摘要：隨著計算機科學和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，虛擬教學技術已經(jīng)比較廣泛的運用于各種教學與各種技術活動中。筆者結合廣播電視大學的實際教學情況和虛擬教學技術的特點，分析論證了虛擬教學技術在廣播電視大學發(fā)展中的重要性，前瞻性。

關鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術（VR）；遠程教學

中圖分類號：G728文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2012) 07-0000-02

廣播電視大學的發(fā)展緊跟技術發(fā)展的潮流，從最初的廣播技術、電視技術、衛(wèi)星通訊技術，在網(wǎng)絡開始發(fā)展以后又開始了依托網(wǎng)絡這種更方便信息量更大，媒體技術更多更同步的方式來進行教學。在各級電大工作人員的不斷努力和先進技術的支持下，電大現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了300多萬人的教學規(guī)模。在電大開放教育長足發(fā)展的主方向下，新的問題也開始慢慢浮現(xiàn)。如何提高教學質量，提高學生的學習效率，提高學員的學習興趣、學習效果成為新形勢下電大主要面對的問題。

廣播電視大學的學習對象主要就是面對在職工作的人群，這部分人群的主要特點就是工作和學習要同步進行，而且還要面對生活中問題，學員很難集中注意力來面對學習中的問題。同時我們教學方式采用面授課加學生平時自學的方式，這種方式看似完美，但在實行過程中逐漸暴露出多問題，（1）面授教師的師資力量不足，因為電大開設的專業(yè)的眾多，教學一線的市級縣級電大很難配齊那么多專業(yè)的教師進行指導；（2）學生在自學過程中注意力不夠集中，現(xiàn)在的網(wǎng)絡視頻及課件很難給學生提供足夠的學習氛圍，提高學生學習興趣；（3）實習、實驗條件有限，作為一個難以獲得充分教學資源的成人高校，給所有專業(yè)的學生提供優(yōu)秀的實習條件幾乎是不可能的事情。

在現(xiàn)實條件限制難以盡快解決問題的情況下，借助于最新技術的推廣使用，確有解決這幾個問題的可能。虛擬現(xiàn)實技術是通過由計算機科學和電子技術學，計算機圖形學，仿真技術，傳感技術，人工智能，心理學，物理學等多種學科綜合創(chuàng)造的新世界，是一個可以給學員提供真實感受，看似真實的模擬環(huán)境。通過多種音視傳感等多種設備的結合使用，學員可以通過感覺器官的反饋，使用自然技能對虛擬世界中的物體進行考察或操作，參與其中的事件，獲得真實世界中考察或操作應該取得經(jīng)驗；視，聽，觸等多種技術使學員在“沉浸”虛擬現(xiàn)實的學習環(huán)境中，達到良好的學習效果。

Grigore Buredea在Electro‘93 International Conference上發(fā)表的“Virtual Reality System and Applications”上提出了虛擬現(xiàn)實技術的基本特征：3“I”，用以區(qū)別多媒體技術和科學計算可視化等一些表層看起來相似的技術。沉浸感immersion交互性interaction想象imagination反映了虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵特性：系統(tǒng)與人的充分交互。我們通過對這三個特點的具體分析來解決解決電大教育中遇到的問題。

首先：“沉浸感”也可以說臨場參與感指參與者有：真實的體驗，這種體檢就是“沉浸”或“投入”，即“全身心的進入”。簡單的說就是引導學生產(chǎn)生幻覺，仿佛就是在虛擬教室中，完美設計的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)使學員難以分辨真假的程度。學員在使用虛擬教室的過程中，會被引導產(chǎn)生幻覺就是在真實的教室中，有真實的教授和同學（虛擬人物），真實的教學設備（虛擬設備）。沉浸感對學員的意義在于可以幫助學員注意力高度集中，這對幫助有本職工作，事務繁忙的工作人員提高學習效率，改善學習效果有非常重要的意義。

有三個方面的技術在用來幫助達到沉浸效果

（一）圖像（imagery）：要在三個方面滿足虛擬世界的要求，虛擬人物或設備要有三維結構的顯示，包括主要由于雙目視差，運動視差提供的深度信息；要有足夠大的視覺范圍，造成在“圖像世界內觀察”而不是“窗口觀察”的感覺；當前畫面顯示符合學員的視點，并且能夠根據(jù)學員的轉向而改變畫面；物體圖像能夠得到不同層面的細節(jié)審視。

