基于虚拟现实的培训系统： 技术和案例

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1、基于虚拟现实的培训系统：技术和案例詹詹青龙青龙博士博士20102010--1111--1313天津一、培训与教育1. 1. 培训与教育：有何不同培训与教育：有何不同教育提高人的素质，奠定未来工作的基础培训提升人的技能，适应当前的工作岗位2. 2. 培训与教育：培训与教育：VRVR取向的差异取向的差异教育培训焦点概概和原的解念和原理的理解技能习得的程序和操作形式比较中学、思中学观中学、做中学知识正式的内容和课程行业及其操作经验目标事实、概念、原理和价值观具体岗位的技能学习智力模型建构和决策动作和技术步骤程序非重复性

2、：解释、图示可重复性：命令、指令反馈综合性、推论性具体性、直接性协作多用户单用户导航生成性预设性行为大致性准确性媒体模拟性真实性二、技术使能的培训变迁1.1.师传徒受师传徒受在师傅的指导下，通过具体实践掌握技能能利用已有的设备和技术，培训效果好偏重技术操作方面的训练，在理论学习上显得不足2.2.传统的课堂式培训传统的课堂式培训培训者讲，学员听培训成本低，培训效率高脱情境，迁移性差3.3.计算机辅助的课堂式培训计算机辅助的课堂式培训培训者讲，学员听部分地呈现多媒体信息4.4.基于计算机的培训基于计算机的

3、培训学员利用计算机呈现的培训内容进行学习培训内容通过CD-ROM传递培训内容具有媒体丰富性和交互性学员自定学习进度培训内容不易更新学员具有孤独感5.5.基于网络的培训基于网络的培训学员利用网络进行学习学习内容易更新存在着多向互动以自我导向的学习为主6.6.虚拟培训虚拟培训虚拟培训是指学员通过多种交互设备来驾驭VR环境和操作各种对象，从而掌握各种知识或技能虚拟培训能使学员在培训中获得感性知识和实际经验三、虚拟现实：强大的培训工具1.1.何谓何谓VRVR技术观VR通常是高级计算机技术部件和设备集

4、成的HCI系统，例如计算机、可视化设备、动作感知数据手套、跟踪系统等。功能观VR是用户与计算机实时交互的工具，通过计算机图形的动态显示，用户能与VR环境中的虚拟对象和信息交互。实验心理观VR是用户体验远程临场（tele-presence）的工具，远程临场是指个体在计算机环境和物理环境中感受到自己存在的程度。1.1.何谓何谓VRVRVR是允许用户与计算机集成环境交互的技术，基本思想是计算机能从数值化数据中产生三维图形环境。这种环境可以是真实的，也可以是构造的。利用视觉和听觉设备，人们能体验堪比真实环境的世界。计算机

5、产生的这种世界，可以是真实世界对象的模型，也可以是人类可以理解的、非真实感的抽象世界，还可以是完全想象的科幻世界。2.VR2.VR的系统结构的系统结构2.VR2.VR的连续统一体的连续统一体3.ARAR是借助计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，并通过传感技术将虚拟对象准确“放置”在真实环境中，借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为一体，并呈现给使用者感官效果真实的新环境。虚拟对象与真实场景混合实时、交互、3D跟踪+渲染+显示3.AR3.AR3.AR：系统构成：系统构成4.4.虚拟现实设备虚拟

6、现实设备5.5.VRVR培训的优势培训的优势5.5.VRVR培训的优势：节省时间培训的优势：节省时间5.5.VRVR培训的优势：学员地理上分布培训的优势：学员地理上分布5.5.VRVR培训的优势：提高培训质量培训的优势：提高培训质量5.5.VRVR培训的优势：超越危险环境的实践培训的优势：超越危险环境的实践5.实例：计算机安装虚拟培训6. 6. 实例：实例：BMWBMW的的ARAR型培训型培训使用AR，技师会接收到他正在维修的发动机的三维信息，例如帮助技师诊断和解决故障。除了真实的环境外，通过装有耳机的数据眼镜，技师

7、能看到虚拟的动画部件，需要使用的工具和听到每个工作步骤的指令。四、虚拟培训系统的教学设计1. 4C/ID1. 4C/ID教学设计模型教学设计模型4C/ID模型比较适用于复杂性技能领域的教学设计。vanMerriënboer（2002）认为：•复杂性技能由若干个子技能构成•复杂性技能存在着层级结构，由简单到复杂•相互关联的技能形成一个技能簇（skillclusterskillcluster）•复杂性技能包括重用性技能和非重用性技能1. 4C/ID1. 4C/ID教学设计模型教学设计模型4C/ID4C/ID模型的要素：学

8、习任务模型的要素：学习任务具体的、真实的、整体性的任务经验按照从简单到复杂的任务类别来组织对同类别的第1个学习任务提供较多的学习支持，并逐渐减少该类别其他学习任务的学习支持同一类别的学习任务具有一定的变化性4C/ID4C/ID模型的要素：支持性信息模型的要素：支持性信息支持性信息说明了某个任务领域是如何组织的，并对任务的行为提供认知反馈