虛擬現(xiàn)實技術(shù)在多媒體課件開發(fā)中的應用

來源：硅谷雜志 | 責任編輯：傳說的落葉 | 發(fā)布時間： 2013-04-23 10:49 | 瀏覽量：

　　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)絡技術(shù)等綜合應用，創(chuàng)建虛擬場景，場景里的設備可以根據(jù)專業(yè)的發(fā)展情況隨時生成新的設備。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摂M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。