陽西述，唐宜清

（1.湖南第一師范學院信息科學與工程系，長沙410205；2.長沙師范學校教育技術中心，長沙410100）

我國人口眾多，優(yōu)質教育資源卻較少，以計算機網絡為平臺的現代遠程教育可以讓眾多的受教育者通過網絡來共享優(yōu)質教育資源。然而，現代遠程教育還存在著許多不足，例如：學生在進行遠程教育時總覺得遠離學校、缺少身臨其境受教育的體驗；學生在學習理工科課程時，由于缺少實驗儀器，無法試做實驗；學生學習英語等課程缺乏三維交互環(huán)境等等。這些原因會導致學員在遠程學習時缺少興趣、沒有恒心，甚至半途而廢。

Web3D即互聯網上的三維技術，是一門新興的現代信息技術，是虛擬現實技術（Virtual Reality,VR）在互聯網上的實現形式[1]。虛擬現實具有高度的沉浸性、交互性和想象力，能夠實現自然模擬、逼真體驗，能夠創(chuàng)建酷似客觀環(huán)境又超越客觀時空、能沉浸其中又能駕馭其上的和諧人機交互環(huán)境。國內外有許多專業(yè)人士從事Web3D技術應用于網上物品展覽、虛擬建筑、虛擬旅游等方面的研究[2-4]。若將Web3D新技術應用于遠程教育，則可以用Web3D制作出虛擬三維場景（模型）并在網絡上傳輸[5]，遠程教育學生可通過網絡可與三維場景（模型）進行交互操作，遠程學習時將具有較強的現場感、沉浸感和想象力，能顯著提高遠程教育學生的興趣，對遠程教育的發(fā)展將會起到極大的促進作用[1]。可是Web3D技術眾多，遠程教育中究竟采用什么樣的Web3D技術，Web3D新技術應用于現代遠程教育的理論基礎是什么，Web3D新技術環(huán)境下現代遠程教育學生的學習、教師的管理和教學如何適應？下面進行詳細探討。

一、Web3D應用于現代遠程教育的理論基礎

（一）經驗之塔理論

美國教育家戴爾（Edger Dale）的“經驗之塔”理論把人們獲得知識與能力的各種經驗，依照抽象程度分為三大類[6]，形成金字塔式的結構。金字塔的底部稱為“做的經驗”，在這個層次中，每個學習者都不是旁觀者，而是活動的參與者；金字塔中部稱為“觀察的經驗”，這是學習者通過看、聽實際事物或者實際事物的圖像與聲音而獲得的經驗；金字塔的頂部稱為“抽象的經驗”。戴爾認為，人們學習知識一是由自己的直接經驗獲得，二是通過自己的間接經驗獲得。當學習是由直接到間接、由具體到抽象時，獲得知識和技能就比較容易。

Web3D應用于現代遠程教育，通過學習者與三維虛擬環(huán)境的交互操作[7]，可以彌補遠程教育學習者“做的經驗”缺失和“觀察經驗”的不足。

（二）建構主義學習論

以皮亞杰為代表的建構主義學習理論認為，知識是學習者在一定的情境中，借助學習過程中其他人(包括教師和學習伙伴)的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得[8]。建構主義學習論認為“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”是學習環(huán)境中的四大要素。強調學習過程中情境和意義建構的重要性，認為學習是在一定情景下發(fā)生的，知識只有在一定情景下才有意義，學習不是被動的接受信息，而是主動建構知識的意義。建構主義同時強調一定情景下協作式學習對意義建構的重要作用。

Web3D應用于遠程教育，可以為遠程學習者建立起網絡虛擬三維環(huán)境，讓遠程學習者“身臨其境”地學習，有助于對知識的意義建構。

（三）三代信息技術和三代遠程教育

伽里森(Garrison)、尼珀(Nipper)和貝茨(Bates)提出的三代信息技術和三代遠程教育的理論認為，第一代信息技術是郵政傳遞、電報和電話技術，第二代信息技術是廣播電視、錄音錄像技術，第三代信息技術即計算機和網絡技術。Web3D技術屬于第三代信息技術后期技術。采用信息技術為手段的遠程教育，也相應地劃分為三代：函授教育，廣播電視教育和以計算機網絡為平臺的現代遠程教育[9]。Web3D是第三代信息技術后期新技術，將對第三代遠程教育產生前所未有的新影響。

