虛擬訓練型網絡學習資源的設計開發(fā)

王 晴

天津職業(yè)技術師范大學信息技術工程學院，天津 300222

虛擬訓練型網絡學習資源的設計開發(fā)

王 晴

天津職業(yè)技術師范大學信息技術工程學院，天津 300222

目前網絡學習已經發(fā)展到了一定規(guī)模，但是網絡學習還普遍存在學習資源不足的問題，特別是虛擬訓練資源匱乏的問題，因此設計和開發(fā)優(yōu)質的適合學習者的虛擬訓練型資源是我國發(fā)展現代遠程教育的一個非常重要而迫切的課題。本文以認知主義和建構主義學習理論為指導，結合自己的開發(fā)經驗，對虛擬訓練學習系統進行了設計與開發(fā)。

虛擬訓練；學習資源；設計開發(fā)

隨著現代遠程教育的蓬勃發(fā)展，網絡教育學習應用越來越廣泛，網絡學習資源的建設也日益受到人們的重視。

1 網絡學習資源建設的現狀

由于網絡學習是一個新生的事物，網絡學習資源的開發(fā)與實踐的時間也較短，網絡學習資源的建設主要存在著以下幾方面的問題：

1）幫助遠程學習者學習的輔助資源較少，缺少對學生必要的督促管理

遠程學習系統里雖然設置的有教師或專家的在線答疑，但是答疑畢竟有時間限制。學生能真正做到完全自制地學習的為數還不多，因此需要設置適當的“督學”功能。

2）注重課程內容的展示，忽略培養(yǎng)遠程學習者自主探索和發(fā)現學習的設計

開發(fā)網絡學習資源時，要注意培養(yǎng)遠程學習者的自主探索和發(fā)現學習的能力。為達到一定的教學目標，僅僅有豐富多彩、形式多樣的課程內容是不夠的，要使學習者在一定的情境下，通過同伴（包括教師）的幫助，進行有效學習的意義建構。

3）網上學習資源靜態(tài)多動態(tài)度少

目前遠程教學平臺提供的網上學習資源種類比較豐富，部分緩解了學習過程中學習資源不足的困難，但要滿足學習者不同需求層次的要求還有很大的距離。

2 虛擬訓練型網絡學習資源的總體設計

對虛擬訓練環(huán)境及其中的物體、角色等進行詳細設計。使用3Ds Max 9.0進行三維環(huán)境建模、優(yōu)化和場景導出，Virtools 4.0進行虛擬實驗系統的設計與開發(fā)。對系統中要用到的模塊進行設計和分類安排，準備素材，構建模型，在virtools環(huán)境中對各個模塊進行交互設計，開發(fā)完成后進行測試與評價，根據用戶反饋適當地修改和完善，最后發(fā)布應用。系統詳細設計流程如圖1所示：

圖1 虛擬實驗系統開發(fā)詳細設計圖

圖2 交互式虛擬訓練型網絡學習資源開發(fā)流程圖

基于 Virtools環(huán)境的中職計算機虛擬訓練資源建設的開發(fā)過程主要分4個階段，其流程如圖2所示：

遠程交互式虛擬訓練學習資源建設的主要任務是開發(fā)《計算機組裝與維護》課程的資源。課程資源針對的學習對象是職業(yè)院校的學生，與遠程交互式職業(yè)訓練平臺配合使用。

3 虛擬訓練系統架構及實現

3.1 模型場景的設計與構建

首先分析模型的特征及其在虛擬訓練環(huán)境中所起的作用。復雜的模型需要簡單的繪圖，使模型盡量逼真。常用的建模方式有幾何體建模、復合對象建模、片面柵格建模等，本文采用3Ds Max 9.0作為模型制作的工具。

3.2 模型優(yōu)化和導出

構建完模型后需要對對模型進行優(yōu)化設置以增加逼真效果及減少模型所占空間。因為模型的尺寸是確定的，需要調節(jié)其精度。精度過小，真實感效果會下降通過恰當的貼圖設置可以實現逼真效果，而且不需要精度過高。

3.3 模型導入及交互功能的實現

把從3Ds Max中導出的三維模型導入到Virtools中，導入操作如圖5示，點擊Virtools菜單欄上Resources菜單，在打開的下拉菜單中選Import File完成模型的導入。通過恰當使用Virtools中交互行為模塊（Building Blocks），可以實現幾乎所有的交互功能。

3.3.1 漫游和鏡頭轉場的設計

學習者不僅能漫游整個虛擬訓練場景，還可以對設備進行“特寫”觀察。通過Switch On Key、Translate和Rotate等BB實現。

在Level上創(chuàng)建腳本，通過Switch On Key（按鍵選擇）和Set As Active Camera（設置主攝像機）實現通過不同的按鍵轉場。

3.3.2 虛擬訓練場景背景的設計

采用二維的背景圖片，對此二維幀加上具體的腳本。使用PushButton腳本模塊設置鼠標滑過、按下、放開狀態(tài)的不同材質，實現按鈕的狀態(tài)變化，完成相應的命令。

3.3.3 角色交互的設計

角色交互包括按鈕交互，鼠標鍵盤交互，以及信息傳遞交互等。交互設置也不是越多越好，簡潔直觀，較好地完成系統功能的實現是設計的目標所在。

4 結論

本論文針對當前網絡學習虛擬訓練資源匱乏的問題，選擇用3Ds Max和Virtools設計和開發(fā)了以《計算機組裝與維護》課程的虛擬訓練系統。通過交互性的訓練操作和探究，不僅使學習者更好地了解組裝計算機，其開發(fā)的簡易流程與方法也可創(chuàng)造性地運用于其他虛擬訓練學習資源的開發(fā)中，從而有效地促進虛擬訓練的開發(fā)與推廣。

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TP393

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1674-6708（2011）39-0191-02