虚拟教育十篇

虚拟教育篇1

远程教育是为克服传统的面对面教育模式的某些不足(招生人数有限、教育方法不灵活、教育资金浪费等)而产生的一种新型教育模式.最初的远程教育是函授教育;此后出现了由广播电台传播信息的广播大学;当电视普及以后,电视大学应运而生.在上述三种远程教育方法中,以电视大学的教学方式最优.不仅能听到声音,而且可以看到图像.我国从1978年开通了电视大学至今,已有数以百万计的人接受了这种教育.但是,电视大学作为一种教学方法,也有其不足.首先,这种方式不灵活、不方便,授课须定点定时.其次,教学内容有局限性,文科专业(外语、财会、管理等)和部分理科专业(数学等)适于电视大学.以实验为不可或缺的某些专业(多数工科专业、部分理科专业)在电视大学中不能充分实现或根本无法实现.近些年来,随着计算机技术与通信技术的迅速发展,出现了教育多媒体系统,它能够交互地同时处理、传输、管理文本、图形、图像、语言、视频、动画等多种形式的信息.多媒体远程教育系统在一定程度上弥补了电视大学的某些不足,但仍不能实现实验操作.网上虚拟实验室的出现,使远程教育更趋完善,为教育发展史写下了光辉的一页.在不足20年时间里,因特网在全球得到了迅速发展,已成为当今世界上覆盖面最大、信息资源最丰富的计算机信息网络.作为远程教育的关键———教学信息的传递,因特网无疑具有明显的优势.虚拟实验室正是建立在以因特网为信息载体的基础上,它的产生向人们展示了信息时代一种全新的教育方式和科学研究方式[1].

二、虚拟实验室是今后高层次远程教育的发展主流

函授、广播、电视等远程教育模式的所有功能,在因特网上均能轻易实现.只要建立一个教育网站,用户就不再受时空的限制,访问教育网站就能够接受到远程教育.但仅限于此还不能充分体现出因特网强大的信息传递功能.基于因特网的虚拟实验室的出现,将远程教育提升到更高的层次上.虚拟实验室(VirtualLaboratory)概念,是由美国弗吉尼亚大学(UniversityofVirginia)的威廉•沃尔夫(WilliamWolf)教授于1989年首先提出的,它描述了一个计算机网络化的虚拟实验室环境,致力于构筑一个综合不同工具和技术的信息化、网络化的集成环境.在这个环境里,用户可以非常有效地利用世界上分布的各种数据、信息、仪器设备及人力等资源[2].

虚拟实验室提出的初衷是为了方便科学研究工作,科研人员在远程即可从事研究工作:使用仪器设备、共享数据资源、交流信息等.虚拟实验室实质上是一个分布式计算机系统,在该系统中,配置有遥控、遥测能力的网络化研究设备和数据采集平台,有支持协作活动的各种工具,建有可以支持数据共享的数字式图书馆.加入到因特网的虚拟实验室可视为建立了一个可以演示、操纵、控制实验的特殊网站.用户可以在任何时候,从任何地点访问虚拟实验室网站.它的建立大大提高了实验教学的伸缩性和适应性.不同的学科专业的虚拟实验室有各自的特点.但无论是哪个学科专业的虚拟实验室都是由各自的虚拟仪器(VirtualInstrumentation)组成的.虚拟仪器是指通过应用程序将计算机与功能化硬件结合起来,用户通过友好的图形界面来操作计算机,从而完成了对被测对象的数据采集、分析、判断、显示和数据存储等.虚拟仪器与传统仪器相比,有其相同的一面,又有不同的一面.相同点是:虚拟仪器同样具有三大功能,即数据采集、数据分析处理、结果显示.虚拟仪器以透明的方式把计算机资源和仪器硬件的测控能力结合起来,实现仪器的功能运作.

与传统仪器不同的是:在给定计算机运算能力和必要的仪器硬件以后,构造和使用虚拟仪器的关键技术在于软件,“软件即仪器”.应用软件程序将可选硬件(如GPIB、VXI、RS-232、DAQ等)和可重复使用源码库函数等软件结合起来实现模块间的通信、定时与触发,源码库函数为用户构造自己的虚拟仪器系统提供了基本的软件模块[3].当用户的学习目的或测试要求改变时,可以方便地由用户自行增减硬软件模块或重新配置系统以满足测试要求.综上所述,虚拟仪器是由用户自己定义、自由组合的计算机平台、硬件、软件以及完成系统功能的必需附件组成的.虚拟仪器的这个特点是功能固定、彼此分离的传统仪器所不具备的.在虚拟实验室中所使用的仪器设备一般都具有可编程接口(例如GPIB接口等),终端的PC机通过GPIB接口和总线发送命令字符串控制仪器,也可通过GPIB接口和总线从仪器端获得结果信息.为了实现通过计算机对可编程仪器的控制,美国国家仪器公司(NationalIn-struments,简称NI)开发了虚拟仪器软件开发平台———LabVIEW(LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWork-bench).作为目前世界上惟一的编译型图形化编程语言,LabVIEW提供了虚拟仪器的图形编程环境,把复杂、繁琐、费时的语言编程简化成用菜单或图标提示的方法选择功能或图形,只需连接各个功能或图形即可构成程序.LabVIEW除了具备其他语言所提供的常规函数功能外,还集成了大量生成图形界面的模板、丰富实用的数值分析、数字信号处理功能,以及多种硬件设备驱动功能,包括RS-232、GPIB、VXI、VISA、数据采集卡DAQ等.虚拟仪器的出现不仅是实验室的一场革命,同时也为远程教育注入了活力.基于因特网的虚拟实验室必将成为今后远程教育发展的推动力.

三、虚拟实验室在国内外发展现状

虚拟实验室概念的提出至今仅为十余年的时间,但因其诱人的应用前景,各国均在大力开发,已经取得了一些进展.目前,虚拟实验室在发达国家已十分普及.美国作为当今的科技强国,为继续保持其在科学技术领域的领先地位,尤其重视信息技术的研究,并已将虚拟实验室列入其科研发展的战略规划.在1991年底,美国科学基金会、美国国家科学研究顾问委员会所属的计算机与远程通信部组成了一个“全国(科学)合作实验室委员会”,其任务是调查科学家对信息技术的需求,协调科研合作关系,组织并实施具体的信息技术开发.此后,美国联邦政府投入资金在海洋学、天体物理学和分子生物学三大领域建造了各自的虚拟实验室作为示范工程,开展了一系列探索性研究并取得了实质性进展.

美国一些政府部门,如能源部,正在制定计划将其所属的科研机构过渡到虚拟实验室环境中.目前,越来越多的科学家正投身于构筑一个覆盖全美国的虚拟实验室的工作中来.作为首先提出虚拟实验室概念,并具有雄厚的科研实力和强大财力的美国,从一开始就十分重视虚拟实验室的研究与开发,在该领域的研究已处于领先地位.虚拟仪器系统及其图形编程语言已成为各大学理工科学生的一门必修课,其普及程度是相当广泛的.国外的一些大学已组建了远程虚拟实验室.德国的汉诺威大学建立了虚拟自动化实验室;西班牙大学电子系开发了电子仪器虚拟工作平台;意大利帕瓦多大学建立了远程虚拟教育实验室;新加坡国立大学开发了远程示波器实验和压力容器实验[4-7].

在国内,虚拟实验室的建设也得到了应有的重视.目前,已有部分高校初步建立了虚拟实验室.例如:清华大学利用虚拟仪器构建了汽车发动机检测系统;华中理工大学机械学院工程测试实验室将其虚拟实验室成果在网上公开展示,供远程教育使用;四川联合大学基于虚拟仪器的设计思路,研制了“航空电台二线综合测试仪”,将8台仪器集成于一体,组成虚拟仪器系统;复旦大学、上海交通大学、广州暨南大学等一批高校,也开发了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研[8-11].

四、虚拟实验室的功能特点及应用前景

虚拟实验室具有传统实验室无法比拟的功能特点,决定了它在科研、教育(特别是远程教育)中的良好应用前景.1.功能特点虚拟实验室具有以下特点:(1)透明性虚拟实验室的所有数据库、硬件,甚至人员集成于一个系统,使用标准的统一命令来实现功能服务,这种透明的结构决定了虚拟实验室的透明特征.(2)资源共享性建立虚拟实验室的宗旨之一就是为了做到资源共享.为达到此目的,需要建立统一查询标准的电子图书馆、数据库、智能化检索系统、应用软件库等,用户可以共享数据、软件、硬件等相关资源.这个特性能够减少重复投资,大大节约投资成本.(3)互动操作性虚拟实验室一旦开放,即具有互动性,远程用户同样可以操作本地实验室,同时用户之间可以交流信息.

