探討虛擬現(xiàn)實(shí)在cscl中的應(yīng)用

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1、探討虛擬現(xiàn)實(shí)在CSCL中的應(yīng)用張燕北京師范大學(xué)2001研Tel:13621098580E-mail:swallow@mail.bnu.edu.cn協(xié)作學(xué)習(xí)是目前最熱門的教學(xué)組織形式之一，在這個(gè)信息時(shí)代里各種信息技術(shù)都對(duì)協(xié)作學(xué)習(xí)有不同程度的支持，在此就虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)CSCL的支持進(jìn)行了探討。本文首先引入?yún)f(xié)作學(xué)習(xí)、CSCL以及虛擬現(xiàn)實(shí)等概念，接下來對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的幾個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行概述，然后闡述虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在CSCL中的具體應(yīng)用，最后進(jìn)行對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)在協(xié)作中的應(yīng)用給予總結(jié)和展望。關(guān)鍵詞：協(xié)作學(xué)習(xí)虛擬現(xiàn)實(shí)智能Agent交互1引言人類社會(huì)進(jìn)入信息社會(huì)網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，此時(shí)的競爭方式已由戰(zhàn)爭式競爭方式轉(zhuǎn)變

2、為了協(xié)作型競爭方式，即尋求的是雙贏發(fā)展模式，強(qiáng)調(diào)通過協(xié)作和知識(shí)共享尋求更大發(fā)展機(jī)遇，目標(biāo)是拓展新的機(jī)會(huì)并共同承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。從某種程度上說，協(xié)作性競爭使協(xié)作學(xué)習(xí)得到越來越多的關(guān)注。協(xié)作學(xué)習(xí)的起源可以追溯到兩千多年前，早在《學(xué)記》中有云：“獨(dú)學(xué)而無友，則孤陋而寡聞”，這從反面說明了學(xué)習(xí)者之間應(yīng)該切磋交流，相互啟迪，彼此增進(jìn)知識(shí)，從而提高學(xué)習(xí)效率的道理。按照學(xué)習(xí)者之間的關(guān)系，可將學(xué)習(xí)行為類型分為個(gè)別學(xué)習(xí)（IndividualisticLearning）、競爭學(xué)習(xí)（CompetitiveLearning）和協(xié)作學(xué)習(xí)（CooperativeLearning，簡稱CL）等三種類型。個(gè)別學(xué)習(xí)使指他人學(xué)

3、習(xí)效果的好壞不影響自己個(gè)人的學(xué)習(xí)，個(gè)人通過自己的努力進(jìn)行學(xué)習(xí)、管理自己的學(xué)習(xí)事務(wù)。競爭學(xué)習(xí)是指個(gè)人學(xué)習(xí)的成功建立在他人失敗的基礎(chǔ)之上、學(xué)習(xí)者之間使一種負(fù)競爭學(xué)習(xí)。協(xié)作學(xué)習(xí)是指個(gè)人學(xué)習(xí)的成功建立在他人成功的基礎(chǔ)之上，學(xué)習(xí)者之間的關(guān)系是融洽的、相互合作的、學(xué)習(xí)者共享信息與資源，共負(fù)責(zé)任，共擔(dān)榮辱。計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作學(xué)習(xí)(Computer-SupportedCooperativeLearning，簡稱CSCL)，顧名思義，是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)來輔助和支持協(xié)作學(xué)習(xí)，像智能Agent技術(shù)、虛擬技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等等都給予CSCL一定程度上的支持。在此我們重點(diǎn)討論虛擬技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助的協(xié)作學(xué)習(xí)中的應(yīng)用。

4、2虛擬現(xiàn)實(shí)2.1何為虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，簡稱VR）技術(shù)，是20世紀(jì)末才興起的一門嶄新的綜合性信息技術(shù)，它融合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、多媒體技術(shù)、人工智能、人機(jī)接口技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)以及并行處理技術(shù)等多個(gè)信息技術(shù)分支的最新發(fā)展成果，為我們創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界提供了有力的支持，從而大大推進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。VR技術(shù)的定義可歸納為：由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一種人為虛擬的環(huán)境，這種虛擬的環(huán)境是通過計(jì)算機(jī)構(gòu)成的三維空間，或是把其他現(xiàn)實(shí)環(huán)境編制到計(jì)算機(jī)中去產(chǎn)生逼真的“虛擬環(huán)境”，并通過多種專用設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，從而使得用戶在視覺、聽覺、觸覺、味覺等多種感官上產(chǎn)生一種沉浸于虛擬環(huán)

5、境的感覺。VR技術(shù)一經(jīng)問世，人們就對(duì)它實(shí)時(shí)的三維空間表現(xiàn)能力、身臨其境的真實(shí)感、超越現(xiàn)實(shí)的虛擬性，以及建立的個(gè)人能夠沉浸其中、進(jìn)出自如并具有交互作用的虛擬世界，產(chǎn)生了濃厚的興趣。近幾年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不但已開始在軍事、教育、設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)、考古、藝術(shù)、娛樂等諸多領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，而且還給社會(huì)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，有關(guān)人士認(rèn)為：20世紀(jì)80年代是個(gè)人計(jì)算機(jī)的時(shí)代，90年代是網(wǎng)絡(luò)、多媒體的時(shí)代，而21世紀(jì)初則將是VR技術(shù)的時(shí)代?！疤摂M現(xiàn)實(shí)之父”GrigoreBurdea曾在他的“VirtualRealityTechnology”一書中指出，VR具有三個(gè)最突出的特征：交互性、沉浸

6、感和構(gòu)想性，也就是人們熟稱的三個(gè)“I”特性。（1）交互性交互性是指參與者通過使用專用設(shè)備，用人類的自然技能實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度（包括實(shí)時(shí)性）。例如，用戶可以用手去直接抓取虛擬環(huán)境中的物體，這時(shí)手有握著東西的感覺，并可以感覺到物體的重量，視場中被抓取的物體也應(yīng)隨著手的移動(dòng)而移動(dòng)。（2）沉浸感VR的最主要的技術(shù)特征是沉浸感，它力圖使用戶在計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中處于一種身臨其境的感覺，覺得自己是虛擬環(huán)境中的一個(gè)部分，而不是旁觀者。他可以感到被虛擬景物所包圍，可以在這一環(huán)境中自由走動(dòng)，與物體相互作用，如同在已有經(jīng)驗(yàn)的現(xiàn)實(shí)世界中一樣。這種使用戶感到作

7、為一個(gè)主角沉浸于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度，對(duì)理想的模擬環(huán)境應(yīng)該達(dá)到使用者難辨真?zhèn)蔚某潭?。?）構(gòu)想性VR技術(shù)并不只是一種媒介或一個(gè)高層終端用戶界面，它的應(yīng)用能解決在工程、醫(yī)學(xué)、軍事等方面的很多問題，這些應(yīng)用是VR與設(shè)計(jì)者并行操作，為發(fā)揮它們的創(chuàng)造性而設(shè)計(jì)的。過去，人只能從定量計(jì)算為主的結(jié)果中得到啟發(fā)而加深對(duì)事物的認(rèn)識(shí)。現(xiàn)在，借助于VR技術(shù)，人有可能從定性和定量綜合集成的虛擬環(huán)境中得到感性和理性的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而使人能深化概念、產(chǎn)生新意和構(gòu)想，主動(dòng)地尋求探索接收信息，