鄭路

摘 要 將虛擬現(xiàn)實技術(shù)融入現(xiàn)代遠程教育是對該應(yīng)用領(lǐng)域的又一次跨越式升級，推進了終身教育體系與終身學(xué)習(xí)型社會的有效構(gòu)建。許多高校開始建立虛擬教學(xué)環(huán)境，希望為更多在線遠程學(xué)習(xí)者提供可交互式遠程教育內(nèi)容，以有效解決優(yōu)秀教育資源分配不均問題。關(guān)注二者的相互有機結(jié)合，探討虛擬現(xiàn)實技術(shù)背景下遠程實驗教學(xué)的相關(guān)策略設(shè)計，并加以例證。

關(guān)鍵詞 遠程教育；虛擬現(xiàn)實技術(shù)；實驗教學(xué)

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2017）10-0040-02

Organic Combination of Remote Experiment Teaching and Vir-tual Reality Technology and its Practical Significance//ZHENG Lu

Abstract The virtual reality technology can be incorporated into the

modern distance education is for the application in the field of ano-

ther leap upgrade， it promotes the lifelong education system and effe-

ctive build lifelong learning society. Nowadays， many universities have begun to establish the virtual teaching environment， hope to

provide more online distance learners can interactive distance edu-cation content， to realize the distribution of excellent education re-sources， effectively solving the problem. In this paper， the author fo-

cuses on the organic combination of each other， discusses the remote

experiment teaching under the background of virtual reality techno-logy related strategy design， and illustration.

Key words distance education； virtual reality technology； experi-mental teaching

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)與遠程教育有機結(jié)合的相關(guān)理論

虛擬現(xiàn)實技術(shù)與遠程教育相結(jié)合的建構(gòu)主義理論 遠程教育與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的有機結(jié)合，其基礎(chǔ)理論支撐就是建構(gòu)主義理論，它也是認知學(xué)理論中的重要分支。建構(gòu)主義理論認為，知識不完全由教師傳授，學(xué)習(xí)者通過教師設(shè)計的教學(xué)情境自覺挖掘知識，利用個性化方式來形成學(xué)習(xí)體系。因此，在建構(gòu)主義理論中，應(yīng)該將“情境”“協(xié)作”“意義建構(gòu)”“會話”視為遠程教育與虛擬現(xiàn)實技術(shù)相互有機融合的關(guān)鍵屬性要素。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)環(huán)境中對遠程學(xué)習(xí)要素的有效促進 遠程教育結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)環(huán)境，更需要學(xué)習(xí)者之間交互行為的約束機制建立。因為學(xué)習(xí)者與虛擬個體進行交互過程中，他們的主觀意見和主觀情感都相比于傳統(tǒng)面對面交流更容易表達出來。例如：人們在運用QQ、微信等交流軟件時更能夠暢所欲言，因為他們不受現(xiàn)實世界的種種約束。因此，同理可見，遠程教育虛擬現(xiàn)實技術(shù)環(huán)境為學(xué)習(xí)者提供的表達方式是積極的，它更有利于教學(xué)實施的有效推進[1]。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)融入遠程實驗教學(xué)的策略設(shè)計

加入虛擬現(xiàn)實技術(shù)的遠程實驗教學(xué)解析 虛擬遠程實驗教學(xué)擁有靈活性屬性，因為它針對每一個學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)進程與學(xué)習(xí)情況都具有相對明確的方向性，它的實施過程與教學(xué)策略都可以隨時改變，并非一成不變，都可以隨教學(xué)進程實施而創(chuàng)新變化，就像日本學(xué)者斎藤義弘所言：“教學(xué)只有達到真正的創(chuàng)造性與探究性，其不僅可以提高藝術(shù)性，還能增強藝術(shù)魅力，使得教師在教學(xué)期間可以制訂多層次教學(xué)方案，才能成長并獲得自我變革?！?/p>

基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的遠程實驗教學(xué)策略設(shè)計要點 遠程實驗教學(xué)所采用的都是近似真實的虛擬實驗情境，它擁有基于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)目標層次的自主選擇和調(diào)節(jié)功能，保證可以為學(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)資源，使學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方式，進而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)水平，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣與自主學(xué)習(xí)能力。因此，總結(jié)以上要求，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的遠程實驗教學(xué)應(yīng)該實現(xiàn)做到以下要點。

