事物的演变过程，支持学生学习、探索和发现关键词：虚拟现实技术；虚拟教学系统；感知；交互；沉浸中图分类号：G434文献标志码：A文章编号

2、：1006-8228（2016）12-72-03ResearchonthedesignofvirtualteachingsystembasedonvirtualrealitytechnologyYangXuchaoAbstract：Theeducationalcharacteristicsofvirtualrealityincludemulti-perception，interactivity，immersionandimagination.Todesignthevirtualrealitysystem，t

3、headvancededucation11ideashouldbetakenastheguidance，avirtualperceptiveteachingsystemshouldbebuiltbygivingfullplaytothevirtualrealitytechnology，todesignthevirtualizedscene，classroom，experiment，rolesandsituation，andthestudentshouldbeallowedasaroletoexperienc

4、ethevirtualizednaturalphenomenaandprocessofthingsevolution，soastosupportstudentlearning，explorationanddiscovery.Keywords：virtualrealitytechnology；virtualteachingsystem；perception；interaction；immersion0引言虚拟现实（VirtualReality简称VR）是近年来的一个研究热点1965年，有“VR之父”之称的计算

5、机图形学创始人IvanSutherland，曾在IFIP会议上做了题为“TheUltimateDisplay”的报告，第一次提出了虚拟现实的概念[1]。这一提法对“虚拟现实技术”来说，具有里程碑的意义1989年，美国的VPL公司宣布完成虚拟现实系统RB-2（RealityBuiltfor2），VPL公司的创始人JaronLanier正式提出了“虚拟现实”一词，从此进入虚拟现实阶段[7]11从上世纪90年代至今，“VR”进入全面发展阶段，并开始在各领域绽放异彩，从而，逐渐走向实际应用[6]。近年来，VR技术的

6、应用领域十分广泛。VR应用到教育领域中，既是虚拟现实自身发展的需要，也是教育发展的需要虚拟现实教育特性归纳为四重性即：多感知性、交互性、沉浸性以及构想性[4]VR的教育应用价值是，可以建立虚拟的学习课堂，把相应知识进行情景化设计，形象直观地展现在学生面前，允许学生以角色的身份，“身临其境”地去体验类真实生活中无法观察到的自然现象、或事物的变化过程。学生沉浸在这样的虚拟现实学习环境中，通过多层次的感知，获得类似真实的体验效果，全方位地获取信息，主动自然地对知识进行认知和建构，在沉浸于探索活动之时，跳一跳，摘到

7、果子1虚拟教学系统的设计原则教育是一个复杂的系统工程，作为一个结构完整的虚拟教学系统设计，教育性是根本属性、此外还必须兼顾知识性、计算机虚拟技术特性、科学性与艺术性等方面。因此，虚拟教学系统设计必须遵循以下原则⑴运用先进教育学习理论作指导的设计原则11在教育理论体系中，学习理论经历了由行为主义到认知主义、认知主义到建构主义、又由建构主义到情境认知与情境学习理论的演变和发展过程。这些学习理论都在不同的时期指导了CAI写作，并成为CAI发展不可或缺的重要推手本研究课题其本质是教育性，核心是教育创新。因此，虚拟教

8、学系统的设计必须要有教育学习理论做指导，否则系统的设计也就成了无源之水，无本之木，系统也就缺少了教育的属性通过对教育学习理论的分析，吸取其中对课件写作有益的经验，指导课件写作实践，可以使虚拟教学系统的设计更符合教育规律⑵人机交互界面设计的原则交互性是VR在教学上最有价值的应用。对于一个好的虚拟教学系统来说，人机交互设计很关键，虚拟现实教育的多感知性、沉浸性以及构想性就是要通过人机的有效交互产生效果，学生的参与、学