虚拟现实技术在教育教学中的应用研究
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参考文献 ［１］ 恽如伟．虚拟现实的教学应用及简易 虚拟学习环境设计．２００５． ［２］ 恽如伟．虚拟现实的教学功能探索． ２００３． ［３］ 李艺．虚拟实验原理与教学应用．教育 科学出版社．２００４． ［４］ 宋达．虚拟现实技术在教育领域中的 应用与设计．２００５． 作者简介 徐艳（１９８０－ ），女，山东东营人，东营职 业学院计算机系教师。
图３
图４
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（３）虚拟缩放（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｚ ｏ ｏ ｍ ）： 是指用虚拟现实的方法来展示微观世界和 宏观世界中的事物，学生通过在可视的 范围内观察或操作微观世界或宏观世界中 的事物，来完成所学知识的意义建构。
（４ ）虚拟过程（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ）：是用虚拟现实的方法来展示
（２ ）Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ４ 技术 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ４ 的标准是在 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ １ 、
Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ２ 国际标准之后的一个全新的数字
图２
视音频标准，它主要是基于两个目标， 一是为支持新的存取数字视音频信息的方 式提供交互功能；另外它提供了各种不同 使用模型（ｐｒｏｆｉｌｅ）的通用技术解决方案， 例如通信、广播和交互式等应用方案。针 对虚拟现实领域，ＭＰＥＧ４ 结合了比较新的 技术标准—— ＶＲＭＬ 语言的描述特性。总 体上讲 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ４ 技术的特点融合了网络传 输的需要，结合了新的对虚拟现实领域中 需要对 ３Ｄ虚拟对象描述的特征，并包括了 日益增长的在网络中进行交互的元素—— ＳＭＩＬ 语言的特色。所以 ＭＰＥＧ４ 在教学中 应用潜力巨大。
（１）概念学习：专家在真实世界进行 研究，通过科学的方法建立相应的认知模 型，通过计算机技术建立各种感知模型来 创设虚拟环境，通过虚拟环境的反馈来调 整自己的认知模型，并重新调整虚拟环境， 直到与真实世界相符。模型如图 １ 所示。
（２ ）技能训练：和概念学习一样， 专家首先创设和真实环境相符的虚拟环
Байду номын сангаас
综合性信息技术，它融合了计算机图形学、 多媒体技术、人工智能、人机接口技 术、数字图像处理、网络技术、传感器 技术及高度并行的实时计算技术等多个信 息技术。
Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ 原名虚拟现实标示语言 （Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ），
后来为了突出其图形处理能力而改名为虚 拟现实建模语言 （Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）。它是 ＩＳＯ 国际标 准的网上虚拟现实语言，是 Ｈ Ｔ Ｍ Ｌ 的 ３ Ｄ 模拟。利用 ＶＲＭＬ 可以在 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ 上创建 逼真的虚拟现实世界。作为一项和多媒 体、因特网、虚拟现实等领域密切相关 的新技术，Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ 目前已发展成为 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ 上基于 ＷＷＷ 的三维互动虚拟世 界制作的主流语言，号称为第二代 Ｗ ｅ ｂ 建模语言。
虚拟现实技术（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ， 而不能在头脑中建构相应的认知结构模
简称 Ｖ Ｒ ），是 ２ ０ 世纪末兴起的一门新的 型，学生也就不能在头脑中形成知识的
正向迁移。 （２ ）建构主义是虚拟现实在教育领
域中应用的理论依据 虚拟现实技术在教育领域中应用最重
要的理论支持就是建构学习理论中的情景 学习理论。建构主义学习理论是认知学 理论中一个重要的分支。建构主义学习 理论认为知识不是通过教师传授得到的， 而是学习者在一定的情景下即社会文化背 景下借助其他人，利用必要的学习资 料，通过有意义的建构的方式获得的。 情景化学习的倡导者认为：只有把学习 置于社会和物理的环境中，并使学习者 能够具体应用所学到的知识，这种学习 才是有意义的学习。
虚拟现实技术
在教育教学中的应用研究
徐艳 东营职业学院 ２５７０９１
