虛擬訓(xùn)練型網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的設(shè)計開發(fā)

王 晴

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)信息技術(shù)工程學(xué)院，天津 300222

虛擬訓(xùn)練型網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的設(shè)計開發(fā)

王 晴

天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)信息技術(shù)工程學(xué)院，天津 300222

目前網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)已經(jīng)發(fā)展到了一定規(guī)模，但是網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)還普遍存在學(xué)習(xí)資源不足的問題，特別是虛擬訓(xùn)練資源匱乏的問題，因此設(shè)計和開發(fā)優(yōu)質(zhì)的適合學(xué)習(xí)者的虛擬訓(xùn)練型資源是我國發(fā)展現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的一個非常重要而迫切的課題。本文以認(rèn)知主義和建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，結(jié)合自己的開發(fā)經(jīng)驗，對虛擬訓(xùn)練學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計與開發(fā)。

虛擬訓(xùn)練；學(xué)習(xí)資源；設(shè)計開發(fā)

隨著現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的蓬勃發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)習(xí)應(yīng)用越來越廣泛，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的建設(shè)也日益受到人們的重視。

1 網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源建設(shè)的現(xiàn)狀

由于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)是一個新生的事物，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的開發(fā)與實踐的時間也較短，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的建設(shè)主要存在著以下幾方面的問題：

1）幫助遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)的輔助資源較少，缺少對學(xué)生必要的督促管理

遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)系統(tǒng)里雖然設(shè)置的有教師或?qū)＜业脑诰€答疑，但是答疑畢竟有時間限制。學(xué)生能真正做到完全自制地學(xué)習(xí)的為數(shù)還不多，因此需要設(shè)置適當(dāng)?shù)摹岸綄W(xué)”功能。

2）注重課程內(nèi)容的展示，忽略培養(yǎng)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者自主探索和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的設(shè)計

開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源時，要注意培養(yǎng)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者的自主探索和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的能力。為達(dá)到一定的教學(xué)目標(biāo)，僅僅有豐富多彩、形式多樣的課程內(nèi)容是不夠的，要使學(xué)習(xí)者在一定的情境下，通過同伴（包括教師）的幫助，進(jìn)行有效學(xué)習(xí)的意義建構(gòu)。

3）網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源靜態(tài)多動態(tài)度少

目前遠(yuǎn)程教學(xué)平臺提供的網(wǎng)上學(xué)習(xí)資源種類比較豐富，部分緩解了學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)資源不足的困難，但要滿足學(xué)習(xí)者不同需求層次的要求還有很大的距離。

2 虛擬訓(xùn)練型網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源的總體設(shè)計

對虛擬訓(xùn)練環(huán)境及其中的物體、角色等進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。使用3Ds Max 9.0進(jìn)行三維環(huán)境建模、優(yōu)化和場景導(dǎo)出，Virtools 4.0進(jìn)行虛擬實驗系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)。對系統(tǒng)中要用到的模塊進(jìn)行設(shè)計和分類安排，準(zhǔn)備素材，構(gòu)建模型，在virtools環(huán)境中對各個模塊進(jìn)行交互設(shè)計，開發(fā)完成后進(jìn)行測試與評價，根據(jù)用戶反饋適當(dāng)?shù)匦薷暮屯晟疲詈蟀l(fā)布應(yīng)用。系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計流程如圖1所示：

圖1 虛擬實驗系統(tǒng)開發(fā)詳細(xì)設(shè)計圖

圖2 交互式虛擬訓(xùn)練型網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源開發(fā)流程圖

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

遠(yuǎn)程交互式虛擬訓(xùn)練學(xué)習(xí)資源建設(shè)的主要任務(wù)是開發(fā)《計算機組裝與維護(hù)》課程的資源。課程資源針對的學(xué)習(xí)對象是職業(yè)院校的學(xué)生，與遠(yuǎn)程交互式職業(yè)訓(xùn)練平臺配合使用。

3 虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)架構(gòu)及實現(xiàn)

3.1 模型場景的設(shè)計與構(gòu)建

首先分析模型的特征及其在虛擬訓(xùn)練環(huán)境中所起的作用。復(fù)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(fù)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(dǎo)出

構(gòu)建完模型后需要對對模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)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(diào)節(jié)其精度。精度過小，真實感效果會下降通過恰當(dāng)?shù)馁N圖設(shè)置可以實現(xiàn)逼真效果，而且不需要精度過高。

3.3 模型導(dǎo)入及交互功能的實現(xiàn)

把從3Ds Max中導(dǎo)出的三維模型導(dǎo)入到Virtools中，導(dǎo)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(dǎo)入。通過恰當(dāng)使用Virtools中交互行為模塊（Building Blocks），可以實現(xiàn)幾乎所有的交互功能。

3.3.1 漫游和鏡頭轉(zhuǎn)場的設(shè)計

學(xué)習(xí)者不僅能漫游整個虛擬訓(xùn)練場景，還可以對設(shè)備進(jìn)行“特寫”觀察。通過Switch On Key、Translate和Rotate等BB實現(xiàn)。

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

3.3.2 虛擬訓(xùn)練場景背景的設(shè)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(shè)置鼠標(biāo)滑過、按下、放開狀態(tài)的不同材質(zhì)，實現(xiàn)按鈕的狀態(tài)變化，完成相應(yīng)的命令。

3.3.3 角色交互的設(shè)計

角色交互包括按鈕交互，鼠標(biāo)鍵盤交互，以及信息傳遞交互等。交互設(shè)置也不是越多越好，簡潔直觀，較好地完成系統(tǒng)功能的實現(xiàn)是設(shè)計的目標(biāo)所在。

4 結(jié)論

本論文針對當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)虛擬訓(xùn)練資源匱乏的問題，選擇用3Ds Max和Virtools設(shè)計和開發(fā)了以《計算機組裝與維護(hù)》課程的虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)。通過交互性的訓(xùn)練操作和探究，不僅使學(xué)習(xí)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(xùn)練學(xué)習(xí)資源的開發(fā)中，從而有效地促進(jìn)虛擬訓(xùn)練的開發(fā)與推廣。

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1674-6708（2011）39-0191-02