开放远程用户程序需要有一系列软硬件的支持,它们都是虚拟实验室的组成部分.(4)用户自主性用户可以制定自己使用的虚拟仪器的方式,允许用户采取必要的措施保护自己的数据、资料,用户具有充分的自主性.(5)扩展性在当今的信息时代里,知识更新速度十分迅速,新型的、性能更优的仪器设备更新周期越来越短.因此,虚拟实验室的硬件必须随时更新,软件也要随时升级,服务功能也要随时增加,虚拟实验室必须具备性能升级、服务功能增加的特性.(6)安全性安全性是开放的、透明的、资源共享的合作环境所必需的保障条件.虚拟实验室采取必要的措施和技术手段维护系统软件、硬件以及用户知识产权的安全.通常采用用户鉴别注册、权限验证技术,邮件、文献加密技术等手段保证系统的安全性.具有安全措施的虚拟实验室系统能够做到拒绝非法访问者进入虚拟实验室,也可以将合法访问者的不当操作及时中止[12].2.应用前景因特网上的虚拟实验室在远程教育中具有良好的应用前景.⑴计算机网络的迅速普及为远程教育提供了有利条件目前我国上网计算机已超过2000万台,而且还将以每年增加20%的速度增长.这个庞大的网络为虚拟实验室的普及和发展提供了便利条件.⑵

虚拟实验室的性能优势与传统实验室相比,虚拟实验室性能更为优秀,组建虚拟实验室必须考虑到选用当今世界上性能优秀、仪器齐全的一流设备,这些设备并不是所有院校都能拥有的,而虚拟实验室却能够提供给用户使用一流的设备.甚至像电子显微镜、天文望远镜、逻辑分析仪、大型核装置等这些昂贵、难以接触到的仪器设备,用户也能够通过访问虚拟实验室来进行学习和使用.开发用于远程教育的虚拟实验室的重点放在电子、电工、机械、土木、环境等学科更为现实.而像天体物理、核物理、海洋、分子生物学等学科的虚拟实验室用于远程科研较为适宜.⑶虚拟实验室的低成本特点有利于其发展远程教育通过计算机网络实现教育资源共享,某一学科的先进教学方法和卓越的实验条件可以为校内外的各学科广泛使用,从而可以节省许多基础设施的低水平重复建设和仪器设备重复引进的资金投入,有利于从整体上改善办学条件和提高教学水平.虚拟实验室在信息高速公路的运行,必然带来人们观念的更新和实验室革命.⑷教学方式灵活、方便基于因特网的虚拟实验室远程教育模式不同于传统的面对面的统一、死板的教学模式,它能够灵活地提供给用户(学生)不同的实验教学内容,用户(学生)可以根据实际情况确定学习内容和安排学习进程,从而可以最大限度地满足用户(学生)的不同需要.这样,既可以普及知识,又能够提高、更新知识.此外,远程教育不受时间、地域的限制,用户(学生)只要通过计算机网络便可以及时获得知识.⑸我国国情适合于发展网上远程教育我国人口众多,国民平均知识水平相对较低.在知识经济时代和科教兴国方针的指引下,国民中蕴藏着接受高层次教育和知识更新的迫切需求.由于客观条件的限制,能够进入高等院校接受教育的人毕竟有限.网上的远程教育可以满足人们渴望获得知识的要求,为因特网上虚拟实验室远程教育的发展提供了广阔前景.

五、虚拟实验室建设过程中的几点建议

我国虽然与发达国家在虚拟实验室研究方面有一定差距,至今尚未建成大规模的可覆盖全国的实用的虚拟实验室,但是已有许多高校重视并致力于虚拟实验室的研究、开发工作,并取得了一定的进展.为了使我国虚拟实验室的建设赶上发达国家,使其发挥应有的作用,根据我国的现状,提出如下建议:

⑴虚拟实验室的建立必须有组织、有规划地进行虚拟实验室从其诞生起,就因其具有资源共享、多方合作、提供多种服务、信息交流等功能,而显示出它的公益性和社会化属性.因此,虚拟实验室是属于全社会的.借鉴国外的经验,它应由政府支持并由有关部门出面组织、统筹、规划和协调.

⑵认真做好虚拟实验室的需求调查工作理工科的大多数学科专业是可以建立虚拟实验室的,但是社会对它们需求程度却是差异甚大.根据我国的国情和资金支持能力,不可能全部学科专业都建立虚拟实验室,只能是在“有所为,有所不为”的原则下,选择社会需求迫切的学科专业优先建立.这就需要调查虚拟实验室的需求,根据需求程度,分出轻重缓急,进行统筹安排.

虚拟教育篇2

虚拟教室(VirtualClassroom)是指在计算机网络的基础上利用多媒体技术构建成的教与学的环境，可使身处异地的教师和学生相互听得着、看得见。虚拟教室不是一个真实的物理环境，但它通过相应的音视频采集技术、现代通讯技术等为师生双方创设了一个交互功能强大的学习环境。在虚拟教室中，教师可进行正常有序的授课，借助相应的系统，如电子白板、答疑系统等教师可更加有效地进行日常教学工作，如批改作业、学生答疑、阶段性测试等，学生则可通过电子举手与教师进行实时交流，此外虚拟教室中还有资源丰富的素材库，供师生双方按需选用。

2虚拟教宣环境的构建虚拟教室的环境构建包括两部分一部分为软件环境，一部分为硬件环境。

2．1软件环境

利用VR技术开发虚拟教室，所涉及到的计算机软件包括；VEGA，3DMAMAYA以及其它相关的图像、图形处理软件，开发者可以根据实际情况选择合适的开发工具。VEGA主要用于实时视觉模拟，虚拟现实和普通视觉应用。它包括完整的C语言应用程序接口，支持多种数据调人以及提供高效的CAD数据转换，并提供稳定、兼容、易用的界面，能够实现较好的人机交互。3DMAX作为一款功能强大的三维建模软件，不仅可以构建出虚拟教室中所需要的各种物品和设施，还能对场景进行渲染，以获得更加真实的效果．MAYA是目前最优秀的三维动画软件之一，它提供了丰富的3D动画和视觉效果能满足虚拟环境中的场景建构。

2．2硬件环境及其它设备

主要包括：高性能计算机、三维图像显示设备、视觉头盔式立体显示器HMD、听觉三维音响输出装置、定位装置、检测手动(包括位置)数据手套、力反馈、触觉传感器GROPE系统列手爪、身体运动数据衣(DataSuit)语音识别、合成眼球运动检测仪、VR接口及其它辅助设备。

3虚拟教室中创新教育评价的应用

大学创新教育的核心价值是培养大学生的创新意识、创新精神和创新能力，因此，就创新教育的评价而言，学生成绩评价其重点在于学生是否具有了一定的创新意识与能力，而教师评价则应重点评估其在教学目标设计和教学方法选择上是否满足创新教育的基本价值要求。正确理解与掌握创新教育的基本内涵，是把握大学创新教育评价方向的关键。虚拟教室可为学习者提供完全开放的自主式学习方式，也可以实现远程教育、网络教学以及学习评价。在虚拟教室里，学习者可以根据个人的兴趣爱好选择课程，选择时间进行学习，不会受到教师所授课程的限制，也不会受到任何外界因素的干扰，在基于虚拟教室的个性化学习中，学生是主体。个性化学习的基本出发点和核心是学生占主体地位，让学生做自己学习的主人。学生自主选择学习内容，在教师的辅助下，运用虚拟教室所提供的良好学习环境进行学习．成为知识的建构者。而教师在基于虚拟教室的个性化学习中教师是主导，也是指导者，利用虚拟教室所提供的良好学习环境精心设计每一个教学环节，提高教学质量和效率，培养出真正具有个性化学习能力的学习者。同时，在虚拟教室中，还有重要的第三方角色——管理员，管理员负责对教师和学生的信息进行管理，主要是利用验证登录系统来对访问者的身份进行验证．并根据其身份赋予一定的权限，如学生只能查询自己的成绩而不能做修改。同时管理员还负责对虚拟教室中众多资源的分类管理。基于上述有关虚拟教室的情景构建，我们可以发现，创新教育若是基于虚拟教室进行，这恰恰体现了创新教育“以人为本的特征，凸显其依据人的个性发展而进行的个性化教育。在评价环节，由于有硬件设施和软件的高效管理，同时又有管理员的参与，评价具有科学性、民主性、客观性、规范性以及可测性等创新教育评价必不可少的基本原则。由于虚拟教室中的学习者可以对自己的学习效果进行实时的测试，并形成整个学习阶段的学习效果曲线，同时，也有最终的学习效果测试，因此，将其应用于创新教育，可以达到形成性评价与总结性评价的完美结合。而虚拟教室中的评价软件的应用，也可以将相对性评价和绝对性评价通过软件迅速实现。