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅａｃｈｉｎｇ
Ｘｕ Ｙａｎ Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ， ２５７０９１
Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ 到 Ｘ ３ Ｄ 的转换，Ｘ ３ Ｄ 整合了正在 发展的可扩展标记语言（Ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ Ｍ ａ ｒ ｋ ｕ ｐ Ｌ ａ ｎ ｇ ｕ ａ ｇ ｅ ，简称 Ｘ Ｍ Ｌ ）、 Ｊ ａ ｖ ａ 、流媒体技术等先进技术，包括了 更强大的、更有效的 ３ Ｄ 计算能力，渲染 质量和传输速度。Ｘ ３ Ｄ 设立了针对 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ４ 技术的工作组，能够提供所有 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ ９ ７ 国际标准的全部功能，被定义 成为可交互操作、可扩展、跨平台的网 络三维标准。
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科技教育创新 中国科技信息 ２００８ 年第 ７ 期 ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ａｐｒ．２００８
现实生活中一些无法看到的变化过程或变 化太快、太慢的过程，学生通过自己的 操作来控制事物的变化过程，完成所学 知识的意义建构。
（５ ）虚拟实验（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ）：是指人们在现有条件下 无法正常进行的实验或对人的生命有严重 危害的实验，用虚拟现实的方法按照科 学理论设计一个虚拟实验，学生通过虚 拟的实验来观察过程和了解实验效果， 从而完成知识的意义建构。
（４）科学探究：和概念学习一样，专 家首先创设和真实环境相符的虚拟环境。 学习者可以单独或者和其他介入者进行合 作来操作虚拟环境中的对象，进行探索研 究，通过科学的方法建构自己的认知模型， 在通过虚拟环境的检验来调整自己的认知 模型。模型如图 ４ 所示。
５ 网络虚拟现实平台运用的关键技 术
（１ ）Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ ／ Ｘ ３ Ｄ 技术 ２ ０ ０ ０ 年春，Ｗ ｅ ｂ ３ Ｄ 联盟完成了
３ 虚拟现实在教学中的应用形式
（１ ）虚拟实物（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ）：是指用虚拟现实的方法来展示 教学中用到的实物，学生可以根据自己 的意愿对虚拟的实物进行移动、旋转或 缩放，通过对虚拟实物的操作来完成所 学知识的意义建构。
（２）虚拟游览（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｔ ｏ ｕ ｒ ）： 是用虚拟的方法产生一个教学场景，学 生可以根据自己的意愿选择游览路线、 速度和视点，通过在创设的虚拟场景中 游览来完成所学知识的意义建构。
６ 结束语
教育是借助于一定的技术手段来是实 现的，因此教育技术的变革，必然会带 来教育模式、规模和意义上的变革。教 育技术的先进性，直接促进人类教育行 为的方方面面，同时也进化着人类的教 育思想。显而易见，在崭新的教育技术 ——虚拟现实技术支持下的虚拟教育， 不仅仅是为教育技术提供了一种全新的前 所未有的模式，而且将对远程教育乃至整 个人类教育在思想观念上带来重要的也许 是根本性的革命。
（６）虚拟角色（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｒ ｏ ｌ ｅ ）： 是指让学生在虚拟的教学情境中充当一个 角色，充分发挥学生的主动性、积极性 和创新精神，通过协作、会话等学习手 段，使学生完成所学知识的意义建构。
４ 虚拟现实在教学中的具体应用分 类
从虚拟现实的创建和用途来看，虚 拟现实学习系统主要包括五个要素：专 家、真实世界、认知模型、虚拟世界和 学习者。根据这五个要素的相互关系可 以将虚拟现实在教学中的具体应用分为四 种类型：概念学习、技能训练、协作学 习和科学研究。
摘 要 虚拟现实技术由于其 ３Ｉ 特征（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ、 ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ和ｉｍａｇｉｎａｔｉｏｎ）决定其是最适合用于 创设适宜学习环境的技术，这为新技术的发 展服务于教育找到了最佳的结合点。