虛擬現(xiàn)實技術(shù)在多媒體課件開發(fā)中的應用

2013-04-25 15:28

課件是教學的重要工具，傳統(tǒng)教學課件的內(nèi)容主要是文字、符號、圖形和圖表等，雖然在教學和演示上具備一定的作用，但在直觀性、形象性和交互性上仍存在不足，多媒體課件的出現(xiàn)彌補了這些不足。雖然制作課件的工具flash、PowerPoint、director等有很多，但是他們或多或少存在不同程度的缺陷，而多媒體課件被越來越多的應用于教學，虛擬現(xiàn)實技術(shù)因其很好的想象性、沉浸性和交互性，同時它可以將人們對事物的認識由感性提升到理性，因此逐漸地被應用于多媒體課件的開發(fā)中。
　　1虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述
　　隨著社會生產(chǎn)力的巨大變化，計算機應用領(lǐng)域幾次飛躍都是伴隨著計算機系統(tǒng)性能的大幅提升而改變。虛擬現(xiàn)實（VirtualReality），也稱為人工環(huán)境或靈境技術(shù)，是近幾年出現(xiàn)的一種高新技術(shù)。它在計算機的基礎(chǔ)上融合多種高科技技術(shù)，產(chǎn)生一個模擬的三維空間，為使用者提供逼真的三維視覺、觸覺等多種感官模擬世界，使用者仿佛身臨其境。常用的虛擬現(xiàn)實技術(shù)有VRML、Virtools、Cult3D、Vega等。教育領(lǐng)域中的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)簡單，需要投入的成本較少，因而，得到了廣泛的應用。
　　虛擬現(xiàn)實技術(shù)有多感知性、沉浸感、交互性、構(gòu)想性的特點。它作為新興的多媒體教學方式，改變了傳統(tǒng)的人機交互方式，能夠讓學習者通過觸覺、視覺、聽覺和嗅覺全身心的沉浸在虛擬世界中，并獲得知識。設(shè)計者采用夸張的形式表現(xiàn)其構(gòu)思和情感，激發(fā)學習者的興趣和積極性，不但可以提高學習者的學習效率，更利于知識的獲取。在開發(fā)多媒體課件時，設(shè)計人員還可以把利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作的模型嵌入一般的多媒體課件中，把抽象復雜的概念變成與現(xiàn)實接近的直觀感覺，使學習者能夠身臨其境，把復雜的問題簡單化，抽象的概念直觀化，老師和學生能夠互動，以一種很自然的方式來指導教與學，使學生在潛移默化中不斷提高自己的理論水平和實踐能力，從而彌補了一般多媒體課件的不足，使得教學信息以三維可視化的形式呈現(xiàn)出來。
　　2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在多媒體課件開發(fā)中的應用
　　由于沉浸型虛擬現(xiàn)實的設(shè)備價格昂貴，不能得到廣泛的推廣，所以在教學過程中，常用的虛擬顯示技術(shù)主要有桌面虛擬現(xiàn)實和分布式虛擬現(xiàn)實技術(shù)。在多媒體課件開發(fā)過程中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要用于開發(fā)虛擬實驗室、制作三維課件以及仿真實踐訓練。
　　2.1開發(fā)虛擬實驗室
　　在教學中，許多實驗由于實驗器材價格比較昂貴或器材短缺，不能普及到各個實驗室，如醫(yī)學院的各種實驗。在教學過程中引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)后，可以有效的解決實驗條件與教學結(jié)果之間的矛盾。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在多媒體計算機上開發(fā)虛擬實驗室，如醫(yī)學院校，學生可以在虛擬實驗室中，對“尸體”進行解剖和各種手術(shù)練習，使得實驗不再受實驗環(huán)境和尸源的限制，在很大程度上降低了培訓費用，同時也取得了良好的培訓效果。這就要求結(jié)合教學實際，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)在多媒體中實現(xiàn)課堂上無法實現(xiàn)的場景，提高教學內(nèi)容的先進性，實現(xiàn)虛擬實驗室的擴展性，幫助學生獲得科學知識，克服實驗儀器本身局限性所不能實現(xiàn)的教學目標，使學生能夠在感官上直接可以從事書本生所抽象化的內(nèi)容，突破單一的教學模式，使教學內(nèi)容更加先進，學生思維更加活躍，創(chuàng)新意識更加積極，教學目的達到事半功倍。