虚拟教育篇3

关键词：网络虚拟技术；公共艺术教育；虚拟现实

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2012）005-0112-02

0 引言

高校公共艺术教育是面对全体大学生的教育，不是对少数具有艺术天赋者的精英教育或专业技术教育，公共艺术教育应该是具有文化属性的人文教育，是针对国民人文素质的提高而言的，是培养学生获得感受美、创造美、鉴赏美的能力和健康的审美情趣的教育，使学生在提高艺术文化素质和艺术能力的同时在道德、情感、情操、意志、创新精神与创造能力、责任心、自尊心，以及促进不同专业发展等诸多方面发挥良好效用。高校公共艺术教育可以承担更多为其它行业培养人才的任务，但是，必须突出其教育设置的公共性特点，强调公共性，不是降低教育标准，而是恰恰相反。时代在呼唤伟大的科学家、文学家、企业家和政治家，公共艺术教育的历史使命是促使高校人才资源和谐持久发展为目的的，也就是说，在高校公共艺术教育中公共性和学术性是完全一致的。

1 高校公共艺术教育存在的问题

大部分高校开设了艺术教育课程，组建了大学生艺术团，成立了艺术教育组织，取得了可喜的成绩，但与此同时，艺术教育在发展中显露出一系列问题，比如，师资不足、课时被侵占、资金投入不足、学生不能均等、公平地接受相应的艺术教育等。

1.1 师资力量薄弱，难以进行普及性教育

由于高校近年来的扩大招生，师资力量明显缺乏，对于一个上万人的高校而言，所需公共艺术教育教师至少几十人，很多高校根本无法满足授课任务的需要。由于艺术教育是公共选修课程，学院没有给予固定人数的编配，更没有一支稳定的教师队伍，每学期授课人员安排不同，时常变化，缺乏统一的教学体系、教材和衡量标准。

1.2 校内有限场地和硬件设施难以满足公共普及教育

高校内的艺术教育固定教学场地主要针对专业课程的教学，普通教学场地难以满足艺术教育的需求；艺术教育的教学场地中需要大量的、昂贵的固定教学设施。硬件设施是高校保障公共艺术教育的一个必要条件。

1.3 经费问题

走向21世纪的中国艺术教育,在获得长足发展的同时,也日益面临经费紧张的严重困扰,这种局面甚至越来越突出成为制约艺术教育发展的重要瓶颈因素。学校公共艺术教育必须要配备必要的公共艺术教育场地、器材，才能保证公共艺术教育的正常开展。这些教育场地和器材的购买、扩充、维护保养都需要大量的资金投入，对于高校的经济现状而言，很难满足公共艺术教育的经费要求。

2 网络虚拟技术

网络虚拟技术是一种基于Web技术、虚拟仿真技术构建的开放式网络化的虚拟教学系统，将公共艺术教育活动数字化和虚拟化。虚拟课堂为开设公共艺术教育提供了全新的教学环境，虚拟课堂与真实课堂类似，可供学生自己动手配色、绘图、欣赏和虚拟使用仪器设备，在虚拟环境中，学生更易获得相关的知识。科学的指导和敏捷的反馈，有利于培养学生的操作能力、分析诊断能力、设计能力和创新意识。将虚拟课堂挂接到校园网上，供学生在任何地点学习，不受时间、地点的限制。可以在寝室、实验室、图书馆等场地使用虚拟课堂，节约资源，不需专用的场地和硬件设备，使得教学资源的受益面更加广泛。

为了更好地检测学生学习情况，可设置虚拟在线考试系统，方便学生自我检测，巩固和消化所学知识，也方便教师及时了解教学效果。

根据网络虚拟技术的内在含义和技术特征，公共艺术教育虚拟现实系统提供以下组成： 

2.1 虚拟现实开发平台

一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台，一般包括两个部分，一是高性能图像和音视频生成及处理系统，通常为高性能的多媒体虚拟现实工作站；另一部分为面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分，负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台，同时连接和协调整个系统各个子系统的工作与运转，共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此，虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少，而且至关重要。

2.2 高性能图像生成及处理系统

该系统除了拥有专业绘图操作功能，还可以实现编辑、交流等功能。使绘画和图像处理更加有效率，还可激发学生更多的创意。拥有模拟现实的各种绘画工具，不仅可以创作出与常规画法一样的作品，还可以制作出常规情况下无法实现的作品，比如同时使用油画和水彩画的技巧，在油画中实现透明技巧等。 

2.3 具有沉浸感的虚拟三维显示系统

虚拟三维投影显示系统是目前国际上普遍采用的虚拟现实和视景仿真的实现手段和方式，也是一种最典型、最实用、最高级别的投入型虚拟现实显示系统。这些三维显示系统的高度临场感和高度参与性最终使参与者真正实现与虚拟空间的信息交流。利用虚拟三维投影显示系统，可以替代部分展览、考察等艺术教育活动。

2.4 虚拟现实交互系统

多自由度实时交互是虚拟现实技术最本质的特征和要求之一，也是虚拟现实技术的精髓，离开实时交互，虚拟现实应用将失去其存在的价值和意义，这也是虚拟现实技术与三维动画和多媒体应用的最根本的区别。它借助一些面向特定应用的特殊虚拟外设实现虚拟现实交互应用。

2.5 场景空间系统

综合三维扫描仪、建筑建模、绿色建筑模拟分析以及地理信息系统等一系列最先进的技术，建设虚拟场景空间，根据场景的应用方向的不同，将整个场景空间系统分为两大系统，可以根据每个系统的功能完成从设计方案的评审评估、立体虚拟环境的展示到虚拟教学、虚拟方案设计等一系列工作，高效快速地完成规划设计等各方面任务。

3 结束语

网络虚拟技术在共公艺术教育教学中，对于提高教学质量有很大的作用，但网络虚拟技术的应用不能完全替代传统的教学方式，两者应该相互补充。网络虚拟技术交互性强、触发事件种类多、动态渲染及显示质量高、可任意链接、适宜网上应用、数据文件共享性强以及开发效率高等技术特征，突破了师资、场地、硬件设备、资金等瓶颈，对公共艺术教育的进一步发展起到了积极的促进作用。

参考文献：

\[1\] 张道森.论高校公共艺术教育［J］.美育学刊，2011（1）.

虚拟教育篇4

关键词：教育虚拟社区；建构；高效

伴随着信息化的发展，虚拟社区进入大众的视线中，展示着一种既新鲜又使人不觉陌生的生活方式和社会网络。作为虚拟社区的一个应用点，教育虚拟社区对学生综合素质的提高起到很重要的作用，为此建构高效的教育虚拟社区，可以更好地为教育与学习服务。寻求教育虚拟社区存在的优缺点、探索建构高效的教育虚拟社区，不仅有利于为构建终身教育体系、建立学习型社会开辟新的途径,也将对教育技术学科理论体系的完善起到一定的作用。

1、教育虚拟社区

媒体网络技术深刻地影响着社会生活的各个方面,教育也不例外,教育虚拟社区首先是虚拟社区，是教师与学生的网上家园，也是教育信息化、网络化的产物。胡凡刚教授在《简论教育虚拟社区》中教育虚拟社区给出了详细的定义即：基于跨时空的、开放的、自由的网络虚拟环境,社区成员(主要包括教师与学生)之间进行专题研修、交互协作、资源共享,从而相互影响、相互促进,最终形成的具有共同社区文化心理的、生态式的社会关系共同体。从这个定义我们可以看出，教育虚拟社区继承了虚拟社区的特点，它突破了时空的限制，最大化地达到资源共享，缓和与调节了在资源问题上部分高校采取“各自为政”的态势，为教育信息化带来新的生机与活力。

2、教育虚拟社区的特性

基于教育虚拟社区的理解，笔者认为教育虚拟社区主要具有以下几种特性：

（1）教育性

教育虚拟社区首先应具有教育性,这是教育虚拟社区区别于其他虚拟社区的标志。在教育虚拟社区内,社区成员因共同的兴趣与需求进行交流互动,在活动过程中认识和体验不断加深,创造性的火花不断迸发,认知结构因同化与顺应而不断从旧平衡达到新平衡 [1]。社区成员在参与社区过程中可以看作是突破传统时间及空间的限制而进行的一项有意义的学习活动。网络远程教育、在线学习、等学习方式以及博客、论坛、高校BBS等形式的盛行也正是体现了教育虚拟社区的教育性。据有关专家统计，中国现有四大教育博客开展教研比较成功，分别为苏州教育博客、浙江海盐教育博客、山东临淄教育博客和天河教育博客。博客教学方式越来越多的被学校所采用。上海师范大学的“学思湖畔BBS”、华南理工大学的“木棉BBS”，清华大学的“水木清华”等高校BBS给大学的思想政治教育带来生机与活力。

（2）多媒体性

在教育虚拟社区中，社区成员不仅可以以文本的方式分享自己的快乐与经历，也可以借助现代教育技术的手段，集图、文、音视频于一体，采取多媒体的方式来进行交流互动，这样可以吸引更多的成员参与其中，从而使得社区整体功能得到更大的发挥作用。

