虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)中的應(yīng)用.doc

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1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)中的應(yīng)用　　【摘要】本文簡要介紹了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其技術(shù)支持VRML語言的原理、特性與設(shè)計(jì)思路。并根據(jù)當(dāng)前教學(xué)現(xiàn)狀，指出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)中各方面的應(yīng)用，進(jìn)一步探討了基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)形式，探索新的教學(xué)模式和方向。　　【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)VRML三維課件虛擬實(shí)驗(yàn)　　　　隨著我國教育模式的不斷改革以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)形式已無法滿足學(xué)習(xí)的需要，需亟待改進(jìn)。如何在已有教學(xué)媒體的基礎(chǔ)上，基于計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的虛擬教學(xué)形式，用一種最新出現(xiàn)的教學(xué)模式，去探索新的教學(xué)方式和方向。本文主要從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和VRML語言的角度探

2、討其在現(xiàn)代教學(xué)中的應(yīng)用?！　?虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其技術(shù)支持　　1.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念及特征　　虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality，簡稱VR)技術(shù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)的綜合應(yīng)用。該技術(shù)就是利用計(jì)算機(jī)生成的一種三維模擬環(huán)境，通過多種傳感設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進(jìn)行自然交互的技術(shù)。由于用戶對計(jì)算機(jī)環(huán)境中的虛擬物體產(chǎn)生了類似于對現(xiàn)實(shí)物體的存在意識(shí)或幻覺，從而使得用戶在計(jì)算機(jī)所創(chuàng)建的三維虛擬環(huán)境中處于一種全身心投入的狀態(tài)。其特性主要表現(xiàn)在：　　第一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境應(yīng)該是逼真的，能給人以身臨其境的沉浸感；　　第二，人們能夠

3、以自然的方式與虛擬環(huán)境中的對象進(jìn)行交互?！　?.2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的技術(shù)支持——VRML語言　　1.2.1VRML概述　　VRML(VirtualRealityModelLanguage，虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言)是一種用于對三維虛擬場景進(jìn)行建模的描述性語言，它同HTML語言一樣，是一種ASCII的描述性語言，可以用文本編輯器進(jìn)行VRML編輯。在描述三維物體及由它們構(gòu)成的場景時(shí)，VRML能使物體在三維空間中運(yùn)動(dòng)（動(dòng)畫），還能夠在場景中播放聲音和電影，并使觀察者能與場景進(jìn)行交互，從而加強(qiáng)觀察者在虛擬場景中的感受。　　1.2.2VRML工作原理和特性　　VRML的訪問

4、方式是基于客戶/服務(wù)器模式的。其中服務(wù)器提供VRML文件及支持資源(圖像、視頻、聲音等)，客戶端通過網(wǎng)絡(luò)下載希望訪問的文件，并通過本地平臺(tái)上的VRML瀏覽器交互式地訪問該文件描述的虛擬境界。由于瀏覽器是本地平臺(tái)提供的，從而實(shí)現(xiàn)了與硬件平臺(tái)無關(guān)性。圖一描述了VRML的工作方式?！　　　?虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在現(xiàn)代教學(xué)中的應(yīng)用　　虛擬現(xiàn)實(shí)在教育領(lǐng)域的具體應(yīng)用，主要體現(xiàn)在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境、虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬實(shí)訓(xùn)基地、虛擬仿真校園、虛擬遠(yuǎn)程教育等方面?！　?.1設(shè)計(jì)交互式三維課件3　　形象生動(dòng)的多媒體課件是廣泛采用的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的重要形式，用傳統(tǒng)的開發(fā)工具制作的課件都是二

5、維平面的。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)計(jì)和開發(fā)的交互式三維課件，可以有效的輔助課堂教學(xué)?！　”娝苤?，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》是計(jì)算機(jī)專業(yè)課中的一門必修課，在《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》課程中，對于常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的算法思想，其抽象程度高，學(xué)生很難理解。我們也可以通過虛擬技術(shù)將其制作成課件進(jìn)行教學(xué)，將抽象的算法過程以淺顯易懂、形象直觀的形式展現(xiàn)出來，以方便教師的教學(xué)和學(xué)生的理解?！　〔粌H如此，在大學(xué)生法制教育的教學(xué)過程中，枯燥的理論往往是同學(xué)們失去興趣，但是如果能夠有效的引入模擬法庭的方式來展示整個(gè)審判過程，將收到意想不到的教學(xué)效果。有效地把遠(yuǎn)方的東西呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，把復(fù)雜的東西變得簡單，把

6、抽象的東西化為具體，更好地理解所學(xué)內(nèi)容。嘗試用VRML進(jìn)行課件的設(shè)計(jì)與運(yùn)用，引入教學(xué)，促進(jìn)教學(xué)任務(wù)更好地完成。將VRML運(yùn)用到課件的開發(fā)設(shè)計(jì)中，能使學(xué)習(xí)者憑借系統(tǒng)提供的視聽設(shè)備而置身于一個(gè)三維空間的虛擬環(huán)境中，使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生沉浸感和臨場感。　　2.2在虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)中的應(yīng)用　　在現(xiàn)代教學(xué)中，對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新素質(zhì)教育的重要手段之一是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，它不但能使學(xué)生更好地感受、理解知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展過程，使知識(shí)形象化易理解，而且能激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。目前，高等學(xué)校學(xué)生人數(shù)大幅度增加，然而實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)有限，致使有的器材使用長期處于過飽和狀態(tài)，有的儀器無能力購買

7、，大大地影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。為了盡快改善這種狀況，整合教學(xué)資源，使學(xué)生獲得最好的學(xué)習(xí)效果，把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，是近年來比較創(chuàng)新且有較好實(shí)際效果的做法?！　⊥ㄟ^虛擬的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，既可以縮短實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，又可以獲得直觀、真實(shí)的效果，還能對那些不可見的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行仿真實(shí)訓(xùn)，避免各種危險(xiǎn)。虛擬實(shí)驗(yàn)的引入不但使教學(xué)經(jīng)費(fèi)降低，使教學(xué)內(nèi)容不斷更新，使實(shí)驗(yàn)實(shí)踐及時(shí)跟上技術(shù)的發(fā)展，而且還能為學(xué)生創(chuàng)造良好的自學(xué)條件，使他們按照自己的水平和能力進(jìn)行學(xué)習(xí)，能使學(xué)生有更多的練習(xí)機(jī)會(huì)。但是在采用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的過程中，并不能完全代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)。在虛擬實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)設(shè)備型

8、號單一，性能穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)條件過于理想化，實(shí)驗(yàn)過程中的由個(gè)人原因造成異?，F(xiàn)象和故障出現(xiàn)次數(shù)極少，使