本文介 绍了虚拟现实在教育上应用的理论依据、在 教学中的具体应用形式以及所需要的关键技 术 关键词 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ ；Ｘ ３ Ｄ ；Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ４ ；虚拟现实 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔ“ｓ ３Ｉ”（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ、ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ＆ ｉｍａｇｉｎａｔｉｏｎ）， Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｃｒｅａｔｅ ａｎ ｓｔｕｄｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｔｈｉｓ ｇｉｖｅｓ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａ ｂｅｓｔ ｗａｙ ｔｏ ｓｅｒｖｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｎｏｗａｄａｙｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｔｓ Ａｃａｄｅｍｉｃ ｂａｓｉｓ， ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｏｒｍ ｉｎ ｕｓｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｎ ｅｅｄｅｄ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＶＲＭＬ； Ｘ３Ｄ； ＭＰＥＧ４； Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ
２ 虚拟现实在教育上应用的理论依
引言
随着计算机图形学的发展与计算机性 能的提高，虚拟现实技术在娱乐游戏领 域已经取得巨大成功，并且已经孕育了 巨大市场和商机。虚拟现实已经逐步从 实验室中走出并进入我们的日常生活中 来，如今已经在电视、电影和电子游戏 领域得到最广泛的应用。虚拟现实技术 可以利用三维虚拟环境同时消除时间与空 间的界限，将会成为一种新的认知工 具。
１ 虚拟现实技术
据
（１ ）传统学习环境中难以促进学习 者对知识进行正向迁移
传统的学习环境中，学生通过阅读 或进行讨论的方式学习，被认为是在头 脑中进行的同化作用。在特定的条件 下，有些学者认为这种学习方式不是积 极有效的学习方式。抽象科学概念的掌 握需要学习者建构关于现象的智力模型， 而这种模型经常混合了难以理解的抽象性 概念等不可见因素。因为在现实世界中 没有实际的物体能够被感知，学生学习 起这些概念的时候就不能进行类推，从
图１
境。学习者通过操作虚拟环境来进行技 能训练，并将学得的技能用来改造真实世 界。模型如图 ２ 所示。
（３）协作学习：和概念学习一样，专 家首先创设和真实环境相符的虚拟环境。 学习者一方面可以单独操作虚拟环境来进 行知识学习，另一方面还可以通过虚拟环 境与其他的介入者进行交流或协作，来共 同完成知识的建构。模型如图 ３ 所示。
图３
图４
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（３）虚拟缩放（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｚ ｏ ｏ ｍ ）： 是指用虚拟现实的方法来展示微观世界和 宏观世界中的事物，学生通过在可视的 范围内观察或操作微观世界或宏观世界中 的事物，来完成所学知识的意义建构。
（４ ）虚拟过程（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ）：是用虚拟现实的方法来展示
（２ ）Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ４ 技术 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ４ 的标准是在 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ １ 、
Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ２ 国际标准之后的一个全新的数字
图２
视音频标准，它主要是基于两个目标， 一是为支持新的存取数字视音频信息的方 式提供交互功能；另外它提供了各种不同 使用模型（ｐｒｏｆｉｌｅ）的通用技术解决方案， 例如通信、广播和交互式等应用方案。针 对虚拟现实领域，ＭＰＥＧ４ 结合了比较新的 技术标准—— ＶＲＭＬ 语言的描述特性。总 体上讲 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ４ 技术的特点融合了网络传 输的需要，结合了新的对虚拟现实领域中 需要对 ３Ｄ虚拟对象描述的特征，并包括了 日益增长的在网络中进行交互的元素—— ＳＭＩＬ 语言的特色。所以 ＭＰＥＧ４ 在教学中 应用潜力巨大。
（１）概念学习：专家在真实世界进行 研究，通过科学的方法建立相应的认知模 型，通过计算机技术建立各种感知模型来 创设虚拟环境，通过虚拟环境的反馈来调 整自己的认知模型，并重新调整虚拟环境， 直到与真实世界相符。模型如图 １ 所示。
