【关键词】虚拟现实;虚拟教学系统;建模
一、引言
虚拟现实技术（VR）是一门快速崛起的新型技术，它的出现对教育产生了深远的影响，改变了以往的一些教学观念和教学模式，开拓了现行教学手段的发展空间，为教学的创新提供了广阔的空间[1]。使我们教学工作和科研可以遵循“低成本、高性能”的原则，从软件、硬件上展开，逐步实现教学系统的动态环境建模技术、实时三维图形生成和显示技术以及三维交互系统的研制。
二、虚拟现实技术应用于教学科研的实现方法
首先利用现有的软硬件、网络环境和教学资源，包括各种相关技术专家和开发人员。本着自主研发和合作相结合的方向，完成各类医学和生物学教学场景虚拟实现和模型建立，从而完成相应的模型数据库的建设，根据不同的教学目标、科研方向和需求，逐步完善各学科教学课件的整合工作，包括医学诊治方案和试验场景再现的制作和标准化工作[2]。以期达到最佳的教学效果和目的。医学与其它学科不同，针对的对像是复杂的人体。因此其操作回馈，除去视觉之外，目前还没有太好的解决方案。即使在国外，亦没有多少可以借鉴的案例，要摸索的东西多。针对这些问题，最好的解决的方案是立足现有条件，从实际使用的可能性出发，制作不必求全求大，针对教学中的问题，用VR系统实现作精、作透。对于能够模拟的，尽量模拟，无法模拟的，则想办法模仿。虚拟教学系统应遵循合理整合现有软硬件资源，本着实用性，高效性，前瞻性的原则进行开发和研究。
1.利用虚拟现实技术，对学生进行技能训练。
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，并全身心地投入到该学习环境中去，以达到动作技能类教学目标要求。利用虚拟现实技术，可以做各种各样的技能训练，如手术仿真，影像系统仿真，电子病历模拟等各种职业技能的训练[3]。学生可以反复练习，直至掌握操作技能为止。如学生利用虚拟教学系统做实验，先阅读实验指导书的实验说明和操作步骤，然后观察虚拟教学系统中的演示实验，再与模拟实验的多媒体课件进行交互“操作”，控制实验条件，采集实验数据，论证实验原理和规律，写出实验报告，分析实验结果。学生在实验过程中或实验结束后，随时可以由网上老师或计算机智能系统进行跟踪与纠错。
2.借助网络的虚拟化实现辅助教学。
随着虚拟现实技术以及网络技术的日益发展，借助于网络的虚拟化进行辅助教学，将是未来教育占据主导地位的一种全新教学方法、方式。建构主义主张学习情境和实际情境相结合，因为实际情境具有丰富性和生动性等特点，这对于学生高级认知能力的发展有促进作用。然而计算机教学的内容，特别是实践教学因场所等限制不是每时每刻都可以进行，它有空间和时间等因素的限制。而虚拟现实技术可以打破时空的限制，为学生提供一种可在课堂和实验室中就能找到的虚拟实现，还可以再现特定的环境。
3.构建虚拟现实的教学平台。
本研究结合虚拟现实和互联网技术，利用计算机教研室现有600台微机和6台服务器、创建.NET平台，在B/S架构上逐步开发出适合进行智能型的、交互式、分布式、图文并茂的教学软件，并通过互联网传输逼真的教学和学习环境。
4.虚拟现实技术在远程教学中的应用
在远程教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行[4]。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。
图1模块框架
三、虚拟教学系统实现的重点和难点
虚拟现实应用于教学中具有“减少实验经费开销”、“突破时空限制”等优点。在此基础上比较当前实现虚拟现实的几种解决方案，本项目并最终选择基于Flex的虚拟现实技术这一解决方案：利用3DSMAX进行建模、通过MXML+ActionScript语言实现旋转、放缩等，并对该解决方案中的技术特性、方案可行性及应用于教学中的优势进行剖析;最后，借助软件工程的开发思想（准备阶段、分析阶段、设计阶段、开发阶段和实施阶段），设计出一个虚拟教学系统，并结合结构学的应用案例对该系统的部分功能进行开发，为虚拟教学系统建设提供一个新的开发途径和模式[5]。如对研究实体，通过3DMAX完成场景建模，再由VRML创建的三维虚拟现实场景，使学生通过网络就可以直接浏览并交互。模块框架如图1所示。
