谈VRML在教学中的使用

摘　要：虚拟现实技术是近年兴起的一门综合性信息技术，在教育领域内具有广泛的前景，同时也对传统教学产生了很大的冲击。本文介绍了一些虚拟现实技术的基本知识及一些基本理论，通过这些来提示广大教师，用先进的思想和行动来改善教学环境和教学方法。

关键词：VRML；虚拟现实；沉浸
　　VRML是虚拟现实技术的一种简称，是一种具有真实感的高级人机界面，人们能够通过多种感官渠道与它进行实时交互。虚拟现实是多种技术的综合，它包括实时三维计算机图形技术，广角（宽视野）立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等等。这种技术的应用前景是非常广泛的，在医疗、制造业、娱乐和教育等方面的应用也具有很大潜力。可以想象，如果你能够进入到具有沉浸感的，并且有多种感官反馈的虚拟境界中学习知识，无疑将使你的学习更为有效。
　　什么是VRML，VRML是Virtual Reality Modeling Language(虚拟现实造型语言)的缩写。虚拟现实中的“现实”是泛指在物理意义上或功能意义上存在于世界上的任何事物或环境，它可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现的或根本无法实现的。而“虚拟”是指用计算机生成的意思。因此，虚拟现实是指用计算机生成的一种特殊环境，人可以通过使用各种特殊装置将自己“投射”到这个环境中，并操作、控制环境，实现特殊的目的，即人是这种环境的主宰。使用VRML，你可以设计自己想象中的三维虚拟空间、用你想象的任何东西来填充虚拟的世界，这些仅仅受限于你的想象力，使用它可以使你创建动态的世界和感觉丰富的虚拟环境。由于VRML文件仅仅是一些数学表达式来描述交互式的3D世界，需要传送的信息量非常少，这样就解决了网络传输速度的问题。
　　随着现代科学技术及网络技术的迅猛发展，新的教学媒体不断涌现，继多媒体之后，教学技术领域又出现了一种新型教学媒体，它就是虚拟现实技术。在国外，虚拟现实技术已应用于课堂教学。在我国，虚拟现实技术也逐步走进课堂，虚拟现实技术作为一种新的教学媒体，它的出现无疑将对教学理论、教学方法以及教学手段产生深远的影响。虚拟现实应用于教育是教育技术发展的一个飞跃。它营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。
　　首先虚拟现实技术可以弥补教学条件的不足。在教学中，实验是教学活动中一个必不可少的过程，很多学习科目都是以实验课程为基础的，可在教学过程中往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，使一些应该开设的教学实验无法进行，实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力是至关重要的，学生的大部分实践能力都是通过实验得到的，使用虚拟现实技术可以有效地解决解决实验中存在的很多问题。利用虚拟现实系统，可以弥补这些不足。学生足不出户便可以获得与真实实验一样的体会，丰富感性认识，加深对教学内容的理解。
　　其次虚拟现实技术可以避免真实实验或操作带来的各种危险。以往对有危险的或对人体健康有危害的实验，一般采用电视录像的方式来取代实验，学生无法直接参与实验，获得感性认识。利用虚拟现实技术进行虚拟实验．则可以免除这种顾虑。学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的或危害人体的实验。这一作用在化学、医疗和飞机驾驶等教学中体现的尤为明显学生不但可以身临其境地感觉到实验的真实，同时也可以多次重复实验过程，可以从一定程度上节约实验费用。
　　第三方面虚拟现实技术可以彻底打破空间、时间的限制，在演示教学内容方面能以一种直接的信息传递方式，通过亲临其境的、自主控制的人机交互，由视觉、听觉、触觉获取“外界”的反应，提供生动活泼的直观形象思维材料、展现学生不能直接观察到的事物等，形成知识点，使学生则从思维、情感和行为三个方面参与教学活动。
　　第四方面虚拟现实技术可以虚拟人物形象。虚拟现实系统可以虚拟历史人物、伟人、名人等各种人物形象，创设一个真实的学习环境，有利于激发学生的创造性思维，培养学生的创新能力。使学生能够在自然、亲切的气氛中进行学习。
　　最后是虚拟仿真校园，教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。虚拟校园也是虚拟现实技术在教育培训中最早的具体应用，它由浅至深有三个应用层面，分别适应学校不同程度的需求：简单的虚拟我们的校园环境供游客浏览；基于教学、教务、校园生活，功能相对完整的三维可视化虚拟校园，以学员为中心，加入一系列人性化的功能，以虚拟现实技术作为远程教育基础平台；虚拟远程教育虚拟现实可为高校扩大招生后设置的分校和远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，通过交互式远程教学的课程目录和网站，由局域网工具作校园网站的链接，可对各个终端提供开放性的、远距离的持续教育，还可为社会提供新技术和高等职业培训的机会，创造更大的经济效益与社会效益。
　　作为现代教育者，我们要站在新技术的前沿，崭新的技术，会带给我们崭新的教育思维，解决我们以前无法解决的问题 , 随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们相信，虚拟现实技术以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到国家以及教育工作者的重视和青睐，最终在教育领域广泛应用并发挥其重要作。虚拟现实系统将给我们的教育带来又一次的重大变革。
参考文献：
[1] 赵士滨 吴秋峰 《虚拟现实技术进入高校实验教学的研究》；
[2] 郭建才 《虚拟现实技术及其在远程教学中的应用》；
[3] 丘京松《虚拟现实技术在教育领域的应用》
[4] 郭建才《虚拟现实技术及其在远程教学中的应用》
[5] 李文《教育中的虚拟现实》