（3）体系开放性与成员平等性

    由于网络本身的“开放性”，使得教育虚拟社区在系统内有着自身的开放性。社区成员可以根据自己的兴趣爱好、需求等参与所对应的谈论区。在教育虚拟社区内，没有集权控制，只有不违反本社区的法规与制度，不管贫富贵贱，都享有民主、自由的空间。现实中往往难以克服的“师道尊严”、家庭背景等障碍在教育虚拟社区内是不存在的，社区成员都是平等的,都可以对自己感兴趣的问题发表自己的观点而不会带来任何心理上的负担。这是一种全身心的参与和自身独特个性的充分发挥，这从深层次上体现着教育虚拟社区的平等性。

（4）非线性文本

  随着Web2.0的到来，在线协作写作已成为可能，读者不在单纯地只是阅读者，更是内容的创作者。在教育虚拟社区中，人人都可以对已有内容添加自己的见解与批注，对于这些文本而言，不再是一层不变的，而是原创者客观意愿与读者主观意识相结合的产物。

3、目前教育虚拟社区存在的缺陷

（1）重“硬”轻“软”现象盛行

在对教育虚拟社区的建设过程中，人们往往认为只要平台做的好，功能模块齐全，设备先进，就能得到很好的效果，而事实并非如此。如果只是一味地从技术的角度而不从内容这个“软”实力出发去构建教育虚拟社区，虽然形式上给人一种直观美，或许会吸引大众的眼球而参与进来，但人们的新鲜感过后，务实的访客会因信息滞后、内容单一、质量不高等原因而望而却步。

（2）重单维交流轻多维互动

在教育技术界，有着“李克东难题”的说法，其中有一点就谈到教师博客缺乏深度互动的问题，这也正是重单维交流轻多维互动的一个深刻见解。在教育虚拟社区中，社区成员除了查看信息外，更多地是交流互动，对于现在诸多的教育虚拟社区，可以看出一种现象就是对于社区的讨论，跟贴也只是诸如“是”、“哦”等字眼，这样无法进行多维的互动交流，更不要说能在其中发现什么新的见解，学到什么知识了。这种单维的互动着实起不到良好的收效。

（3）信息主导性不够

    目前网络信息良莠不齐，不良信息诱导青少年犯罪的事件屡有发生，大学生正处于走向思想成熟的关键时期，对新生事物的是非辨别能力不强，很容易受外界的干扰而作出不符合客观事实的判断。在教育虚拟社区中，各种信息良莠不齐，社区成员往往会迷失其中而无法判断事情的是非曲直，导致盲目跟随的现象时有发生。

（4）虚拟社区管理上出现困难

    教育虚拟社区是基于网络这个大背景而生的，它所出现的消极或负面作用与网民的思维意识水平和德性水平有关，教育虚拟社区的“系统开放性”以及社区内规章制度的不健全等因素使得教育虚拟社区在管理上相对比较困难。

4、对策与策略

（1）营造浓厚的社区文化

教育虚拟社区的社区文化可以分为硬文化与软文化两种，所谓的硬文化只要是指整个社区中所有成员都应遵守的规章制度、行为规范等这些较为显性的文化，而软文化即指整个社区中的人生观、价值观等这些较为隐形的文化，在社区中由于软文化的差异，会出现不同的学习共同体，这些学习共同体之间可能会形成各种不同的认知体系、学习策略或教学模式，因此在社区的建设过程中要充分考虑个性之间的差异，以“学习者为中心”的理念去营造一个浓厚的社区文化环境，同时要做好三方面的工作：根据 交往的“真实性”，建设技术文化环境；根据交往的“真诚性”，建设精神文化环境；根据交往的正确性，建设制度文化环境。

（2）提高社区成员的参与意识，发挥主体作用，自我管理教育虚拟社区系统

    教育虚拟社区主要以学习者为中心，通过自我管理模式使得学习者能进行自我思想政治教育，提高他们的综合素质。比如可以培养版主队伍，拓展学习者网络自我管理的成效。也可以完善社区的组织机构，加强组织建设，规范网络管理的规章制度。对于在社区里出现的虚假、违法等违反社区规章制度的行为一律给予警告，保证社区远离网络的糟粕，也真正体现“网络为我所用”的基本方针。

（3）加强社区互动交流

    教育虚拟社区作为学习者互动关系得以存在和扩展的虚拟化的场所 ,是通过数字化空间谋求群体生活的一种新的方式，它是由具有共同兴趣及需要的学习者,利用网络传播的特性 ,通过网上创建顺畅、清晰、多维度的信息交流机制，实现社区内部成员之间的高效沟通。社区成员在交往过程中的参与情况主要包括论坛发帖数、回帖数、参与聊天次数、答辩和提问次数、对小组学习研究提出的创造性意见等。社区成员要主动参与从而获得经验，而不要被动参与获得成果，在讨论的过程中促使自我反思并逐步建立个性化的知识体系与价值观念。

（4）教育虚拟社区的实例化治理

所谓实化性治理，就是实际可操作的，使教育虚拟社区趋近现实规范社区的治理。主要包括以下几点：实名注册，虚名交往；进一步加强完善网络信息管理规范，同时研究制订网络信息的分级，评价和反应系统；建立社区成员诚信和道德反应机制，设计并实行社区成员言论或行为诚信度和道德度评价体系，并实行诚信度和道德度累积奖惩制度；建立健全有关网络活动的法律法规；努力培养造就一批具有坚定的社会主义信念和较高的马克思主义理论水平的专门人才，使其有较大精力投入地参与网络社区的各种论坛，通过平等交流的形式，以社会主义核心价值理念和马克思主义的基本理论主导网络生活的中心化，以消除去中心化的消极影响。

5、小结

  在信息技术日新月异的今天，作为虚拟社区中独具特色的教育虚拟社区，也将在长期的实践探索中发挥出其独特的作用，对教育虚拟社区的研究必将成为教育技术研究的一个新领域。我们要充分利用互联网创造的“无时不在”的学习的机会,建构起灵活动态、多维交互、协作交流的,集自我教育、对话式教学和个性化学习于一体的,有利于教育的全球化和终生教育体系构筑的生态化的教育虚拟社区, 为现代化教育的快速发展提供更好的服务，这也必将更加促进人们对教育虚拟社区发展的探讨。

 

参考文献：

[1] 胡凡刚．简论教育虚拟社区[J]．电化教育研究，2005(9) ．

[2] 郑贵顺，吴小妹．基于教育虚拟社区功能的远程教育探讨[J]．信息技术，2009(7) ．

虚拟教育篇5

关键词：虚拟现实技术；教育技术；虚拟现实建模语言；三维

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)20-30301-02

Application of Based on Virtual Reality Technology for Education

YE Su1, WANG Hao-peng2

(1. Educational Technology Center, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China; 2. Department of Computer, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China)

Abstract: Virtual Reality technology is one of an important application for education technology in the future. The characters of Interaction, Immersion and Imagination are the ideal factors for computer application in all kind of fields. Educational and learning environment simulate learning methods, thoughts methods, sensorial behaviors and control methods base on Virtual Reality. The paper discussed and summarized the characters, application and development of education application both at home and abroad in the future with some typical examples.

Key words: Virtual reality technology; Educational technology; Virtual Reality Modeling Language; 3D

1 引言

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），也称灵境技术，人工环境或赛博空间，最初于20世纪80年代由美国国际计算机科学院高级研究科学家Jaron Lanier提出。VR技术是利用计算机系统、多种虚拟现实专用设备和软件构成的一种虚拟环境，实现人与虚拟环境直接进行自然交互和沟通的技术。人在虚拟现实环境中可以获得与在自然环境中相同的感受，真实体验视觉、听觉、触觉及智能感知的直观、自然的效果。21世纪初，VR技术处于多元化的迅猛发展时期。一方面，借助计算机技术、网络技术、多媒体技术等得到高速发展；另一方面，与专业技术（如数字地球、虚拟机械装配、军事与航空航天、农业与专家系统、医学应用、教育等）的融合，使VR技术得到更广泛应用。

对教育领域现今的教学方式，不再是单纯的依靠书本、教师授课的形式。计算机辅助教学的引入，弥补了传统教学所不能达到的许多方面。通过VR技术，在表现一些空间立体化的知识，如微观世界的运动、分解、结合过程，机械运动模拟再现等，这些表现形式使学习过程形象化，学生更容易接受和掌握。特别是将网络技术与虚拟现实技术的融合，开发实时性、交互性更强的计算机远程教育系统，将是VR技术在未来中的重要应用方向。

2 虚拟现实在教育中的应用

教学媒体可分为文字（Text）、图形（Graphics）、声音（Sound）、影像（Image）、动画（Animation）和影片（Video）等，透过VR技术能给信息化教育技术带来全新的面貌和效能，应用VR制作科研、教学软件，使文字、图形、声音、影像、动画、影片和交互功能联系在一起，构成一个完美的教学系统。VR在教育中的具体应用主要在以下几个方面：

