導(dǎo)語：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢，在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域的應(yīng)用，本文論述了該技術(shù)的主要優(yōu)勢和主要的應(yīng)用模式，分析了應(yīng)用過程中應(yīng)該關(guān)注的若干問題。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；遠(yuǎn)程教育；應(yīng)用模式

一、引言

教育技術(shù)的發(fā)展緊緊伴隨著技術(shù)進(jìn)步的步伐發(fā)展，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展現(xiàn)代教育技術(shù)也呈現(xiàn)出日新月異的局面。有研究表明，隨著通信技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，有關(guān)教育技術(shù)特別是遠(yuǎn)程教育技術(shù)的研究呈現(xiàn)出由電視技術(shù)到計(jì)算機(jī)技術(shù)再到網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展路徑。例如美國早期的教育技術(shù)研究集中在視聽教育方面，對(duì)電視媒體比較關(guān)注。90年代以后，計(jì)算機(jī)逐漸普及應(yīng)用，教育技術(shù)相關(guān)的新詞語，如“Courseware”“Hypermedia”和“ComputerSoftware”等大幅度出現(xiàn)。今天，隨著新教育理念和教育技術(shù)的發(fā)展，特別是虛擬現(xiàn)實(shí)和數(shù)字媒體技術(shù)的發(fā)展，“遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育平臺(tái)”“MOOC課程”“虛擬教室”“虛擬實(shí)驗(yàn)”等新術(shù)語又不斷出現(xiàn)在現(xiàn)代教育技術(shù)研究的舞臺(tái)上，呈現(xiàn)出新的發(fā)展局面。我國是教育大國，發(fā)展現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育已成為我國教育發(fā)展的一項(xiàng)戰(zhàn)略措施。近年來，在我國教育技術(shù)主要的研究刊物中，包括《電化教育研究》《中國電化教育》《中國遠(yuǎn)程教育》《開放教育研究》《現(xiàn)代教育技術(shù)》《現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育》，對(duì)包括虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在內(nèi)的新的信息技術(shù)應(yīng)用做了大量研究。本文在綜合分析相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分別論述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要的應(yīng)用特點(diǎn)、虛擬現(xiàn)實(shí)在教育技術(shù)中的應(yīng)用模式和關(guān)鍵技術(shù)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育的主要優(yōu)勢

我國的遠(yuǎn)程教育經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：一是主要依靠郵政通訊手段進(jìn)行函授教育；二是利用廣播和電視開展廣播電視教育；三是以信息為基礎(chǔ)開展的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育。特別是20世紀(jì)90年代以來，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為代表的遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)和移動(dòng)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，隨著多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)等新型媒體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育成功突破了傳統(tǒng)面授教育的局限，提供了一種突破時(shí)空界限、資源共享、交互沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境。其中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)揮著重要的作用?！疤摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)”是一種利用計(jì)算機(jī)為用戶生成模擬人物和場景的技術(shù)，該模擬的人物和場景非常相似于所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)世界人物和場景，使用戶能夠得到一種類似真實(shí)世界所能給與的感受和體驗(yàn)。所以又稱為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以虛擬出“一個(gè)真實(shí)的世界”。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同時(shí)還具有鮮明的特色—3I特性：“沉浸(Immersion)”“交互(Interaction)”和“想象(Imagination)”。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)首先追求的是能夠達(dá)到沉浸的“真實(shí)”體驗(yàn)，能夠提供有效的人機(jī)“交互”，能夠?yàn)橛脩籼峁┮环N甚至超越現(xiàn)實(shí)意境的“想象”空間。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，不僅包括圖形學(xué)、圖像處理、模式識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、并行計(jì)算技術(shù)、人工智能等特殊的信息技術(shù)，而且涉及數(shù)學(xué)、物理、通信，甚至與氣象、地理、美學(xué)、心理學(xué)和社會(huì)學(xué)等相關(guān)知識(shí)。如果真的能夠方便地生成各種虛擬的現(xiàn)實(shí)世界，同時(shí)又具有3I特性，必將在遠(yuǎn)程教育中發(fā)揮重要的作用。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域的主要應(yīng)用模式

