王銘軍

摘要：隨著混合現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，從學(xué)習(xí)知識和體驗知識方面混合現(xiàn)實具有極大的優(yōu)勢。該文從多個維度探索混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)情境及設(shè)計模式在教學(xué)設(shè)計中的應(yīng)用，利用了懸念和交互學(xué)習(xí)的混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)情境設(shè)計方法，從教學(xué)實踐的分析中進行教學(xué)設(shè)計的具體實現(xiàn)方法。針對目前C語言實訓(xùn)課程教學(xué)中存在的問題，通過利用混合現(xiàn)實情境設(shè)計，對C語言實驗項目進行分析與設(shè)計，將混合現(xiàn)實的特性引入C語言實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計中，初步設(shè)計實現(xiàn)了混合現(xiàn)實情景下的C語言實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計。實踐結(jié)果表明：利用混合現(xiàn)實的方式學(xué)習(xí)C語言可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，取得了一定的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：混合現(xiàn)實；教學(xué)設(shè)計；程序語言；實訓(xùn)教學(xué)

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）33-0167-01

1 概述

將混合現(xiàn)實應(yīng)用于教育，可以更形象直觀地認識和感知世界，使知識能緊密地構(gòu)建密融合起來，使學(xué)生沉浸于技術(shù)帶來的學(xué)習(xí)環(huán)境之中，從而將教育思想和內(nèi)容融入技術(shù)之中，使其為教育服務(wù)。混合現(xiàn)實所實現(xiàn)的虛擬學(xué)習(xí)場景使學(xué)習(xí)者能超越現(xiàn)實物質(zhì)條件的限制，可以根據(jù)需要創(chuàng)建任何與學(xué)習(xí)相關(guān)的或有助于學(xué)習(xí)的虛擬對象，從而使學(xué)習(xí)者能夠從各個視角全面地觀察事物。一旦沉浸于混合現(xiàn)實情境之中，根據(jù)學(xué)習(xí)者的意愿，可以選擇感興趣的學(xué)習(xí)中路徑來進行體驗。設(shè)計者可以設(shè)計多條學(xué)習(xí)路線由學(xué)習(xí)者自由選擇，選擇不同的路徑與教學(xué)設(shè)計時要體現(xiàn)的策略和意志相關(guān)。設(shè)計者從不同的思維視點和觀測點來進行特定下的創(chuàng)作，同時觀察并記錄學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)軌跡，以便為教學(xué)個性化設(shè)計提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?；旌犀F(xiàn)實的基本特性是構(gòu)想性、沉浸感及交互性?；旌犀F(xiàn)實學(xué)習(xí)的情境既具有交互、沉浸及構(gòu)想等特性，還具有社會性及夸張性。

2 混合現(xiàn)實情景下的教學(xué)設(shè)計特點

C語言實訓(xùn)是在對C語言的基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)之后所開設(shè)的課程，旨在提高學(xué)生的編程思維能力，將原來分散學(xué)習(xí)的知識進行系統(tǒng)化組織。此階段學(xué)生對C語言已經(jīng)有了一個基本了解，部分學(xué)生會對自己的知識掌握程度有一個錯誤估計，加之實訓(xùn)課程開設(shè)在實驗室，學(xué)生容易將其與實驗混為一談，認識不夠明確，重視程度不夠，造成課上學(xué)習(xí)積極性不高，甚至存在利用教學(xué)設(shè)備打游戲的現(xiàn)象。因此，利用混合現(xiàn)實進行教學(xué)設(shè)計，將學(xué)生沉浸于實驗之中，可以最大程度地避免學(xué)生的消極情緒，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣?；旌犀F(xiàn)實情景下的教學(xué)設(shè)計具有如下特點：

1） 善于利用懸念構(gòu)建場景?；旌犀F(xiàn)實作為多種技術(shù)的集成，它具有很強的展示意識形態(tài)的作用，它既能展現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用魅力，又能天然地實現(xiàn)與教育的有機結(jié)合，它作為一種多媒體傳播媒介，能完美地展示教學(xué)的設(shè)計模式?；旌犀F(xiàn)實要描繪的內(nèi)容，是通過建立奇幻的世界來勾起人們的遐想，從而吸引人們沉浸于人物、空間、事物及周邊所有發(fā)生的事件，并通過特定的場景設(shè)計而產(chǎn)生懸念。而懸念是產(chǎn)生學(xué)習(xí)期待的重要原因。因此，在混合現(xiàn)實教育設(shè)計中，要關(guān)于利用懸念來構(gòu)建場景。