（四）遠程教育工業(yè)化理論

以為彼德斯（Peters）為代表的遠程教育工業(yè)化理論認為，遠程教育以工業(yè)化為基礎，隨著工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展。遠程教育的教學管理也要按照工業(yè)化標準進行，而不能按照傳統的方法進行教學與管理。彼德斯認為遠程教育具有機械化、標準化、客觀化、大規(guī)模批量生產、集中壟斷和分布式等特點，遠程教學與管理要有細化的勞動分工，要做好充分的準備工作，采用科學控制方法，有計劃有組織地進行。Web3D新技術環(huán)境下的現代遠程教育也應按照教育工業(yè)化理論來進行分工和管理。

二、現代遠程教育應用Web3D新技術層次

Web3D是一種嶄新的多媒體技術，它不僅集圖、聲、視于一體，能夠虛擬三維物體和環(huán)境。但是，用Web3D虛擬出來的三維對象或場景的容量不能太大，這樣才方便地在互聯網上傳輸。當今世界有許多種Web3D技術可供選擇，例如VRML、X3D、Cult3D、Viewpoint、Java3D、Webmax、Flash3D(Flex)等等。Web3D組織將VRML/X3D規(guī)定為Web3D標準（現已被國際標準化組織OSI規(guī)定為Web3D國際標準）。但是Web3D技術依然繁多，至今沒有一種Web3D技術能夠一統天下。根據各種Web3D技術的特點和遠程教育的性質特點，我們選擇Vrml/X3D、Cult3D和Flash3D作為現代遠程教育中應用的Web3D技術。

遠程教育中，凡是需要借助于網絡三維技術來建構三維虛擬模型、虛擬情景、虛擬實驗的課程，都可以采用Web3D技術來輔助教與學。如幾何、英語、物理、電子信息類課程等等。通過Web3D建構的虛擬模型、虛擬情景、虛擬實驗，可增強學生對抽象內容的意義建構，從而加深理解、促進學習。根據Web3D技術應用于現代遠程教育的程度不同，我們將其分為以下三個層次：

第一層次是Web3D基本應用，把Web3D當作一種與其他媒體技術并行的一種技術，將Web3D技術制作的模型，當作素材嵌入到遠程教育課件中去。例如在化學教學中，將Web3D三維分子模型嵌入進化學課件中去。

第二層次是Web3D中級應用，一堂遠程教育課程的教學課件，主要使用Web3D技術制作而成，就是整個一堂課基本采用Web3D技術制作。例如將整個一堂課或一單元教學內容作為一個整體，采用Web3D技術來構建。

第三層次是Web3D高級綜合應用，采用Web3D技術制作虛擬三維教室，甚至設計制作網上虛擬三維校園。這將使學習者完全融入到虛擬校園、虛擬教室里，到虛擬的環(huán)境中去學習。

三、Web3D新技術環(huán)境下現代遠程教育學生的學習

根據建構主義和經驗之塔學習理論，教育應以學生為主體，遠程教育尤其如此。Web3D新技術環(huán)境下現代遠程教育的學習，除了一般遠程教育學習的共性，如不限時間和地點、學生自主學習等特點外，由于Web3D非常好的交互性，還可以充分調動遠程教育學生自覺學習的主動性；Web3D較好的沉浸性和想像力，可以讓接受遠程教育的學生集中注意力于網絡課程學習，對遠程學習產生和保持長久的興趣。

Web3D新技術有許多優(yōu)點，但畢竟是一種新型信息技術。對學生在Web3D新技術環(huán)境下的遠程學習提出了新的要求。

首先，學習目標要明確。通過查看有關文檔，明確Web3D新技術環(huán)境下遠程學習的目標，以便有的放矢、高效學習。

其次，大致了解遠程學習中所用Web3D技術。由于Web3D技術有多種，在網絡上遠程學習時，先要注意閱讀有關說明，知道當前課程采用哪種Web3D技術，是否需要下載并安裝相應的Web3D插件，以便遠程學習能順利進行。

再次，熟悉交互操作的方式。Web3D具有非常好的交互性、沉浸性，但每個Web3D軟件與學習者交互的方式并不完全相同。要注意查看有關說明，及時掌握該Web3D軟件與用戶的交互方式：交互菜單、按鈕，鼠標、鍵盤操作功能，知道用鼠標如何操控Web3D模型或場景等。