具体技术路线为：
1.在.NET环境和B/S架构上建立教学虚拟现实系统平台。
2.从计算机虚拟教学课件着手，到逐步实现不同学科的虚拟实现的过度。其中包括国家精品课程教学课件的声、图和影像的多维虚拟实现（其中包括医学影像，电子病历，LIS，HIS，RIS等。
3.逐步实现临床诊疗（虚拟手术，仿真影响神经元信号传导的因素等）的网络虚拟教学和远程仿真实现。
4.整合人工智能、仿真技术、图形技术、显示技术、传感技术、网络等多种技术于一体[6]。通过硬件设备，计算机和网络技术的运用，实现听觉、视觉、嗅觉等多维信息通道获取信息的高级用户界面，从而为数字化教学的构想提供保证，填补一些国内在虚拟教学领域的空白，培养教研室科研队伍。
四、小结
虚拟现实技术是本世纪发展的重要技术之一，并发挥神奇的作用，二十一世纪将是虚拟现实技术的时代。而借助于虚拟现实技术，创建一个与现实社会逼真的虚拟学习环境，在这个学习环境中，知识以可视化的方式呈现，学习者可以进行自主学习，以自然的方式与学习内容交互，就是本研究的目的。
参考文献
[1]汤跃明.虚拟现实技术在教育中的应用[M].北京：科学出版社，2007：13-15.
[2]任建.从教学媒体的演变看教学设计的发展历史[J].电化教育研究，2012（8）：12.
[3]林利，李春梅，刘畅.基于计算机虚拟技术构建临床诊疗实践教学辅助手段探析[J].中国社会医学杂志，2011，28（3）：169-170.
[4]胡万祥.多媒体辅助教学中的虚拟现实技术[J].才智，2013（14）：38.
[5]曾祥翊.从国际学者对话透视教育技术发展[J].电化教育研究，2011（8）：9-15.
[6]那一沙.教学设计研究综述[J].西南交通大学学报，2013（3）：24.
【关键词】虚拟现实技术建筑装饰微课教学
【Abstract】Withthedevelopmentofvirtualrealitytechnology，virtualrealitytechnologyisincreasinglyintegratedintotheteaching，thevirtualrealitytechnologyinarchitecturaldesignofmicroteachingwithtraditionalproductionmethodselusiveadvantage；moderninteriordesigneducationandcurriculumintegrationoftheoryandthepracticeisagreatsupplement.
【Keyword】Virtualrealitytechnology；BuildingDecoration；MicroTeaching
近年来微课形式的出现吸引了不少教育研究者和一线教师。微课作为传统教育的辅工具，为师生提供了一种全新教学模式。在装饰设计教学中微课的运用丰富了教学手段，有助于提高装饰设计教学质量，但是传统的微课拍摄方式存在不少问题，比如：拍摄出来的微课视频清晰度不高，视频的画面单一不生动、录制的过程让老师感到拘束等问题。由于各种现实条件限制，导致装饰设计微课质量不高。但是近年来虚拟现实技术迅猛发展，在很多领域得到运用，虚拟现实技术也以极快的速度融入教育教学中，同时也在建筑装饰设计教育教学中得到了一定的运用，虚拟现实技术能将三维空间的环境清晰的再现出来，能使学习者直接与虚拟装饰环境中的各种对象进行交互作用，从而使虚拟现实技术在装饰设计微课中的运用成为一种选择，在微课中结合虚拟现实技术并通过多种形式参与到教学的过程中去，从而能够较好的把控整个教学过程。