首先，提出暗示性指導(dǎo)策略。它專門為學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)探究、自我監(jiān)控和自我管理過程提出相應(yīng)暗示建議，以幫助學(xué)習(xí)者完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在該策略背景下的教學(xué)系統(tǒng)中，主要通過診斷、指導(dǎo)暗示和反饋來搭建教學(xué)場景環(huán)境，進而為學(xué)習(xí)者指明實驗學(xué)習(xí)方向、操作流程以及附加任務(wù)，解決他們所存在的問題疑問，實現(xiàn)人工配合計算機網(wǎng)絡(luò)的全方位智能輔助。在遠程教育過程中，成人學(xué)習(xí)較為重要，其擁有一定的問題處理能力，所以不應(yīng)該為他們硬性強加意見觀點，最好采用柔性探索、發(fā)現(xiàn)、思考、討論和結(jié)論的方案流程來作為基礎(chǔ)，為他們提供具有暗示性的建議或指導(dǎo)，這樣有利于遠程學(xué)習(xí)者進一步深入學(xué)習(xí)。

其次，隨機進入式教學(xué)策略。這種策略充分考慮到教學(xué)中所涉及事物的復(fù)雜性與多面性，實現(xiàn)了對知識表征的有效呈現(xiàn)，擅長從不同側(cè)面以不同理解方式來考慮理解問題?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)的隨機進入式實驗遠程教學(xué)主要包括學(xué)習(xí)主題確立、創(chuàng)設(shè)不同研究側(cè)面、構(gòu)建實驗學(xué)習(xí)主題的多維虛擬情境，然后讓學(xué)習(xí)者在情境中自主探索以獲得自己中意的學(xué)習(xí)途徑，從而實現(xiàn)最終互動學(xué)習(xí)交流評價。endprint

基于圖1的虛擬現(xiàn)實遠程實驗教學(xué)策略模型，本文給出具體的教學(xué)流程：創(chuàng)設(shè)虛擬情境，啟發(fā)引導(dǎo)過程→明確實驗?zāi)繕恕i定實驗內(nèi)容→展開自主學(xué)習(xí)，獨立探索過程→實現(xiàn)交流及協(xié)作學(xué)習(xí)→自我評價及反思。

整個教學(xué)過程是基于真實人物情境驅(qū)動而成的，它能夠促進學(xué)習(xí)者主動參與學(xué)習(xí)的能力，也能滿足遠程實驗教學(xué)所需要的學(xué)習(xí)者自主實踐要求，提高學(xué)習(xí)者自我參與程度，鼓勵他們更為客觀地看待學(xué)習(xí)成果和自身經(jīng)驗，從而最終學(xué)會如何學(xué)習(xí)[2]。

3 基于VRML的虛擬現(xiàn)實實驗遠程教育應(yīng)用分析

教學(xué)設(shè)計原則 VRML（Virtual Reality Modeling Lan-

guage）即虛擬現(xiàn)實建模語言，基于該語言對實驗?zāi)Ｐ团c仿真模型進行構(gòu)建處理，保證可以提高虛擬操作界面的工作效率，增強多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用效果，使學(xué)習(xí)者可以在網(wǎng)絡(luò)上面更好地學(xué)習(xí)實驗課程內(nèi)容，進而提高其學(xué)習(xí)效率；滿足虛擬實驗系統(tǒng)建設(shè)的科學(xué)性原則、開放性原則、自主性原則、交互性原則和易于擴充及維護原則；確保學(xué)生能夠在系統(tǒng)反饋與及時調(diào)整操作過程中實現(xiàn)問題答疑、討論和師生交互活動，保證可以達到一定的教學(xué)效果，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)動機，并相應(yīng)提高其實踐技能。