2.1 科技研究应用

当前许多高校都在积极研究虚拟现实技术及其应用，并相继建起了虚拟现实与系统仿真的研究室，将科研成果迅速转化为实用技术，如北京航天航空大学在分布式飞行模拟方面的应用；浙江大学在建筑方面进行虚拟规划、虚拟设计的应用；哈尔滨工业大学在人机交互方面的应用；清华大学对临场感的研究等都颇具特色。有的研究室甚至已经具备独立承接大型虚拟现实项目的实力。

基于VR技术的虚拟学习环境能够为学生提供生动、逼真的学习环境，如建造人体模型、电脑太空旅行、化合物分子结构显示（如图1所示）等，在广泛的科目领域提供无限的虚拟体验，从而加速和巩固学生学习知识的过程。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的灌输，有本质的差别。

2.2虚拟实验教学应用

虚拟实验利用VR技术，可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室等，拥有传统实验室难以比拟的优势：

第一，节省成本。由于设备、场地、经费等硬件的限制，许多实验都无法进行。而利用虚拟现实系统，学生足不出户便可以做各种实验，获得与真实实验一样的体会。在保证教学效果的前提下，极大的节省了成本。

第二，规避风险。真实实验或操作往往会带来各种危险，利用VR技术进行虚拟实验，学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的实验。例如：在进行电化学实验科目，可免除学员操作失误而造成意外伤害、事故（如图2所示）。

第三，打破空间、时间的限制。利用VR技术，可以彻底打破时间与空间的限制。大到宇宙天体，小至原子粒子，学生都可以进入这些物体的内部进行观察。一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过VR技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。

2.3 虚拟实训教学应用

虚拟实训基地是利用VR技术建立起来的训练基地，其“设备”与“部件”多是虚拟的，可以根据随时生成新的设备。教学内容可以不断更新，使实践训练及时跟上技术的发展。同时，虚拟现实的沉浸性和交互性，使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，全身心地投入到学习环境中去，非常有利于学生的技能训练。比如，军事作战技能、外科手术技能、教学技能、体育技能、汽车驾驶技能、果树栽培技、电器维修技能等各种职业技能的训练等。由于虚拟的训练系统无任何危险，受训者可以不厌其烦地反复练习，直至掌握操作技能为止。例如：在虚拟的飞机驾驶训练系统中，受训者可以反复操作控制设备，学习在各种天气情况下驾驶飞机起飞、降落，通过反复训练，达到熟练掌握驾驶技术的目的。

2.4 虚拟仿真校园应用

今年来，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VR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：

（1）简单的虚拟校园环境供游客浏览（如图3所示）；

（2）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；

（3）以学生为中心，加入一系列人性化的功能，以VR技术作为远程教育基础平台。

2.5虚拟远程教育应用

基于VR技术的虚拟远程教育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，由局域网作为校园网站的链接，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。

3 总结

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，虚拟现实技术在科技研究、虚拟仿真校园，虚拟教学、虚拟实验，教育娱乐等方面的应用更为广泛性，推动了计算机及其前沿技术在教育领域中的深入应用与融合。虚拟现实技术以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到教育工作者的重视和青睐，最终在教育培训领域广泛应用并发挥其重要作用。

参考文献：

[1] Q. Y. Wang, L. Tian. A systematic approach for 3D VRML model-based assembly in Web-based product design[J]. Int J Adv Manuf Technol. 2007,(33):819-836.

[2] Pietro Murano, Dino Mackey. Usefulness of VRML building models in a direction finding context[J]. Interacting with Computers. 2007,(19):305-313.

[3] Leandro Soares Indrusiak, Ricardo Augusto da Luz Reis, 3D integrated circuit layout visualization using VRML[J]. Future Generation Computer Systems. 2001,(17):503-511.

虚拟教育篇6

    1虚拟社区思想政治教育的具体分析

    1.1网络虚拟社区思想政治教育的优势

    1.1.1利于沟通传统的高校思想政治教育工作过分强调教育者的教育主体地位,忽视了教育对象———大学生的主观意愿和接收程度,使师生之间的互动和相互启发严重不足,特别是“90后”作为当代大学生的主要人群,其思想观念和价值观念呈现多元化的的社会倾向,有明显的自我权利意识和价值诉求。又由于网络虚拟社区充分尊重个体的主观能动性,这就彻底打破了传统的思想政治教育模式,民主而开放的氛围代替了刻板和枯燥,这种情况下,思想政治教育的功效必定是明显的。

    1.1.2利于突破时空约束虚拟社区的思想政治教育,是以计算机网络为硬件基础的,打破了传统教育的时空限制。在虚拟社区的世界里,无论在校园内外,无论在任何时间,都可以在网络上宣泄情感,发表态度,宣扬主张。这一方面使教育对象(大学生)可以即时进行知识和经验的全方位交流和沟通,使全程教育摆脱了时间的约束,又可以为教育者因势利导大学生的思想动态提供了实时的保障,保证思想政治教育工作能够有效的进行。

    1.1.3利于增强教育活力与传统的教育模式不同,以虚拟社区为媒介的思想政治教育,在形式上自然亲切,内容上丰富多变,彻底改变了枯燥乏味传统思想政治教育的形象,准确而及时的把握了当代大学生的价值取向和兴趣特征,使得教育者能够在保证思想政治教育课程的政治性和教育意义的基础上,提升教育内容的趣味性和吸引力,在与学生共同构建的轻松生动的教育氛围中达到教育的目的。

    1.2网络虚拟社区思想政治教育的劣势

    1.2.1削弱了思想政治教育的向心力由于网络虚拟社区的虚拟性和隐蔽性,使得“充分尊重个性”的表达显得更加明显,这在很大程度上拓展了大学生的活动空间,强化了个体意识,致使许多大学生沉醉其中。这种情况的出现和加剧,将大学生的人际交往半径限制在了网络空间,阻断了与外界生活的正常交往,与身边同学和老师的必要沟通因此减弱和消失,最终的结果是,大学生群体现实意识的消退,造成了社会意识的群体淡薄和人际关系的普遍冷漠,削弱了学校组织的凝聚力[1]。

    1.2.2思想道德行为失范在网络虚拟社区中,一些不良文化和垃圾文化也伺机萌动并呈泛滥之势。根据心理学原理,当个体的心理结构、思维方式和意识形态不能完全与网络社区模式相匹配时,个体与网络的冲突和矛盾就在所难免。大学生无论是生理还是心理都处在发育期,其心理结构、思维方式和意识形态均未达到完全成熟的程度,当网络中的某种道德理念借机侵入时,很可能造成大学生的思想混乱,基于网络虚拟社区的思想政治教育也会遭受极大的阻碍[2]。

    1.2.3网络成瘾性加剧当虚拟社区暂时屏蔽了现实中人际交往的不平等和不自由,向虚拟世界寻求平衡的心理诉求就会加剧,对网络的依赖也会越来越严重。如果长期、过度地沉迷在网络虚拟世界中,将逐渐孤僻而封闭,离群索居,人际关系失调,最终导致自我认知错位,并有可能引发严重的心理疾病,极大的影响大学生的正常学习和生活,这样,高校的思想政治教育工作也就不具任何效果。

    1.3网络虚拟社区思想政治教育的机遇

    我国的高等教育自从实现了由精英教育向大众化过渡后,传统的思想政治教育模式已落后于我国高等教育的发展速度。传统思想政治教育模式下,教师过度强调课堂教育活动,工作量负荷严重;相对于规模急剧增长的学生人群,师生之间的有效沟通也难以持续进行。这种情况下,基于网络虚拟社区的思想政治教育模式的出现,极大地改变了这一现状,同时满足了高校思想政治教育者和教育对象的需要。当前情况下,高校校园网络已成为高校教学管理与学生生活学习中的一项重要基础设施,这为基于虚拟社区的高校思想政治教育工作提供了硬件保障。同时,随着大学生素质教育的大力推进以及高校校园网络管理制度的日益完备,大学生的网络道德伦理也逐步走向规范化,该群体也因此具备了一定的网络自制能力和分辨能力。

    1.4网络虚拟社区思想政治教育的挑战

    网络虚拟社区在实现互动式交流的同时,也因此导致了部分大学生群体的行为出现了偏差,与此同时,传统媒体如电视、报纸、电影对大学生的思想和行为的误导也呈现出急剧上升的态势。这使得部分高校在涉足网络虚拟社区思想政治教育领域的问题上持严重的谨慎态度,甚至投鼠忌器,因此网络虚拟社区的积极教育功能被盲目抹杀了。在基于网络虚拟社区的大学生思想政治教育的问题上,高校必须做好网络平台的监控与维护,使网络能够正常的运转。这就要求基于网络虚拟社区的思想政治教育模式中的教育者,要将舆论导向的监督引导和网络的后台维护同时承担起来,这在当前的大多数高校中是有一定难度的,主要原因在于思政教师的通信技术都相当有限,实现对网络虚拟社区思想政治教育平台的全方位管理存在着诸多困难。高校思想政治教育的本质和核心环节是“内化”,而“网络无政府主义”的现实使得大学生充分暴露了潜在的需求和欲望,这些需求和欲望甚至是不道德的,但经过网络散发出去后,被无形的放大[3]。这严重阻碍了社会先进道德规范进化群体意识的进程,大学生思想政治教育工作因而受到严重破坏。