　　2.2制作三維課件
　　傳統(tǒng)多媒體課件主要以二維平面展示為主，借以圖片和二維動畫等進行教學，在學習過程中，學生常常處于被動狀態(tài)，不能主動積極的進行學習，教學的容量有限，教學的表現(xiàn)形式比較枯燥，學生的學習效果差強人意，使得教學效果不如人意。在課件中引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)在多媒體課件中應用后，可以把教學中對于學生來說理解有很大困難，常規(guī)表述的教學手段又很難表達的，特別是在學生學習中的內(nèi)容要基于三維的，例如，地理知識、化合物分子的結(jié)構(gòu)、空間立體幾何圖形、醫(yī)學相關(guān)知識等，通過三維課件生動具體的表現(xiàn)出來，為學生提供生動形象的學習材料，栩栩如生的學習環(huán)境，幫助學生解決學習中的知識難點，把抽象的概念直觀化、形象化，方便學生對抽象概念的理解和掌握，而且豐富了多媒體課件的表現(xiàn)形式，具有更強的交互性。
　　2.3仿真實踐訓練
　　在職業(yè)學校里面，尤其是一些如數(shù)控加工技術(shù)，汽車專修等對動手能力要求較高的專業(yè)，更要注重對儀器設(shè)備的真實操作，提高學生的實際動手能力。通常情況下，學校會采用校外實踐的形式培養(yǎng)學生的動手能力，由于學生學習時間短，對專業(yè)知識掌握程度還不夠成熟，學?？商峁┑膶嶋H操作空間有限，而且實習的時間有限，使得校外實踐得不到良好的效果，不能真正的提高學生的動手能力。多媒體課件設(shè)計人員可以根據(jù)這些專業(yè)特點，把虛擬現(xiàn)實技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等綜合應用，創(chuàng)建虛擬場景，場景里的設(shè)備可以根據(jù)專業(yè)的發(fā)展情況隨時生成新的設(shè)備。通過這個虛擬場景，學生可以強化基礎(chǔ)理論知識，仿真實踐訓練是以基礎(chǔ)理論為背景，構(gòu)建數(shù)學模型，利用計算機虛擬實踐平臺，使學生能夠更加深刻理解基礎(chǔ)知識；通過這個虛擬場景，學生可以加深學習系統(tǒng)理念，仿真實踐訓練本身就是用系統(tǒng)的原理和方法來模擬現(xiàn)實操作，其學習的過程就是加深學生系統(tǒng)理念學習的過程；通過這個虛擬場景，學生可以熟練掌握操作技能，仿真實踐訓練本身就要求學生能夠熟練掌握某些儀器設(shè)備的操作技能，熟能生巧才能在實際工作中增強安全意識、動手能力和積累經(jīng)驗，從而提出合理化意見和建議；通過這個虛擬場景，學生可以開發(fā)創(chuàng)新能力，仿真實踐訓練本身就要求學生在實際操作中注重細節(jié)，細節(jié)決定成敗，只有在實踐中腳踏實地，兢兢業(yè)業(yè)，一絲不茍，注重細節(jié)問題，才能在實際工作中開發(fā)創(chuàng)新能力。
　　由此可見，學生在這個虛擬場景中，觀摩教師的操作過程，通過在仿真的環(huán)境中親自操作、學習理論、親身參與實踐訓練，不斷反復訓練，不但能快速熟練掌握操作技能同時還可以發(fā)現(xiàn)自身存在的不足，同時結(jié)合校內(nèi)外實踐可以得到良好的培訓結(jié)果。
　　3結(jié)束語
　　虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為新興的高新技術(shù)，在不同領(lǐng)域的作用越來越明顯，同時也有廣泛的應用前景。傳統(tǒng)的多媒體課件由于其本身所具有的缺陷，已經(jīng)逐漸不能滿足相關(guān)的教學工作尤其是一些專業(yè)程度較高的專業(yè)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠很好地彌補傳統(tǒng)多媒體課件的缺點?？傊?，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學多媒體課件中的應用，將對學生產(chǎn)生無可限量的影響，特別是在課堂中無法接觸到的實體，學生可以通過感官、聽覺等360度全方位學習，并對事物的發(fā)展規(guī)律有一個系統(tǒng)而全面的認知，隨著計算機系統(tǒng)應用的不斷成熟和發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)必將在教學課堂上施展出自己的一片天地，它的前景巨大而且深遠，它將憑借其自身具有的優(yōu)勢，被廣泛地應用到教育領(lǐng)域，從而使教學的理念、環(huán)境和條件不斷更新完善，且地位越來越重要。