教學(xué)設(shè)計目標及功能解析 VRML虛擬實驗系統(tǒng)要在遠程教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)之上來構(gòu)建，它應(yīng)該將實驗教學(xué)內(nèi)容、設(shè)備、教師指導(dǎo)內(nèi)容、學(xué)生操作、評價考核機制有機融合進去并最終集成形成實驗機制。換言之，教師應(yīng)該為學(xué)生構(gòu)建一套實驗環(huán)境，確保學(xué)習(xí)者能夠隨時隨地根據(jù)自身現(xiàn)實需求、學(xué)習(xí)計劃來實現(xiàn)對實驗過程、實驗結(jié)果及實驗評價的主動控制，必要時VRML還承擔了輔助教師的角色，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)良好的實驗情境，使學(xué)生可以在真實實驗情境與豐富學(xué)習(xí)資源中學(xué)習(xí)到更多的技術(shù)知識，進而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另一方面，VRML也起到了虛擬實驗系統(tǒng)銜接理論實踐的有機作用，它能為學(xué)生提供遠程知識內(nèi)容學(xué)習(xí)及習(xí)題練習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生提高實操能力。具體來說，基于VRML的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)可以實現(xiàn)以下幾點功能。

1）學(xué)生實驗功能。學(xué)生在實際學(xué)習(xí)過程中，可以隨時利用互聯(lián)網(wǎng)對開展學(xué)習(xí)活動，主要包括實驗前的準備工作、實驗設(shè)計、實驗操作等，最后在網(wǎng)絡(luò)上上交實驗報告與實驗過程，順利完成整體實驗教學(xué)內(nèi)容。

2）教師教學(xué)管理功能。在教師實際教學(xué)期間，可以利用遠程教學(xué)系統(tǒng)為學(xué)生展示實驗流程，并且可以在線為學(xué)生提供教學(xué)服務(wù)，使學(xué)生可以在遠程教學(xué)系統(tǒng)中學(xué)習(xí)到更多的實驗知識。同時，學(xué)生還可以在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中觀看實驗演示，逐漸提升實驗知識學(xué)習(xí)效率。當學(xué)生注冊信息后，他們也能參與實驗過程管理工作。

3）教學(xué)支持功能。能夠提供多媒體實驗相關(guān)資源，同時可以利用完善的遠程交流系統(tǒng)增進教師與學(xué)生之間的交流，使其可以更好地進行教學(xué)互動。

實驗平臺功能模塊 在遠程教育過程中，虛擬技術(shù)的應(yīng)用較為重要。在此期間，該實驗平臺主要是利用VRML虛擬技術(shù)建設(shè)遠程實驗教學(xué)模塊，并且可以將儀器、虛擬實驗流程、自學(xué)自測模塊、擴展知識模塊等子模塊融合在一起。它的存在主要是幫助學(xué)生了解實驗系統(tǒng)中相關(guān)儀器設(shè)備的功能與組成，并提示學(xué)生相關(guān)操作注意事項。在常規(guī)的VRML虛擬現(xiàn)實實驗遠程教學(xué)過程中，教師要對已經(jīng)注冊的學(xué)生用戶進行學(xué)習(xí)水平測試，全面了解學(xué)生的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)情況與學(xué)習(xí)能力，并且制定針對性的教學(xué)方式。這樣才能實現(xiàn)一對一的指導(dǎo)教學(xué)，逐漸提升實驗教學(xué)效率與質(zhì)量，增強實驗教學(xué)效果。另外，VRML虛擬現(xiàn)實實驗遠程教學(xué)也為學(xué)生提供實驗儀器，借助計算機系統(tǒng)來引導(dǎo)學(xué)生完成實驗操作步驟，最后提交實驗報告教學(xué)程序，完成實驗教學(xué)全過程[3]。

4 總結(jié)

現(xiàn)代遠程教育融入虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)成為教育領(lǐng)域發(fā)展的一種趨勢，它為遠程教育提供了更多可參考內(nèi)容，實現(xiàn)了傳統(tǒng)遠程教學(xué)所無法實現(xiàn)的更多維度功能。特別是基于VRML交互技術(shù)的融入，讓像遠程虛擬實驗這樣的高復(fù)雜實驗教學(xué)得以遠程操作也成為現(xiàn)實。在未來的研究中，還應(yīng)該針對虛擬現(xiàn)實技術(shù)背景下遠程教育的自適應(yīng)性、多用戶協(xié)作等內(nèi)容展開深入研究，進一步豐富遠程教育，使其擁有更充實的教育價值。

參考文獻

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[2]楊麗芳.云計算背景下的虛擬現(xiàn)實技術(shù)在遠程教育中的應(yīng)用研究[J].才智，2015（20）：17.

[3]翁艷，岑美，康凌，等.遠程教育虛擬實驗體系構(gòu)建研究：以工程類專業(yè)為例[J].成人教育，2015，35（11）：39-42.endprint