    2虚拟社区思想政治教育的目标指向

    2.1教育模式的转变

    在网络虚拟社区背景下,对社会群体中的知识层次高,但对是非辨别能力弱的大学生群体来说,思想政治教育工作的进行,如果还是以传统教育模式为主,教育功效是很难显现的。这就要求在丰富多样、时效性强的网络虚拟社区文化中,只有独立的进行文化辨识,自觉遵守网络规范和社会道德规范,大学生们才有可能在多元复杂的网络思想理念中做出正确的价值判断。而要达到这一目的,单纯的课堂讲授是行不通的,只有转变教育模式,即从“灌输教育”转向“辨识教育”[4]。加强虚拟社区的思想政治教育工作,有利于摒弃传统单一的教学模式,把学生从被动式的受教育者转化为教育者和受教育者的互动主体,使得大学生成为思想政治教育的积极参与者、受益者。

    2.2教育者能力的提高

    根据前文的论述,作为一种前喻文化,虚拟社区文化中的大学生们,更易于接受新鲜事物。高校的德育工作者们要具备影响和引导大学生群体的思想和行为的能力,使其在正确的轨道上前行、发展。高校思想教育工作者除了要在思想观念上和认识水平上率先进入网络外,还要在技术上与网络虚拟空间互联,以一个新型思想政治教育工作者的身份引导大学生进行思想整治塑造。另一方面,思想政治教育者还应当具备敏锐的信息嗅觉,随时捕捉、分析、判断网络上的各种声音,并把吸收到的有用信息经个人加工整理后及时传递给学生,也要随时接收和处理由学生传递给教师各种信息,并做及时的反馈,真正起到传道授业解惑的作用。教育者要具备新形势下网络技术操作能力,更要具备在虚拟社区里起到引导者、掌控者、前行者的能力,这从一方面既是对思想政治教育工作者提出的要求,另一方面也提高了思想政治教育工作者的能力。

虚拟教育篇7

远程教育环境是一个在远距离情况下进行的教学交流环境。传统的教育形式主要是面对面的教学。而远程教育则利用通信手段，教师和学生可以分别在不同的地方，在相同的时间或不同的时间进行教学活动。广义的远程教育发展经历了几种不同的形式：函授、广播电视教育、网络教育等。这些不同形式的网络教育又可以分成两个层次：一是EOD（EducationonDemand）：学生通过计算机网络，特别是Internet访问预先制作的课件来进行教学。二是实时在线网络教育：使用多媒体技术在计算机网络上构造一个虚拟教育环境。当今世界远程教育发展得如火如荼，在物理远程教育中，由于教学机构与学生在空间上分离，学生无法到学校实验室做具体的实验，这已经成为了制约远程教育质量的一个重要因素。近年来，由于虚拟仪器和网络技术的飞速发展，通过网络来构建虚拟物理实验室已经成为可能，网上实验已成为远程教学研究的重要方向。

二、虚拟实验平台构建的理论基础

在远程教育物理虚拟实验平台的构建过程中，有两条清晰的线索：一是计算机及网络技术，二是起引导作用的学习理论、教学设计理论和计算机辅助教学理论。在诸多理论基础中，教学设计理论和CAI理论指导了网络技术如何在教育领域中应用，解决了怎么做的问题；而学习理论解释了为什么这样做的问题。根植于认知理论而发展起来的建构主义学习理论被越来越多研究者所接受，蓬勃发展的合作学习理论更是为虚拟平台的构建提供了独特的应用视角，下文重点讲述学习理论对虚拟实验平台构建的基础作用。远程教育以建构主义学习理论作为其重要指导思想，而基于远程教育的物理虚拟实验平台的建构也正是运用了此理论来指导。建构主义为以学为中心的教育和学习提供了理论基础。在建构主义基本观点的基础上，许多心理学家进行了更为深入的研究，并根据各自所关注的学习和教学问题提出了各种观点，从而形成了建构主义的各种流派。在这些流派中，认知灵活性理论为远程教育物理虚拟实验平台的系统设计提供了最合适的理论模型，它的目的是促进复杂或非良构领域高级知识的获取。认知灵活性理论使用超文本为知识的多维表征的多种互连交叉重新安排教学序列，这些特征与虚拟实验平台构建的性质非常相符。认知灵活性理论是美国心理学家斯皮罗提出的。所谓的认知灵活性，就是指学习者通过多种方式同时建构自己的知识，以便在情景发生根本变化的时候能够做出适宜的反应。斯皮罗认为，建构的过程是双向的。首先，对新信息的理解是通过运用已有的经验，超越所提供的信息建构而成的；其次，从记忆系统中所提取的信息本身，也要按具体情况进行建构，而不单是提取。建构一方面是对新信息意义的建构，同时又包含对原有经验的改造和重组。斯皮罗等人认为，由于非良构领域存在概念的复杂性和实例的多样性，应用这种事先包装好了的图式是不合适或不恰当的，我们不只是提取记忆中原封不动的知识结构来帮助新意义的建构，而是在已有心理表征的组织结构中提取先前知识，针对当前具体情景进行新的组装。因此，学习者是将各种知识源记在一起，加以适当的整合，以适应情景的理解和问题的解决。

三、虚拟现实技术的要求

（一）什么是虚拟现实技术（VirtualReality）。虚拟现实技术又称灵境技术，它利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境，使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备，或利用键盘、鼠标等输入设备，便可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获得身临其境的感受和体会。有人给虚拟现实技术下了如下的定义：虚拟现实技术是利用计算机生成一种模拟环境（如一个现代化的粒子物理实验室），通过多种传感设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。（二）虚拟技术的特点。一是更自然的交互性。二是多感知性。即除了一般计算机所具有的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知等。三是沉浸性。指用户感到作为虚拟环境中的一员存在于虚拟环境之中。如当用户移动头部时，虚拟环境中的视景也实时地跟随变化，拿起物体可使物体随着手的移动而运动。四是自主性。是指虚拟环境中物体依据物理定律而动作。如当受到力的推动时，物体会向力的方向移动、或翻倒、或从桌面落到地面等。

四、虚拟物理实验室的开发

网络虚拟物理实验就是在web中创建出一个可视化的三维环境，其中每一个可视化的三维物体代表一种实验对象。通过鼠标的点击以及拖曳操作，用户可以进行虚拟的实验。使用该系统，学生可以很容易地演示和控制力的大小、物体的形变与非形变碰撞、摩擦系数等物理现象。为了显示物体的运动轨迹，可以对不同大小和质量的运动物体进行轨迹追踪。还可以停止时间的推移，以便仔细观察随时间变化的现象。学生可以通过使用数据手套与系统进行各种交互。网络虚拟物理实验室实现的基础是虚拟现实技术、网络技术与仪器技术的结合。虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室智能化特征，无论是学生还是教师，都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器，进行各种实验。不但为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持，还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。通过网络物理虚拟实验室，能够利用计算机在网络中模拟一些实验现象。它不仅仅能够提高远程教育的教学效果，更加重要的是一些缺乏实验条件的学生，通过网络同样能够“身临其境”地观察实验现象，甚至和异地的学生合作进行实验。

五、目前虚拟物理实验室技术的应用

虚拟教育篇8

在我看来，虚拟教学的核心不是节省费用，更不是以绚丽的三维动画代替学生的工程想象能力，而是为了体现比实体系统更加真实和抽象的“教育之真”。例如，荷兰的一位教授在2009年开始跨越欧盟十几个国家，观摩远程虚拟电力发电实验，计算机里跳动的数字和发电过程的虚拟化场景，不仅有远程多个不同部件的实验室真实物联网的数据的动态回馈，更重要的是它比参观现实的发电站更具有真实性，这些汇集起来的数据对培养学生学习电力系统的逻辑思维有很大的帮助。

这就像看了再多的关于爱情的文学作品，都不能代替一个年轻人去真正谈一场恋爱，“教育即生活、学校即社会”，学校是大千世界的真实映射。这种映射，不是减弱大千世界的真实印象，而是加强这种印象。对于年轻人来讲，学校就是一所增强版的“恋爱实验室”，在这个实验室中，学生不仅能够体会实体的青春萌动，更重要的是附加上象牙塔之外不容易存在的“爱情的诗歌、音乐”等增强版的虚拟因素，使得“爱情”这种感觉由于升华而更加真实。实体的和虚拟增强的因素，构成了“影子系统”（如上页图1、图2），为学生打造了“改造世界的信息模板”以及“高于现实的教育之真”。