2） 善于利用交互構(gòu)建場景?；旌犀F(xiàn)實有較為豐富的交互接口，可通過旋轉(zhuǎn)頭部、眼睛注視點的轉(zhuǎn)移、手柄等設(shè)備與場景進行交互，同時，對于深度的學(xué)習(xí)情景交互可以利用AI技術(shù)。通過交互式構(gòu)建場景，可以增加學(xué)生學(xué)習(xí)的沉浸感，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

3 實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計

猜數(shù)字游戲是C語言程序設(shè)計實訓(xùn)教學(xué)中的實驗之一，在這個實驗中，將嘗試編寫一個猜數(shù)游戲程序。按照混合現(xiàn)實情景下的教學(xué)設(shè)計，這個程序看上去有些難度，但是如果按下列要求循序漸進地編程實現(xiàn)，會發(fā)現(xiàn)其實這個程序是很容易實現(xiàn)的。那么，現(xiàn)在就開始吧，先編寫第 1 個程序，然后試著在第 1 個程序的基礎(chǔ)上編寫第 2 個程序。

3.1 虛擬場景設(shè)計

程序 1 基于虛擬現(xiàn)實設(shè)計一個環(huán)境，這個環(huán)境下先由計算機“想”一個 1～100 之間的數(shù)請人猜（懸念設(shè)計），如果人猜對了，則虛擬現(xiàn)實場景給出3D圖像提示“Right！”，否則虛擬現(xiàn)實場景給出3D圖像提示“Wrong！”，并給出3D圖像或動畫告訴人所猜的數(shù)是大（Too high）還是?。═oo low），然后根據(jù)大小的不同，在虛擬場景中進行交互，直到猜對為止，結(jié)束游戲。要求每次運行程序時機器所“想”的數(shù)不能都一樣。

3.2 C語言教學(xué)設(shè)計

基于上面的虛擬場景設(shè)計，一旦學(xué)生猜對了數(shù)，則虛擬場景會自動展示：計算機“想”的數(shù)是通過C語言的rand（）函數(shù)產(chǎn)生，并展示該函數(shù)產(chǎn)生隨機數(shù)的3D動畫。在游戲中可能猜的次數(shù)進行統(tǒng)計，每猜一次用3D圖像做一個記號，直到猜對為止，然后利用3D動畫展示統(tǒng)計次數(shù)的循環(huán)語句。學(xué)生可通過對虛擬場景中的各C語言函數(shù)所代表的3D圖像進行移動連接，從而產(chǎn)生該游戲的完整的程序。并可運行該程序，在運行時，會顯示運行的流程和相應(yīng)的結(jié)果。也可顯示具體的C語言程序。

4 結(jié)論

運用混合現(xiàn)實技術(shù)進行C語言實訓(xùn)教學(xué)設(shè)計可以極大地改變了傳統(tǒng)教育的教學(xué)模式，場景戲的創(chuàng)造是混合現(xiàn)實的一大特點，它的重點在于：可用故事化的方式描述嚴肅的程序設(shè)計問題，而利用虛擬空間化將使程序設(shè)計問題更形象，更好理解。在不久的將來，混合現(xiàn)實在教育領(lǐng)域的運用將引領(lǐng)傳統(tǒng)教育的改革。沒有懸念就沒有冒險，沒有虛幻世界就無法深度體驗沖突的教學(xué)境界[1]。基于混合現(xiàn)實的教學(xué)設(shè)計，將為教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新設(shè)計和教育理念的深度轉(zhuǎn)換在理論和實踐方面提供相應(yīng)的支撐。

參考文獻：

[1] 李小平，張琳. 虛擬現(xiàn)實/增強現(xiàn)實下混合形態(tài)教學(xué)設(shè)計研究[J]. 電化教育研究，2017（7）：20-25.

[2] 李小平，陳建珍. 混合現(xiàn)實學(xué)習(xí)情境設(shè)計問題的研究[J]. 現(xiàn)代教育技術(shù)，2017，27（8）：12-17.