首先，虚拟现实技术和装饰设计微课具有互补性。虚拟现实技术和装饰设计微课可以相互渗透、相互融合，可以提高装饰设计微课的质量。装饰设计微课以视频为主要载体，核心组成内容是课堂教学视频，课堂教学视频包含教师讲授视频、演示视频，装饰设计中很多课程内容环节需要对建筑空间重构演示，这些重构演示效果是课堂讲授永远无法达到的，而采用装饰空间施工现场拍摄视频往往周期比较长，有些工地施工工期长达几年，花费大量时间而且拍摄效果也不近人意；虚拟现实技术利用计算机建立虚拟的建筑装饰结构模型并生成逼真的三维空间，结构构件可以进行拆分，利用动画漫游可以清晰再现装饰空间，所以利用虚拟现实技术进行建筑空间重构可以较好的解决讲授课程中难以说明的知识点。
其次，虚拟现实技术和装饰设计微课情景化的互通。装饰设计微课资源组成的“情景化”与虚拟现实技术强调的“临场感”具有相似性，虚拟现实技术的“临场感”在装饰设计微课中的运用更具有“情景化”的感受。装饰设计微课营造真实的、具体的、典型案例化的教与学情景中，虚拟现实技术用计算机建立虚拟的建筑装饰模型并生成逼真的三维视、听空间，通过虚拟现实设备，对虚拟建筑装饰世界进行互动。使用者进行位置变换和移动时，电脑能够及时进行复杂的运算，将精确的三维影像反馈，制作成漫游视频，使之产生身临其境的感受。学生在这种仿真的、比较具体的、典型案例化的教学情景中可易于实现“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维能力的学习，进一步提高学生学业水平。
第三，虚拟现实技术和装饰设计微课共通性。虚拟现实技术与装饰设计微课在使用时间上有共通性。装饰设计微课教学时间不长，一般5-10分钟左右；虚拟现实在建筑装饰设计教学中的应用不仅仅是一个设计工具，而且还是一个演示媒体，它用计算机建立虚拟的建筑装饰模型并生成逼真的三维视、听等效果，微课制作者可以完全按照自己的构思去构建装饰“虚拟”的空间，并可以任意变换主体在房间中的位置，进行漫游技术处理，生成漫游动画，其效果逼真，具有较强的临场感，而且制作5-10分钟相对来说比较经济，费时不多而且简便实用。
第四，虚拟现实技术和装饰设计微课经典示范案例性。“微课”选取的教学内容一般要求主题突出，追求真实、具体、典型案例化的教与学情景。虚拟现实技术在装饰设计工程技术中的运用，往往可以用来构建经典示范案例；在装饰设计微课教学中，往往有大量的装饰施工案例，这种案例如果使用拍摄视频的形式来制作，具有很长的周期，有些项目施工周期达到四、五年，甚至更久，而且装饰施工项目中的结构构造不容易通过拍摄体现；而虚拟现实技术在装饰工程中的运用可以打破空间、时间的限制，利用虚拟现实技术，可以彻底打破时间与空间的限制。大到建筑群，小到装饰面板、螺丝钉，都可以进入其内部进行结构构建和观察。一些需要长时间的装饰施工过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现出来。例如，装饰装修一个大型酒店，其施工过程往往需要几年，而虚拟现实技术在短时间内就可以实现。所以在装饰设计微课中通过虚拟现实技术具有较大的优势。
总之基于装饰设计微课的特征，综合运用虚拟现实技术，可以构成了一个主题鲜明、形象逼真、具有临场感、结构紧凑的装饰设计微课“主题单元资源包”，营造了一个真实的“微教学资源环境”。教师和学生在这种具体的、典型案例化的教与学情景中可易于实现装饰工程“隐性知识”、“默会知识”等高阶思维设计能力的学习并实现装饰技能、风格的模仿和提升，从而迅速提升教师的课堂教学水平、促进教师的专业成长，提高学生学业水平。
参考文献：
[1]崔善君谈敦铭赵罡虚拟现实航天仿真技术研究《图学学报》2012年01期
[2]胡铁生微课―区域教育信息资源发展的新趋势《电化教育研究》（2011年10期）
[3]许秀文郝勇周矛欣浅谈虚拟现实技术在教学中的应用[J]中国教育信息化2011年06期