以沪江网为代表的新一代教育，动辄3000人同时在线的课堂已经成为常态，这就是“互联网+教育”的时代，而被技术改变的教育通过将不属于教育的“互联网+”扔到网上以后，会进入一个“物联网+”的时代，这个时代，就是云地一体化、虚实一体化的实验影子系统（如图3）。

基于“物联网+”的影子系统，包含以下重要概念的整合和升级。

1.模拟实验。模拟是对真实事物或者过程的虚拟。模拟要表现出选定的物理系统或抽象系统的关键特性。其关键问题包括有效信息的获取、关键特性和表现的选定、近似简化和假设的应用，以及模拟的重现度和有效性。

模拟最重要的是简化，通过简化和关键特征的抽取，最容易体现知识的逻辑，然而这种简化如果不适当，还不如书本和数学公式来得贴近“教育之真”。例如，在一所职业技术学院的简化版的以动画为核心的精密加工模拟环境中，学生能够看到的仅仅是动画和关键环节的输入输出。经过改进后，模拟系统能够抽象出不同车床的各种噪音，以噪音的特征值反映不同故障，让学生还原故障可能的错误操作，虽然没有了动画，但是学生学习与体验更加深刻。

2.仿真实验。仿真即使用项目模型将特定于某一具体层次的不确定性转化为它们对目标的影响，该影响是在项目整体的层次上表示的。例如，上海第二军医大学的护理实验室，通过野战护理的场景仿真，以及在环境中利用电视屏幕对火灾、地震、洪水、化学灾难的环境仿真，需要训练的是在不同环境中学生的野战护理流程和专业素养。

3.虚拟现实。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的、三维动态视景和实体行为的系统仿真。以Flash等方式开发虚拟的在线实验，相关的实验数据和结果将保存在教学平台中，并实现对自学活动及成绩的有效管理。

虚拟现实技术表面上是为了节省资金和教育经费，事实上最重要的目标是沉浸，如果没有真正的沉浸，这种节省是毫无用途的，甚至是有害的。在沉浸系统的发展中，眼镜技术和虚实一体化是重要的发展方向，在教育中虚拟现实不仅要反映三维实景的真实性，更要体现实景背后的教育之真以及学生由于沉浸系统而模拟出来的情感和体验。

4.增强现实。增强现实技术是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，是把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的实体信息（视觉、声音、味道、触觉等），通过计算机等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，被人类感官所感知，从而达到超越现实的感官体验。真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。

2011年，在卡内基梅隆大学计算机工程系，一位教师就利用视频互动技术做了一项实验，即先让学生打一套太极拳，再让计算机中的机器人模仿学生的样子打拳，并根据标准太极拳的套路对学生的表演打分。5年过去了，原先看起来高端的科研，目前已经能够在开源软件中非常廉价、便利地获得了。例如，学生只要有手机，就可以通过APP软件跟踪实验室的设备，被选择的实验设备，会在手机上展现叠加出来的图层：实验设备的状态、名称、参数、物联网的及时数据、使用视频和所有普适计算相关的参数。这些参数都是实验室智能系统预设的和通过物联网大数据收集的。

5.远程实验。系统采用多种物联设备，获取实验业务信息及设备运行数据，并进行设备的管理与运行。相比前面的各种影子系统，远程实验是典型的物联网系统。2010年，上海中医药大学动物房就通过实验老鼠的远程视频，完成了学生在宿舍中连续观察老鼠实验活性的远程实验。图4是西安工程大学图形图像实验室，通过LABVIEW，将远程的印染机的信号和试验箱的信号远程传输到学生客户端，再通过虚拟系统和实际信号叠加还原成现场的“影子系统”。

6.知识地图。通过二维码、地理信息系统GIS、WIFI定位、位置传感器、增强现实的识别等技术，实现手机端与PC端的交互，可以快速地连接相关信息，如课表信息、知识信息、gis地图、微课、设备信息等。

虚拟教育篇9

[关键词]虚拟网络；学生党员；影响；运用

[中图分类号]D267.6 [文献标识码] A [文章编号] 1009 — 2234（2013）12 — 0014 — 02

随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，计算机网络已经渗透到人们生活和工作的各个方面，成为人们工作、学习、生活的重要组成部分。由此而形成的虚拟网络也已成为人们彼此之间信息共享、互换和交流的重要场所和工具。高校的学生党员教育培养工作对象是一群热衷于接收新鲜事物，好奇心强盛，对传统宣教方式有一定抵触心理的青年人，这便要求我们的高校党务工作者在进行学生党员教育培养工作时要能抓住他们的特点并结合实际情况，合理善用虚拟网络这一工具，更为有效地开展工作。

一、虚拟网络对学生党员群体的影响

（一）迅捷的虚拟网络能为学生党员提供所需的大量信息

虚拟网络具有广泛性、迅捷性、开放性等特点，借助虚拟网络，人们可以实现信息更为方便快速的自由流通和共享，从而使得人群之间、地区之间等的界限更加模糊。高校学生在校期间对于他们个人来说是个特殊的时期，这期间，他们身心快速发展，个人的世界观、人生观和价值观正是在对各种不同信息的接触、消化下逐步形成。为了更好地了解这个世界和周遭的社会环境，他们迫切需要各种信息知识，而网络对于信息传递的快速性以及日益加深的信息公开化、透明化和直接化能很轻易地取得学生群体的信任感，甚至是依赖感。在他们看来，网络中可以得到他们所需要的一切信息，能够解答他们的所有疑惑，能够搜索到他们想要知道和探究的问题。而日趋完善的网络搜索功能能够将各类知识点和新闻热点按照一定的关键词和主题词联系起来，这对于满足学生们的求知欲和好奇心来说，无疑是一个相当方便快捷的途径。而当今社会发展的迅速使得各类信息呈现出一种爆炸式的增长，青年学生为了适应社会的需求也不得不快速吸收各类信息。传统纸质材料和宣教资料在信息传递方面的延迟性以及对于信息之间的关联性较弱等方面的不足，使得部分学生对此兴趣缺缺，很难认真对传统纸质材料进行阅读和思考。虚拟网络从而取代传统纸质文本成为了青年学生们获取各类社会信息的最重要途径。学生党员在这样的网络环境和氛围中也可以更轻而易举地取得各类党的理论知识的学习资料，能更多更快地了解到国内外的重大讯息，这对于他们自身思想素养和理论水平的提高有很大的积极帮助。

此外，借助于计算机网络和无线通讯网络的发展，人与人之间的沟通途径也更加的多元和方便快捷。在虚拟网络中，QQ、微信等即时通讯工具以及电子邮件、网络论坛、博客、微博等网络社交工具，不仅仅是加快了人与人之间信息传递和沟通的速度，更是将人们在生活、工作等环境中遇到的问题以及对某些问题的看法更为直接和全面地进行了沟通和展示。尤其是随着我国网络环境的进一步开放，计算机和无线通讯硬件及软件的不断发展和升级，越来越多的人愿意用微信、微博等来发表自己的看法和言论，展示自己的点滴。这一点在青年学生群体中的表现也尤为明显。他们正处于一种渴望被关注而积极展示自己的年龄时期，再加上他们对于社会热点信息的敏锐关注，他们会通过多种虚拟社会途径表达或间接转达自己的想法和看法，或者是对某种观点进行支持或反对。虚拟社会的独特存在性能够在满足他们表达自身的同时，给予他们一定的隐蔽性和保护性，这样的心理安全感会更加促进他们的自我表达。而从另一方面来看，这也使我们与学生之间有了更多的沟通途径，便于加深我们对学生的了解。这一点也是传统的沟通媒介和方式无法达到的。同样，在这样的环境中，学生党员之间以及高校的党务工作者和学生党员之间能够进行更为深入和有效的交流沟通以及信息传递，这对于学生党员的教育培养，尤其是实习期间的学生党员培养工作带来了很大的便捷性，也可以大大增强工作的效率性。

（二）虚拟网络对于学生党员教育培养的不利影响

虚拟网络在带给学生群体更大量的信息和更紧密的沟通的同时，也会产生一些负面影响。

1.随着我国互联网的不断开放，网络中不仅展示了世界各国的经济、科技等信息，同时还蕴含着政治思想、科技水平的展示，一些不符合我国国情的西方政治、思想、文化信息以及各种价值观都能通过虚拟网络传达给我们的青年学生，这样使得包括我们的学生党员教育工作在内的学生思想教育工作的环境更为开放和复杂多变。

2.在现阶段，我国网络管理和网络监督相对缺失，虚拟网络在为包括高校学生群体在内的公众提供大量信息的同时，很多虚假信息和不实报道也掺杂其中，这对于尚未形成健全的世界观、人生观和价值观的学生群体来说，很容易被误导。同时部分网络信息和不实报道也严重影响了党和政府的形象以及公信力，这对于我们高校学生党员培养和教育工作带来很大的困扰。