前一個(gè)時(shí)期，我國遠(yuǎn)程教育技術(shù)大多還是基于網(wǎng)頁的遠(yuǎn)程教育平臺(tái)，依靠文字和平面動(dòng)畫提供在線的教育服務(wù)。由于教育者和學(xué)習(xí)者的時(shí)空相對(duì)分離而無法提供身臨其境的學(xué)習(xí)環(huán)境，也由于教育內(nèi)容更多屬于單向的線性播放模式而無法提供人機(jī)交互環(huán)境，還由于只是通過視頻進(jìn)行演示教學(xué)而無法提供真實(shí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，大大降低了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，已無法激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性?，F(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展趨勢是網(wǎng)絡(luò)化、智能化、虛擬化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)因其特有的多感知性、浸沒感、交互性和想象性等特點(diǎn)，在遠(yuǎn)程教育中具有強(qiáng)大優(yōu)勢和潛力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)本身也在發(fā)展之中，基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用也在實(shí)踐探索之中。從目前情況看，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的主要應(yīng)用可以分為兩個(gè)層面：一是簡單應(yīng)用，基本上是在教室教學(xué)資料中運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作課件，將抽象問題和復(fù)雜問題直觀化、可視化。例如醫(yī)學(xué)教育中的人體結(jié)構(gòu)和各類生命循環(huán)系統(tǒng)功能演示等。二是高級(jí)應(yīng)用，所謂高級(jí)是用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)專門制作特殊功能的系統(tǒng)，并在遠(yuǎn)程教育平臺(tái)上使用。這類高級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用主要包括三個(gè)方面：一是虛擬訓(xùn)練場和虛擬實(shí)驗(yàn)室。專門提供規(guī)模較大的分布式專業(yè)訓(xùn)練和實(shí)驗(yàn)環(huán)境。例如軍事訓(xùn)練環(huán)境，運(yùn)用軍事仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和分布計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建真實(shí)的軍事對(duì)抗訓(xùn)練環(huán)境，這已經(jīng)是成功的應(yīng)用模式了。同樣，在一般的學(xué)科專業(yè)教學(xué)中，可以通過建構(gòu)虛擬實(shí)驗(yàn)室，使得許多現(xiàn)實(shí)的實(shí)驗(yàn)室功能可以虛擬化。二是虛擬教室和學(xué)習(xí)環(huán)境。這類應(yīng)用主要是提供虛擬的數(shù)字校園，在網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字校園里有著許多不同授課內(nèi)容的“教室”，有著虛擬化的校園、圖書館和學(xué)科專業(yè)網(wǎng)站，甚至有著同類學(xué)員的學(xué)習(xí)“社區(qū)”。三是虛擬創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)境?，F(xiàn)代教育提倡的創(chuàng)新學(xué)習(xí)，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用也逐漸成為了可能。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以建立實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)環(huán)境，學(xué)生可以開展近乎真實(shí)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。如服裝設(shè)計(jì)、藝術(shù)設(shè)計(jì)和科技產(chǎn)品設(shè)計(jì)。如果再能夠利用產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的機(jī)制，這樣的設(shè)計(jì)環(huán)境將會(huì)是非常有意義的?？傊\(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)人們可以虛擬出一個(gè)真實(shí)的校園環(huán)境或者構(gòu)建一個(gè)虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，經(jīng)過實(shí)時(shí)渲染的分布式虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境將會(huì)讓學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)空間中學(xué)習(xí)的感受就如同在3D游戲中一樣，他們可以實(shí)時(shí)地進(jìn)行三維交互、實(shí)時(shí)地參與教學(xué)活動(dòng)、與教師進(jìn)行溝通。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的問題

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有非常理想的發(fā)展前景，但是仍處于快速發(fā)展的階段。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于遠(yuǎn)程教育，應(yīng)該分別從技術(shù)和應(yīng)用兩個(gè)方面關(guān)注以下問題。從技術(shù)的角度，要重點(diǎn)關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)。要想理想地用計(jì)算機(jī)生成真實(shí)感很強(qiáng)的虛擬世界，并且能夠在廣域網(wǎng)范圍內(nèi)交互使用，技術(shù)難度是很大的。目前大多數(shù)人認(rèn)為有五項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)正在積極突破。（一）動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)一般說環(huán)境建模比對(duì)象個(gè)體建模復(fù)雜，而動(dòng)態(tài)的環(huán)境建模更具有挑戰(zhàn)。動(dòng)態(tài)環(huán)境建模目的是獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)應(yīng)用的需要，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。（二）實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)目前三維圖形技術(shù)盡管已經(jīng)較為成熟，但是如何實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)”生成仍然是挑戰(zhàn)。（三）立體顯示技術(shù)目前虛擬現(xiàn)實(shí)的交互能力主要依賴于立體顯示和傳感器技術(shù)。但現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的跟蹤精度和跟蹤范圍也有待提高。（四）系統(tǒng)開發(fā)工具和運(yùn)行平臺(tái)虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的開發(fā)比較復(fù)雜，效率和質(zhì)量保證也很困難，網(wǎng)絡(luò)化的運(yùn)行平臺(tái)也很難滿足廣域網(wǎng)環(huán)境。目前還必須重點(diǎn)研究虛擬現(xiàn)實(shí)的有效開發(fā)工具和高效分布式運(yùn)行平臺(tái)。（五）系統(tǒng)集成技術(shù)集成技術(shù)包括信息的同步技術(shù)、模型的標(biāo)定技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)管理模型、識(shí)別和合成技術(shù)等等。由于虛擬現(xiàn)實(shí)中包括大量的感知信息和模型，因此系統(tǒng)的集成也非常復(fù)雜。從應(yīng)用角度，要更新教育觀念并能夠有效運(yùn)用建模技術(shù)構(gòu)建學(xué)習(xí)環(huán)境。包括如何運(yùn)用建模技術(shù)構(gòu)建與教學(xué)相關(guān)的對(duì)象和場景，如何構(gòu)建以學(xué)生為主體的自主學(xué)習(xí)過程，如何設(shè)計(jì)人機(jī)交互環(huán)節(jié)等等。當(dāng)然熟練掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和數(shù)字媒體技術(shù)是重要的應(yīng)用基礎(chǔ)。正像高質(zhì)量的動(dòng)漫游戲制作非常不易一樣，好的虛擬現(xiàn)實(shí)教育作品的研發(fā)也是具有挑戰(zhàn)性的。

五、結(jié)語

現(xiàn)代教育技術(shù)的應(yīng)用逐漸呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)化、智能化和虛擬化的重要趨勢。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域的主要應(yīng)用模式包括：虛擬訓(xùn)練場和虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬教室和學(xué)習(xí)環(huán)境、虛擬創(chuàng)新設(shè)計(jì)環(huán)境。當(dāng)前相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)和新的應(yīng)用模式都還在積極的發(fā)展之中，有著良好的前景。

作者:鄒玲 單位:北京電影學(xué)院數(shù)字媒體學(xué)院

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