摘  要： 研究和探索了遠(yuǎn)程教育和虛擬技術(shù)相結(jié)合的優(yōu)勢和關(guān)鍵問題，針對甘南藏區(qū)遠(yuǎn)程教育發(fā)展的現(xiàn)狀與需求,，分析研究了建設(shè)甘南藏區(qū)遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺的關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu),。
關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)程教育；虛擬現(xiàn)實技術(shù),；虛擬支持,；交互

1 甘南藏區(qū)遠(yuǎn)程教育發(fā)展現(xiàn)狀
　20世紀(jì)中期以廣播、電視傳播為主的遠(yuǎn)程教育方式,，打破了教育領(lǐng)域陳舊的教育模式,，使先進(jìn)的教育教學(xué)方法和實驗指導(dǎo)條件等教育資源實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)共享，從而滿足社會群體或個體獨立學(xué)習(xí)的需要[1],。地處青藏高原東北邊緣的甘南藏族自治州由于受地理位置,、經(jīng)濟條件等因素的影響，在教學(xué)條件,、教育資源,、教師水平和教學(xué)質(zhì)量等方面與發(fā)達(dá)地區(qū)存在著巨大差距，基礎(chǔ)教育整體水平低下,，學(xué)校發(fā)展緩慢,，教育信息化水平極低,。而實施現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程，更符合甘南藏族自治州現(xiàn)階段中小學(xué)民族基礎(chǔ)教育的實際,。近年來,，“農(nóng)村中小學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育試點示范項目”、“中歐甘肅基礎(chǔ)教育項目”,、“甘南教育城域網(wǎng)建設(shè)項目”,、“普通高中新課程教師遠(yuǎn)程培訓(xùn)”等項目先后在甘南藏區(qū)啟動并實施，為近700所中小學(xué)配備了800余套遠(yuǎn)程教育設(shè)備,，各鄉(xiāng)中心小學(xué)及村級完全小學(xué)都配置了衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)和光盤播放系統(tǒng),，從基本上改變了甘南藏區(qū)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中存在的資源缺乏、教育手段落后等問題,，但與其他省市地區(qū)比較還是有很大的差距,。
2 遠(yuǎn)程教育和虛擬現(xiàn)實結(jié)合的優(yōu)勢及關(guān)鍵問題
　虛擬現(xiàn)實技術(shù)綜合運用多種技術(shù)，模擬人的視覺,、聽覺,、觸覺等感覺器官功能，使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中,，并能夠通過語言,、手勢等自然的方式與之進(jìn)行實時交互，創(chuàng)建了一種適人化的多維信息空間,。
　而遠(yuǎn)程教育使用電視及互聯(lián)網(wǎng)等傳播媒體,，突破了時空界線的教學(xué)模式。在這種學(xué)習(xí)方式中由多媒體網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源,、網(wǎng)上學(xué)習(xí)社區(qū)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)平臺構(gòu)成的全新的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境,，匯集了大量數(shù)據(jù)、檔案資料,、程序,、教學(xué)軟件、興趣討論組,、新聞組等學(xué)習(xí)資源,，形成了一個高度綜合集成的資源庫。
　虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育有以下優(yōu)勢：（1）優(yōu)化學(xué)習(xí)環(huán)境：學(xué)習(xí)環(huán)境的質(zhì)量直接影響學(xué)習(xí)效果的好壞,，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)滲透到遠(yuǎn)程教育中,，可以極大地優(yōu)化遠(yuǎn)程教育的學(xué)習(xí)環(huán)境，并且可以提供關(guān)于評價,、測試和輔導(dǎo)等內(nèi)容的虛擬支持,；（2）改善學(xué)習(xí)條件：利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)將信息呈現(xiàn)給學(xué)生，不受時空的限制,，從而在遠(yuǎn)程教育的實驗指導(dǎo)環(huán)節(jié)起到不可忽視的作用,，實現(xiàn)遠(yuǎn)程教育培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的教學(xué)目標(biāo)；（3）豐富教學(xué)資源：通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以再現(xiàn)現(xiàn)實生活中無法直接觀察到的自然現(xiàn)象或事物發(fā)展變化的過程,，同時對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程提供了研究模型的虛擬支持,，使得學(xué)生能夠輕松進(jìn)行探索性學(xué)習(xí)[2]。