3.虚拟网络环境中的身份虚拟化容易使部分学生党员放松对自己的要求和约束，这也容易造成他们的政治意识淡薄，理想信念动摇，逐步放松对自己党员标准的严格要求。如不能及时发现和教育纠正，将会使这些学生党员在入党初期就偏离正确的人生观和价值观，不仅不能在学生群体中发挥积极先进性作用，更可能在未来影响他的个人成长甚至造成一定的社会损失。

二、善用虚拟网络，加强学生党员培养教育

1.重视党员网络建设和完善，健全沟通渠道

在如今，传统的课堂宣讲很难起到良好的教育效果，面对思想活跃、求知欲强且乐于接受新鲜事物的高校学生，我们高校党务工作者应该贴合实际，走进学生群体，积极运用虚拟网络工具，拓展教育培养的模式和渠道。各级高校党组织应该充分发挥网络的作用，积极建立党建网站或者开辟党员论坛，畅通党员信息交流渠道，扩展党员教育途径。此外，更可以积极建立QQ群、专用微信账号、博客、微博等，以方便随时随地向学生党员传递相关教育学习讯息，同时更可以拉近党组织和学生党员之间的距离。例如在学生离校实习期间，可以通过相关论坛、网站、微博互动等，传达教育学习资讯，学生也可以以更为灵活、方便快捷的方式向党组织汇报自己的思想成长动态。健全完善的党员网络建设也可以加强学生党员之间的联系和信息互通，这对于他们的自我成长也是较为有利的。

2.引导学生正确面对网络信息

面对各类网络信息对学生党员的正面和负面影响，作为高校学生党务工作者，应该及时对学生党员做好教育和疏导，引导学生尽快形成自己的世界观、人生观和价值观，促使学生形成自己的“抵抗力”和判断力。为此，高校的党务工作部门首先应该增强宣传教育意识，形成更为有效的快速反应机制，对于社会和虚拟网络间发生的重大事件和信息要第一时间对学生党员进行宣传和教育，把好学生对事件和信息的第一印象关，这对于后面进一步的引导认识极为重要。对于学生党员中存在的部分偏差认识和观点，应以疏导为主，可以将面对面沟通与虚拟网络沟通相结合，更可以通过论坛、微博等方式进行集体沟通交流，以更为平等和公平的环境引导、促进学生的自我思考和自我成长。对于某一类网络事件和新闻，可以进行专项引导教育，以总结性教育活动提升学生党员的自身“抵抗力”。学生党员教育工作，更可以与高校的思政教育工作相结合，促进学生党员的长效教育机制的形成。目前普遍的党员教育工作都是集中在入党积极分子阶段和预备党员阶段以及某一个学习教育活动进行期间，这样的教育活动对于学生党员来说形式限制较大，学习教育内容也有较大的延迟性，很难达到理想的教育目的。如果将“猛火”式的教育改为“细水长流”式，不仅可以及时更新教育内容，更可以灵活教育活动形式，充分利用各种网络工具，贴合学生党员的实际情况，起到更好的教育效果。

虚拟网络的发展和应用的广泛深入是社会发展的一个不可逆转和限制的事实存在，为此，我们在认清虚拟网络这一把“双刃剑”的同时，要积极适应并善加运用，趋利避害，使其能够更好地为我们的的学生党员教育培养工作所用。

〔参 考 文 献〕

〔1〕王赛男，萧淳，刘函语. 浅谈利用网络提升学生党员干部的党组织建设能力的策略 〔J〕.中国报业2012，（11）.

〔2〕付岩志，王海宁. 网络环境下高校学生党建工作探析〔J〕.思想教育研究2010，（04）.

〔3〕谢海光.互联网与思想政治工作实务〔M〕. 上海： 复旦大学出版社 ， 2001.

〔4〕王清宣. 高职院校学生党员教育与管理工作存在的问题与对策〔J〕.教育与职业，2010，（01）.

虚拟教育篇10

远程教育个性化虚拟学习社区核心功能模块主要有如下3个模块：数字虚拟学习平台、综合门户和网络爬虫。

1.基于虚拟现实技术的沉浸情境式数字虚拟学习平台

引入网游开发的多场景的情境建构、自选角色表演和团队协作等思想，综合运用Web2.0、Web3D和WebGIS技术，构建沉浸情境式数字虚拟学习平台。学习者在沉浸情境式数字虚拟学习平台中，不但可以单独学习，也可以组成团队，通过扮演相关角色的方式沉浸其中，进行自主化、个性化、多样化高效学习。该数字虚拟学习平台本着“以学习者为中心为主体，一切为学习者服务”的宗旨构建。学习者利用该数字虚拟学习平台，根据各自特点，利用虚拟现实技术的交互特性，有针对性地进行学习交流，既弥补了传统课堂教学中学习者之间互动交流的不足，同时也克服了简单的网络环境下学习者在线学习的孤独感。沉浸情境式数字虚拟学习平台为学习者提供了一个畅通的交互平台，营造了一种个性化的自主学习环境，大大调动了学习者的学习主动性、积极性，大大提高了学习效率和质量。

2.统一身份验证与单点登录的综合门户

门户技术可以为不同用户进行内容聚合，定制个性化应用界面，进行个性化应用展示，将各类教育教学资源统一于信息门户之中，改变学习者只能被动地接受完全相同的学习内容的状况，学习者可以根据自己的需要选择学习内容和自定义自己的学习进度等，提高了学习的自主性和积极性。个性化虚拟学习社区信息平台还可以判断学习者的个人喜好，帮助学习者快速、准确地搜索到自己感兴趣的信息内容，根据自己的喜好和使用习惯来聚合网络信息，创造个人门户，获取信息将变得比以前更为精准，更能满足个性化需求。应用门户技术对学习者生成的内容信息进行整合，使得内容信息的特征性更加明显，便于检索。将精确阐明信息内容特征的标签进行整合，提高信息描述的确定性，从而便于学习者搜索与整理。运用门户技术还可以提供可定制化的学习场景，满足学习者的个性化多样化需求。通过统一身份验证，用户可以使用一个账号和一个密码登录信息门户（即单点登录），使用各种应用功能，大大提高了学习效率。

3.提供个性化服务的网络爬虫

远程教育学习者极为重要的一个学习资源就是网络教学资源。然而异常丰富的网络资源，往往会使得学习者感到茫然困惑无所适从，会产生严重的网络迷航问题。传统的搜索引擎采用基于关键字的搜索策略，搜索结果相关度不够高，范围不够精确，用户需要进行多次的筛选过滤，才能找到所需资源。针对这一问题，本研究设计了一个可以提供个性化服务的网络爬虫，来掘取、优化、整合和定制网络资源，为学习者提供个性化学习平台，满足个人多样化的学习和发展需要。提供个性化服务的网络爬虫的设计步骤如下：

（1）构建一种基于关键词动态扩充的主题表达方法主题爬虫中的“主题”描述对于爬虫的性能影响非常大，主题引导着爬虫的爬行方向。本研究针对主题关键词集合对主题表达的不全面等缺点，提出了一种基于关键词动态扩充的主题表达方法。在主题爬虫爬行的过程中，关键词动态扩充技术可以记忆、学习用户输入习惯，可以动态更新主题关键词集合，从而更全面、更准确地描述“主题”。

（2）制定爬行策略因为本爬虫程序的初衷是尽可能遍历某一站点所有的页面。广度优先算法的实行理论是覆盖更多的节点，所以此爬虫程序选择了广度优先算法。实现的策略是：先获取初始URL对应HTML代码里所有的URLs。然后依次获取这些URLs对应的HTML里的URLs，当这一层所有的URLs都下载解析完后，再获取下一层的信息。通过这种循环的获取方式实现广度优先爬行。

（3）添加对动态网页抓取的支持由于动态网页中存在大量的脚本语言和C#、Java等程序语言代码，其后台又有着不同的数据库，其页面内容及URL在运行时自动生成，网络爬虫遍历动态网页时会带来一定的麻烦。本研究采用JavaScript引擎、AjaxCrawler等技术，使得网络爬虫能够获取传统爬虫无法抓取的动态Web页面，并且能够获取其后台数据库的数据。

（4）搜索结果的定制与应用支持全文检索和精确检索，能够根据用户需求提供个性化的结果排序方式，并且提供信息整合和数据挖掘等功能。提供用户需求的结果排序方式并实时推送个性化网络最新资源；应用于构建个性化虚拟学习社区，满足学习型社会个性化学习的需要。

二、项目研究技术路线

1.考察研究分析虚拟学习社区建设现状。

2.构建基于虚拟现实技术的沉浸情境式数字虚拟学习平台。

3.统一身份验证，建立单点登录的综合门户。

4.设计与实现网络爬虫系统。

5.系统集成。

6.系统测试与编档