此外，還要注意協作學習。要與其他Web3D遠程教育學員進行協作，與Web3D遠程教育的老師以適當形式溝通，以便克服困難、提高效率。

四、Web3D新技術環(huán)境下現代遠程教育對教師的要求

建構主義理論認為，人作為認知主體對知識的獲取不是被動地接受，而是主動加工建構的，即學習知識是“認知主體”的內部心理過程。遠程教育要以學生為中心，老師為指導，強調學生是知識建構的主體，對知識的主動探索、主動發(fā)現以及主動建構、整合。教師是學生的指導者，是幫助學生積極主動完成知識建構的領路人。建構主義和“經驗之塔”學習理論認為，現代遠程教育應該以學生為中心，教師應該是教學計劃的制訂者、網絡課程的設計者和學生學習活動的服務者（輔導者）。

Web3D新技術應用于現代遠程教育以后，對教師的要求提高了。教師在設計與制作遠程教育課程之前，要熟練地掌握多種Web3D技術，能采用Web3D軟件（或語言）制作簡單的Web3D素材。但是，復雜的Web3D實驗、復雜的Web3D場景制作，不是人人可以在短時間里學會的，而是要有一定基礎、花較長時間和較多精力才能學會的。

根據彼德斯現代遠程教育工業(yè)化理論，現代遠程教育應該采用規(guī)?；凸I(yè)化的標準來運作。遠程教育的教師，應該有較細的分工和密切的協作。Web3D新技術環(huán)境下的現代遠程教育教師，擬分為以下三類。

第一類教師是網站技術老師，他們是負責遠程教育服務器與網頁網站架構的專門教師。

第二類教師是Web3D課件老師，他們既掌握Web3D等媒體技術又懂教學原理，主要負責Web3D模型的設計與多媒體教學課件的設計制作。

第三類教師是教學設計與管理教師，主要負責遠程教育課程的設計、教學管理、答疑等工作。這類教師，也要適當懂得一些Web3D等媒體技術，會用Web3D制作一些簡單的Web3D素材、簡單課件，會進行網絡答疑指導作業(yè)等。

三類教師要既要分工、又要協作，共同努力完成Web3D新環(huán)境下遠程教育教學任務。

五、Web3D新技術應用于現代遠程教育實踐

作者將Web3D新技術應用于現代遠程教育過程中，采用Web3D技術開發(fā)了若干個Web3D虛擬三維模型、虛擬三維實驗，還開發(fā)了一個Web3D虛擬課堂；架設了一個基于PHP+MYSQL+Web3D的遠程教學網站模型，通過這個網站模型，進行了簡易的Web3D遠程教學實驗，檢測了Web3D在遠程教育中的應用，學生反映很好。但目前掌握Web3D新技術的教師太少，要想在遠程教育中普及Web3D新技術，還有較大困難。

六、結語

Web3D是一門全新的信息技術，Web3D新技術應用于現代遠程教育后，能使遠程教育具有沉浸感、想象力和高度的交互性；能使學生對遠程學習產生濃厚的學習興趣，能讓學生充分發(fā)揮主觀能動性、積極性，對教學效率的提高具有顯著作用。Web3D新技術應用于遠程教育以后，但對遠程教育老師來說，在教學設計、課件制作等方面要求提高了，只有培訓大量懂得Web3D技術制作的教師和Web3D教學設計的老師，才能大范圍地在遠程教育中推廣。將Web3D新技術應用于現代遠程教育，在迎接新媒體技術的挑戰(zhàn)、推動我國現代遠程教育的發(fā)展等方面，有重要現實意義和長遠的歷史意義。相信Web3D新技術應用現代遠程教育的明天很美好。

[1]陽西述,劉懷玉.Web3D新技術在現代遠程教育中的應用[J].吉首大學學報:自然科學版,2008,(1):47-50.

[2]段福洲,馬鵬飛,趙文吉,等.村鎮(zhèn)民俗旅游景觀三維可視化方案設計[J].地球信息科學學報,2010,(8):549-554.

[3]王磊,基于WEB3D技術的虛擬博物館的設計與實現[J].遠程教育雜志,2006,(10).

[4]侯榮旭,楊慶林.網絡環(huán)境下三維虛擬展示技術的應用研究[J].電腦知識與技術,2011,(27):6741-6749.

[5]劉琳,陽西述,桑婧.基于情感計算和Web3D技術的現代遠程教學模型[J].中國遠程教育,2008,(7):44-47.

[6]葉力漢.“經驗之塔”理論及其現實指導意義[J].電化教育研究,1997,(2):20-24

[7]張燕,翔朱赟,董東.從“經驗之塔”理論看增強現實教學媒體優(yōu)勢研究[J].現代教育技術,2012(5):22-25.

[8]鐘志賢.建構主義學習理論與教學設計[J].電化教育研究,2006,(5):10-16.

[9]丁興富.三代信息技術和三代遠程教育[J].中國遠程教育,2000,(8):15-19.