　遠(yuǎn)程教育與虛擬現(xiàn)實相結(jié)合需要解決的關(guān)鍵問題包括：（1）環(huán)境建模技術(shù)：即虛擬環(huán)境的建模,，目的是獲取實際三維環(huán)境的三維數(shù)據(jù),，并根據(jù)應(yīng)用的需要，利用獲取的三維數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型,；（2）立體聲合成和立體顯示技術(shù)：在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中消除聲音的方向與用戶頭部運動的相關(guān)性,，同時在復(fù)雜的場景中實時生成立體圖形；（3）觸覺反饋技術(shù)：在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中讓用戶能夠直接操作虛擬物體并感覺到虛擬物體的反作用力,，從而產(chǎn)生身臨其境的感覺,；（4）交互技術(shù)：虛擬現(xiàn)實中的人機交互遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了鍵盤和鼠標(biāo)的傳統(tǒng)模式，利用數(shù)字頭盔,、數(shù)字手套等復(fù)雜的傳感器設(shè)備,，三維交互技術(shù)與語音識別、語音輸入技術(shù)成為重要的人機交互手段[3],。
3 遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
　甘南藏區(qū)遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺包括管理系統(tǒng)模塊,、學(xué)習(xí)工具模塊、協(xié)作交流模塊,、網(wǎng)上答疑模塊,、學(xué)習(xí)資源模塊、智能評價模塊和維護(hù)支持模塊等子模塊,，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

?。?）管理系統(tǒng)模塊
　該模塊主要負(fù)責(zé)教務(wù)管理和教學(xué)管理,，包括注冊、設(shè)置權(quán)限,、公告,、咨詢等功能。教務(wù)管理子模塊主要是對學(xué)生基本信息,、學(xué)習(xí)情況,、選修的課程等具體情況進(jìn)行了解，同時也可以把管理上的信息政策,、教學(xué)要求等信息通過公告的形式傳達(dá)給學(xué)生,，做好學(xué)生的管理、溝通工作。教學(xué)管理子模塊是進(jìn)行課程教學(xué)的管理,，主要用于公布課程的教學(xué)大綱,、教學(xué)內(nèi)容的重點難點和教學(xué)計劃安排，使學(xué)生可以了解到課程所要達(dá)到的學(xué)習(xí)目標(biāo),、主要的教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)習(xí)的進(jìn)程,、步驟等教學(xué)各環(huán)節(jié)的信息。
?。?）學(xué)習(xí)工具模塊

　遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺向?qū)W生提供一系列輔助學(xué)習(xí)工具,，以支持學(xué)生基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)和探索，幫助學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí),、形成個性化學(xué)習(xí)環(huán)境的工具系統(tǒng),，是遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺中非常重要的組成部分[4]。“學(xué)生學(xué)習(xí)記錄”可以記錄下學(xué)生學(xué)過的知識點和對知識點的掌握情況,，以方便學(xué)生了解自己當(dāng)前的學(xué)習(xí)狀況,，及時對學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)計劃做出調(diào)整,，也方便教師掌握每個學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,。此外，遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺還為學(xué)生提供網(wǎng)上搜索工具,、學(xué)生主頁制作工具,、學(xué)生作品展示工具等。
?。?）協(xié)作交流模塊
　遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺最大的特點是師生之間,、同學(xué)之間在時間和空間上是分離的，學(xué)生往往處于個體的,、獨立的學(xué)習(xí)環(huán)境中,，能以實時或非實時的交互方式方便地實現(xiàn)師生之間、同學(xué)之間的對話與協(xié)作,。同學(xué)之間可以通過E-mail,、BBS進(jìn)行非實時討論，也可以通過視頻會議系統(tǒng),、聊天室等技術(shù)進(jìn)行在線交流,、實時討論、求助解疑,。