（２ ）技能训练：和概念学习一样， 专家首先创设和真实环境相符的虚拟环
Байду номын сангаас
综合性信息技术，它融合了计算机图形学、 多媒体技术、人工智能、人机接口技 术、数字图像处理、网络技术、传感器 技术及高度并行的实时计算技术等多个信 息技术。
Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ 原名虚拟现实标示语言 （Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ），
后来为了突出其图形处理能力而改名为虚 拟现实建模语言 （Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）。它是 ＩＳＯ 国际标 准的网上虚拟现实语言，是 Ｈ Ｔ Ｍ Ｌ 的 ３ Ｄ 模拟。利用 ＶＲＭＬ 可以在 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ 上创建 逼真的虚拟现实世界。作为一项和多媒 体、因特网、虚拟现实等领域密切相关 的新技术，Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ 目前已发展成为 Ｉｎｔｅｒｎｅｔ 上基于 ＷＷＷ 的三维互动虚拟世 界制作的主流语言，号称为第二代 Ｗ ｅ ｂ 建模语言。
虚拟现实技术（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ， 而不能在头脑中建构相应的认知结构模
简称 Ｖ Ｒ ），是 ２ ０ 世纪末兴起的一门新的 型，学生也就不能在头脑中形成知识的
正向迁移。 （２ ）建构主义是虚拟现实在教育领
域中应用的理论依据 虚拟现实技术在教育领域中应用最重
要的理论支持就是建构学习理论中的情景 学习理论。建构主义学习理论是认知学 理论中一个重要的分支。建构主义学习 理论认为知识不是通过教师传授得到的， 而是学习者在一定的情景下即社会文化背 景下借助其他人，利用必要的学习资 料，通过有意义的建构的方式获得的。 情景化学习的倡导者认为：只有把学习 置于社会和物理的环境中，并使学习者 能够具体应用所学到的知识，这种学习 才是有意义的学习。
虚拟现实技术
在教育教学中的应用研究
徐艳 东营职业学院 ２５７０９１
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｔｅａｃｈｉｎｇ
Ｘｕ Ｙａｎ Ｄｏｎｇｙｉｎｇ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ ｃｏｌｌｅｇｅ， Ｓｈａｎｄｏｎｇ， ２５７０９１
Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ 到 Ｘ ３ Ｄ 的转换，Ｘ ３ Ｄ 整合了正在 发展的可扩展标记语言（Ｅ ｘ ｔ ｅ ｎ ｓ ｉ ｂ ｌ ｅ Ｍ ａ ｒ ｋ ｕ ｐ Ｌ ａ ｎ ｇ ｕ ａ ｇ ｅ ，简称 Ｘ Ｍ Ｌ ）、 Ｊ ａ ｖ ａ 、流媒体技术等先进技术，包括了 更强大的、更有效的 ３ Ｄ 计算能力，渲染 质量和传输速度。Ｘ ３ Ｄ 设立了针对 Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ４ 技术的工作组，能够提供所有 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ ９ ７ 国际标准的全部功能，被定义 成为可交互操作、可扩展、跨平台的网 络三维标准。
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科技教育创新 中国科技信息 ２００８ 年第 ７ 期 ＣＨＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ａｐｒ．２００８
现实生活中一些无法看到的变化过程或变 化太快、太慢的过程，学生通过自己的 操作来控制事物的变化过程，完成所学 知识的意义建构。
（５ ）虚拟实验（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍ ｅ ｎ ｔ ）：是指人们在现有条件下 无法正常进行的实验或对人的生命有严重 危害的实验，用虚拟现实的方法按照科 学理论设计一个虚拟实验，学生通过虚 拟的实验来观察过程和了解实验效果， 从而完成知识的意义建构。
（４）科学探究：和概念学习一样，专 家首先创设和真实环境相符的虚拟环境。 学习者可以单独或者和其他介入者进行合 作来操作虚拟环境中的对象，进行探索研 究，通过科学的方法建构自己的认知模型， 在通过虚拟环境的检验来调整自己的认知 模型。模型如图 ４ 所示。
５ 网络虚拟现实平台运用的关键技 术
（１ ）Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ ／ Ｘ ３ Ｄ 技术 ２ ０ ０ ０ 年春，Ｗ ｅ ｂ ３ Ｄ 联盟完成了
３ 虚拟现实在教学中的应用形式
（１ ）虚拟实物（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ）：是指用虚拟现实的方法来展示 教学中用到的实物，学生可以根据自己 的意愿对虚拟的实物进行移动、旋转或 缩放，通过对虚拟实物的操作来完成所 学知识的意义建构。