（二）交互（behavior）：虛擬人物之間的交互是三維立體式的，學員能夠感以自然地方式感覺到自己在和虛擬的人物進行交流，而且交流方式是多感知的，在教學環(huán)境中更多的聲音和視覺，能感覺到聲音來自不同的三維人物等。虛擬環(huán)境的信息輸出一般直接面向學員的感覺器官，學員對虛擬環(huán)境進行實時操作時，能從虛擬環(huán)境得到反饋信息。通過對著名教授的真實模擬，學員可以在虛擬世界中獲得真實的交流體驗。

（三）行為（behavior）這個指虛擬人物活動時符合自然規(guī)律，必須依據(jù)物理定律或者遵循設計者想象的規(guī)律，這稱之為虛擬系統(tǒng)的自主性。簡單說比如東西跌落是向地下跌落，物體移動和受合力的方向一致。只有滿足了這些狀態(tài)，虛擬的環(huán)境看起來才像真實的環(huán)境。

再次，交互性和想象都在引導學員進入虛擬世界，獲取真實體驗中有重要的作用。

在電大的教育系統(tǒng)中，不同教學課程涉及的內容不一樣，也會導致虛擬教室的重點不同，有的課程可能重點在人機互動，有的課程重點在實驗，有的課程重點在解析真對不同的內容涉及不同的虛擬環(huán)境，要對課程內容的要求有充分的了解，也要和授課教師有充分的溝通，在實現(xiàn)過程中，也需要系統(tǒng)設計師的豐富想象力。使用這種方式才能從技術上給學員創(chuàng)造良好的學習氛圍，主動或被動使學員進入學習的氣氛中，并極大的提高學習興趣，達到較好的學習效果。如果采用分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，分布在各地的學員可以以不同的虛擬身份登錄同一個虛擬環(huán)境，則將更進一步的提升教學效果，增加學員之間的交流。

在教師、同學、設備都虛擬化了以后，現(xiàn)實中的師生關系進一步的發(fā)生變化，基層教師向引導者靠攏，承擔引導組織學生學習，收集分析整理反饋學生學習效果，意見等多種工作，和學生關系越來越平等。

現(xiàn)在可以用一句話來總結一下虛擬現(xiàn)實技術在電大教學中的應用，通過虛擬技術的使用，使學生被動的或者引導學生想象自己在一個虛擬的教學環(huán)境中，通過和虛擬中的人（教師，同學）物（教學設備）等進行交互，讓學員沉浸在學習氛圍中，已達到良好的教學效果。

今天的社會知識更新越來越快，終生學習，繼續(xù)學習越來越為大眾所需要，在高校參加面授所需的資源太多，而且像資深教授等稀缺資源分布十分不均勻，很難讓大眾接受最好的教育，電大的開放教育十分符合這種繼續(xù)教育的形式，如果在虛擬技術能夠解決現(xiàn)階段開放教育所出現(xiàn)的問題的時候，必將極大提升繼續(xù)教育、終生學習的發(fā)展。

現(xiàn)在技術上比較成熟的虛擬現(xiàn)實建模語言有VRML（Virtual Reality Modeling Language），Java3D，MultiAgent，X3D，Virtools.Silverlight等。我們重點說下VRML，它是描述三維造型與交互環(huán)境的簡單文本語言。VRML是在Internet上建立3D多媒體和共享虛擬世界的一個開放標準。它定義了當今虛擬環(huán)境中的常見概念，如光源、變換層級，視點、幾何、動畫、霧、材質屬性、紋理映射等，它的基本目標是確保能夠成為一種有效的虛擬環(huán)境文件交換格式。早在1997年12月就發(fā)布成了國際標準?，F(xiàn)在在一般的瀏覽器上安裝插件就可以應用，降低了推廣的難度，有利于全國大范圍的應用。VRML提供的一個基礎平臺能夠把三維、二維、文本、多媒體等信息集中到虛擬環(huán)境中，這樣的電大現(xiàn)有大量的教學資源就可以嵌入虛擬的教學環(huán)境中，在發(fā)展過程中逐步更新?lián)Q代升級，不會造成大量的浪費或者資源真空。

現(xiàn)在很多高校早已開始虛擬教學內容，比如北京航空航天大學在分布式飛行模擬上面的應用，浙江大學在建筑方面進行的虛擬規(guī)劃，虛擬設計的應用，哈爾濱工業(yè)大學在人機交互方面的研究等等。在很多學科上已經(jīng)建立了制高點。中央廣播電視大學的學生更多的集中在管理、會計、工商、建筑、護理、計算機學科，面比較廣，再不能同時實現(xiàn)虛擬教學的情況下，我認為應盡早的選取部分學科進行虛擬教學研究，開發(fā)桌面VR或沉浸式VR或分布式VR教學系統(tǒng)，讓各地的學生盡早進入虛擬教學的學習平臺，開創(chuàng)廣播電視大學遠程教學的新的一頁。

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