虛擬訓練型網絡學習資源的設計開發

王 晴

天津職業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

王 晴

天津職業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展到了一定規模，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，因此設計和開發優質的適合學習者的虛擬訓練型資源是我國發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，結合自己的開發經驗，對虛擬訓練學習系統進行了設計與開發。

虛擬訓練；學習資源；設計開發

隨著現代遠程教育的蓬勃發展，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，忽略培養遠程學習者自主探索和發現學習的設計

開發網絡學習資源時，要注意培養遠程學習者的自主探索和發現學習的能力。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）網上學習資源靜態多動態度少

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進行三維環境建模、優化和場景導出，Virtools 4.0進行虛擬實驗系統的設計與開發。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環境中對各個模塊進行交互設計，開發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 虛擬實驗系統開發詳細設計圖

圖2 交互式虛擬訓練型網絡學習資源開發流程圖

基于 Virtools環境的中職計算機虛擬訓練資源建設的開發過程主要分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《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院校的學生，與遠程交互式職業訓練平臺配合使用。

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 模型優化和導出

構建完模型后需要對對模型進行優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、放開狀態的不同材質，實現按鈕的狀態變化，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，其開發的簡易流程與方法也可創造性地運用于其他虛擬訓練學習資源的開發中，從而有效地促進虛擬訓練的開發與推廣。

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TP393

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1674-6708（2011）39-0191-02