（２）虚拟游览（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｔ ｏ ｕ ｒ ）： 是用虚拟的方法产生一个教学场景，学 生可以根据自己的意愿选择游览路线、 速度和视点，通过在创设的虚拟场景中 游览来完成所学知识的意义建构。
６ 结束语
教育是借助于一定的技术手段来是实 现的，因此教育技术的变革，必然会带 来教育模式、规模和意义上的变革。教 育技术的先进性，直接促进人类教育行 为的方方面面，同时也进化着人类的教 育思想。显而易见，在崭新的教育技术 ——虚拟现实技术支持下的虚拟教育， 不仅仅是为教育技术提供了一种全新的前 所未有的模式，而且将对远程教育乃至整 个人类教育在思想观念上带来重要的也许 是根本性的革命。
（６）虚拟角色（Ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ Ｒ ｏ ｌ ｅ ）： 是指让学生在虚拟的教学情境中充当一个 角色，充分发挥学生的主动性、积极性 和创新精神，通过协作、会话等学习手 段，使学生完成所学知识的意义建构。
４ 虚拟现实在教学中的具体应用分 类
从虚拟现实的创建和用途来看，虚 拟现实学习系统主要包括五个要素：专 家、真实世界、认知模型、虚拟世界和 学习者。根据这五个要素的相互关系可 以将虚拟现实在教学中的具体应用分为四 种类型：概念学习、技能训练、协作学 习和科学研究。
摘 要 虚拟现实技术由于其 ３Ｉ 特征（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ、 ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ和ｉｍａｇｉｎａｔｉｏｎ）决定其是最适合用于 创设适宜学习环境的技术，这为新技术的发 展服务于教育找到了最佳的结合点。本文介 绍了虚拟现实在教育上应用的理论依据、在 教学中的具体应用形式以及所需要的关键技 术 关键词 Ｖ Ｒ Ｍ Ｌ ；Ｘ ３ Ｄ ；Ｍ Ｐ Ｅ Ｇ ４ ；虚拟现实 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂｅｃａｕｓｅ ｏｆ ｉｔ“ｓ ３Ｉ”（ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ、ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ＆ ｉｍａｇｉｎａｔｉｏｎ）， Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｃｒｅａｔｅ ａｎ ｓｔｕｄｙ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ， ｔｈｉｓ ｇｉｖｅｓ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａ ｂｅｓｔ ｗａｙ ｔｏ ｓｅｒｖｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｎｏｗａｄａｙｓ． Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｔｓ Ａｃａｄｅｍｉｃ ｂａｓｉｓ， ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｏｒｍ ｉｎ ｕｓｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｎ ｅｅｄｅｄ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ＶＲＭＬ； Ｘ３Ｄ； ＭＰＥＧ４； Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ
２ 虚拟现实在教育上应用的理论依
引言
随着计算机图形学的发展与计算机性 能的提高，虚拟现实技术在娱乐游戏领 域已经取得巨大成功，并且已经孕育了 巨大市场和商机。虚拟现实已经逐步从 实验室中走出并进入我们的日常生活中 来，如今已经在电视、电影和电子游戏 领域得到最广泛的应用。虚拟现实技术 可以利用三维虚拟环境同时消除时间与空 间的界限，将会成为一种新的认知工 具。
１ 虚拟现实技术
据
（１ ）传统学习环境中难以促进学习 者对知识进行正向迁移
传统的学习环境中，学生通过阅读 或进行讨论的方式学习，被认为是在头 脑中进行的同化作用。在特定的条件 下，有些学者认为这种学习方式不是积 极有效的学习方式。抽象科学概念的掌 握需要学习者建构关于现象的智力模型， 而这种模型经常混合了难以理解的抽象性 概念等不可见因素。因为在现实世界中 没有实际的物体能够被感知，学生学习 起这些概念的时候就不能进行类推，从
图１
境。学习者通过操作虚拟环境来进行技 能训练，并将学得的技能用来改造真实世 界。模型如图 ２ 所示。
（３）协作学习：和概念学习一样，专 家首先创设和真实环境相符的虚拟环境。 学习者一方面可以单独操作虚拟环境来进 行知识学习，另一方面还可以通过虚拟环 境与其他的介入者进行交流或协作，来共 同完成知识的建构。模型如图 ３ 所示。