【论文分享】基于Web3D的网络虚拟学习情境的设计与实现

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虚拟现实是当代信息技术应用的重要发展，而信息化教育这一新的教育形态的出现使它更获得了施展功用的天地。随着我国高等教育规模由精英型向普及型的过渡，对建设教学实践情境要求的日益紧迫，也对虚拟现实提出更多更高的期盼。基于这些态势，我们从理性探讨和相应教学课件的开发两方面进行研究。



虚拟现实技术与对人空间认知的研究成果的有机结合推进了虚拟现实的研究与开发。虚拟现实技术，主要为计算机技术和其他工程技术（相应的硬件）。web3D作为虚拟现实技术的主要代表之一，在近10年中异军突起，它克服了以ＨＴ札技术为主的限于二维空间、沉浸感不强等缺点，以良好的三维性、灵活的交互性以及对硬件资源要求的简易性等优点而被广泛的应用，成为解决可视化知识学习、创设虚拟情境的有效工具。在近30种虚拟现实技术中，以quickTimeVR、cult3D、Shockwave3D以及头盔显示器数据手套等相应的硬件支持为关键技术，可分别有针对性运用于建构桌面虚拟现实、沉浸的虚拟现实和增强现实性的虚拟现实。其中，作为较低成本上较易掌握的Cult3D更受人们的青睐。Cult3D的内核是基于JAVA3d，还可嵌入java类，利用JAVA类增强交互和扩展，可使开发的情境更趋人性化和条理化。



虚拟现实技术建构的虚拟现实要适应教育（教学）的要求，还应遵循相关的理论：主要为智能放大理论、虚拟体验理论、行为主义学习理论和建构主义理论。一个良好的虚拟学习情境，应是虚拟现实技术功用的充分发挥，相关的教育（教学）理论充分的体现，以及所表达的教育（教学）内容的充分展现。建构主义学习理论是近２０年来首先在美国发展起来的教育（教学）理论。这个理论提出了学习环境中的四大要素，“情境”、“协作”、“会话”、和“意义建构”，恰是虚拟现实技术最能充分体现的。就是说，建构主义学习理论与虚拟现实技术的有机结合，将为学生的学习提供有效的促进有意义自我建构的工具。现在，虚拟现实在军事演练、高精尖武器的操作训练、残疾儿童的康复训练、航空、航天的心理与生理训练、仿真教学以及诸如人体手术操作训练等方面已显示的巨大功用，这些正是理论、技术、教学内容紧密结合的结果。



如何将Web3D建构的桌面虚拟现实具体运用于教学中？我们提出了五个方面，或者说有五种类型。一是展示型、二是漫游型、三是过程型、四是操作型、五是游戏型，同时对五种类型从含义、技术、导航、应用几个方面作了的分析。



我们结合卫生部龋病多媒体课件开发的课题，基于Web3D技术，在其中龋病治疗章节加入了龋病治疗虚拟学习情境模块，目的是使学生在传统的观看实物图片、3D模型、Flash动画演示等媒体教学形式外，运用Web3d技术创设具有交互性、沉浸感的虚拟学习情境，更好的发挥媒体教学的优势，使学生在实际的动手操作中得到更深的体会。



情境教育作为今天实施素质教育的一个重要选择，有教育发展的必然因素，也有技术发展的积极因素。利用Web3D技术进行虚拟学习情景的创设，目前相关研究资料比较少，开发工具还不完善，许多关键技术仍没很好的解决；网络教育中各学科中需可视化的教学内容相对比较分散，导致网络教育中应用Web3D技术广且杂。虚拟现实技术如何更好的应用于教育当中，仍值得我们去深入思考。(更多分享尽在Web3Dhttp://www.narkii.com/)





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