?。?）網(wǎng)上答疑模塊
　在學(xué)習(xí)過程中學(xué)生會出現(xiàn)很多問題，對于這些問題,，遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺單獨設(shè)立了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)答疑模塊,，作為師生相互交流的獨立窗口,。答疑系統(tǒng)可以分為兩類：一類是反饋答疑系統(tǒng)，學(xué)生提交問題后,，系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)給教師,，一定時間后，教師將答案再提交給系統(tǒng),，由系統(tǒng)反饋給學(xué)生,；另一類是自動答疑系統(tǒng)，在某些學(xué)科范圍內(nèi),，學(xué)生提交問題,，系統(tǒng)首先進(jìn)行關(guān)鍵詞切分，再進(jìn)行Web數(shù)據(jù)挖掘,，找到知識庫中的類似問題的答案提交給學(xué)生,。如果知識庫中不存在類似問題，則將問題轉(zhuǎn)發(fā)給教師,，再由教師將答案提交給系統(tǒng),，同時將該題目以及解答納入到知識庫中，其他同學(xué)在問到相似問題時,，可以直接給出解答,。
　（5）學(xué)習(xí)資源模塊
　學(xué)生在學(xué)習(xí)中除了有明確的學(xué)習(xí)目標(biāo),、良好的自我約束能力之外,，為學(xué)生建立一個資料豐富、快捷檢索學(xué)科知識的資源庫是網(wǎng)上學(xué)習(xí)必不可少的,。因此,，制定一個數(shù)據(jù)庫資源的標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)建一個相對獨立的,、開放的超媒體信息資源中心,，在遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺中很有必要。在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)支撐環(huán)境資源庫的設(shè)計中,，資源的內(nèi)容應(yīng)包括與學(xué)科內(nèi)容有關(guān)的文字,、圖形、動畫,、視頻、音頻等各種多媒體信息,。在資源庫內(nèi)容的組織結(jié)構(gòu)上,，應(yīng)采用超媒體、多層次的立體化連接方式,，以適應(yīng)不同學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)需求,。此外，資源庫必須有強大的檢索功能，能方便,、快捷地檢索信息,，滿足不同學(xué)生的需要[5]。
?。?）智能評價模塊
　在教學(xué)活動中,，教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程,、教學(xué)策略要服從于教學(xué)目標(biāo),，但教學(xué)評價卻對教學(xué)、學(xué)習(xí)的具體實施起導(dǎo)向作用,，所以在遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺中,，真正達(dá)到學(xué)習(xí)的個性化，建立新型的,、智能型的評價體系是遠(yuǎn)程教育支撐環(huán)境建設(shè)的必要條件,，是衡量學(xué)生學(xué)習(xí)活動效果的方法和調(diào)控學(xué)生學(xué)習(xí)方向的重要手段。評價系統(tǒng)包括試卷的生成工具,、測試過程控制工具和測試結(jié)果分析工具,。系統(tǒng)不僅對學(xué)生測驗提供了自動批改即時反饋功能，還可以根據(jù)學(xué)生的答案提供個性化的反饋內(nèi)容,。評價更注重學(xué)生的各方面能力,，更趨向于重過程、重行為的方向,，注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力,。
　（7）維護(hù)支持模塊
　此模塊主要是對遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺的利用和維護(hù)提供必要的技術(shù)支持和保證,，以幫助學(xué)生很好地完成學(xué)習(xí)任務(wù)[6],。
　甘南藏區(qū)遠(yuǎn)程教育虛擬教學(xué)平臺的這些模塊的功能基本能滿足學(xué)生的需要，能從各個方面輔助和監(jiān)督學(xué)生的學(xué)習(xí),。但是,，還有不足和需要改進(jìn)的地方，如：因每個學(xué)習(xí)內(nèi)容都有相應(yīng)的學(xué)習(xí)時間,，因此要求：智能評價模塊可以增加對學(xué)生學(xué)習(xí)時間的統(tǒng)計,，以幫助了解學(xué)生學(xué)習(xí)的規(guī)律，也可以是學(xué)生自我督促的一個依據(jù),；學(xué)習(xí)資源模塊可以增加學(xué)生對資源的評價功能,，學(xué)生通過閱讀資源并寫下評語，供別的學(xué)生參考,，同時也可作為學(xué)生交流的一種方式,。
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