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【摘要】三维虚拟技术已在全球范围内日益向社会生活的各方面渗入和普及，搭载着计算机网络技术和Internet/Intranet应用，在众多服务中让人眼前一亮。通过该技术创建的实时三维虚拟场景能达到现实与虚拟的真假互换，用户能在虚拟环境中真切体验到现实感受。本文概述了研究背景，阐明了研究目的与意义，以及就需求性分析了三维虚拟技术的发展。
【关键词】三维虚拟 教育实践 研究概述
【基金项目】本论文为2015年江西省教育科学“十二五”规划课题《基于三维的虚拟技术在教学中的设计应用研究》阶段性成果。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）35-0217-01
一、研究背景
随着多媒体技术、计算机图形图像技术与网络技术的快速发展，我国教育教学方式不断得到创新，教学手段也越来越丰富，呈现多元化发展趋势。而今又出现了虚拟仿真技术（Virtual Reality Technology，简称VRT）。这项正日益崛起的技术，能在虚拟的教学环境中让学生体验到真切的学习感受，在各个专业、各个学科中都能够有效应用。这在教学领域是一项伟大创新，也必将掀起教学领域的改革风暴。
三维虚拟技术能够模拟真实效果的物理系统，物体的贴图、光线、立体显示效果显著，可以建立更为逼真的现实场景，用户操作使用简单方便，能够优化学习过程，提高学习效率，这正是当下虚拟教学、虚拟实验等教学手段和方式改革的推动，也是为了适应时下信息化教育的大环境，对今后的教育有实际的帮助，研究的价值与意义重大。
二、研究目的与意义
三维虚拟技术大力发展，产品在辅助实践和课堂教学中的应用也越发广泛，通过3DMax、Maya等三维建模软件或三维扫描建模技术建立虚拟场景的模型和相应的动画，再导入三维虚拟制作软件中，利用程序控制相应的动画以实现教学中的交互效果。这种虚拟实验的教学方式更能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率，也提高了学生的动手操作能力，紧跟时代发展的潮流，可见此项研究意义重大。
（一）响应国家政策，推进教学改革
十三五规划纲要提出要加强我国高校教师教学能力和提高科研创新的水平，要能与世界接轨，部分高校争取达到世界级的水平。学校要制定因材施教的人才培养方案，加强各学科专业之间的交流互动，拓展学生交流面。提高普通高校学生的操作技能和应用能力。要从教学方法、教学手段、教学模式等方面对现有的课堂教学进行深化改革，加快建设人才强国和深入实施人才发展战略，培育合格人才。三维虚拟教学是教学方式转变的一个方向，利于推进高校教改。
（二）紧跟时代潮流，推广移动学习
智能时代下移动终端的普及率已越来越高，采用移动学习可达到未来学习的无纸化，而且，移动学习的方式灵活方便，只要通过一台连接上网络的智能手机或平板电脑就能随时、随地、随需进行学习，学习者还能自我管理学习章节和过程，利用更短时间获取更多知识，学习效率翻倍，因此，备受学生和相关研究人员的喜爱。三维虚拟技术不仅可以开发PC版，还能开发Web版和手机版，学习者可通过移动设备和网络随时随地学习。
（三）教育结合科技，打造未来课堂
近年来，信息化教育不断深入，多媒体与网络技术、移动学习、泛在学习等技术与理论受到教育部门、学校和企业的争相研究和应用。然而，却因对产品研发能力欠缺而缺少创新，不能跟随时代发展潮流，宣传方式也不当，市面上的这类产品生产和淘汰都快，往往得不到长期持续地应用，用户体验效果也差强人意。三维虚拟仿真技术结合教育教学理论，打造全新的三维虚拟教学软件，增强课堂的科技感。
（四）教师教学之需，学生学习之要
经笔者调查，发现有大部分学校教学设备有限，管理、维护不易。另外，教学改革已推行多年，但一直未见有明显效果的实际行动，利用虚拟三维软件教学，可以给教师教学形式和学生学习方式带来一定的变化。再者，现在的学生见多识广，携带的电子设备充斥着课堂，想激发他们的学习兴趣已难上加难，这就需要教师结合学生的特点，给学生带来耳目一新的科技和产品，让学生产生好奇，由好奇心驱动学习。
三、研究现状概述
虚拟仿真设备和软件的制作是建立在虚拟仿真技术的基础之上的，目前虚拟仿真技术的发展空前，其最早可追溯于二十世纪四十年代，美国军方率先展开这方面的研究，当初的目的是用于宇航员和飞行员的模拟训练。此后慢慢向平民化普及，由军用转为民用。二十世纪八十年代，美国国防部和宇航局对虚拟仿真技术展开了系列研究，取得突破性的进展，成果令人瞩目。美国宇航局一直在采用该技术探索着宇宙空间中可能存在的行星。现美国宇航局已建立了航空训练、卫星维护训练、空间站训练等虚拟仿真系统。教育虚拟仿真系统的可使用范围已经可以涵盖美国本土。在英国，虚拟仿真应用开发的某些领域要领先于欧洲其他国家，尤其是在辅助仪器设计与应用、分布并行处理技术的研究较为先进。英国的Bristol公司提出，虚拟仿真应用应与其他相关技术进行整体综合开发。英国ARRL公司则主要研究虚拟仿真重构的问题，对远程呈现虚拟仿真展开了一系列研究實验。欧洲其它一些较发达的国家如德国、荷兰等也对虚拟仿真的开发与应用展开了积极的研究。德国将虚拟仿真应用于传统产业改造方面，瑞典研究的分布式虚拟交互环境，荷兰开发的模拟与训练系统等等，取得的成果都让人超乎想象。日本利用虚拟仿真技术在建立大规模的虚拟仿真知识库与虚拟仿真游戏方面贡献卓越，取得的成就使其在世界虚拟仿真领域的研究地位举足轻重。
与其他发达国家相比，国内虚拟仿真技术的研究和发展还落后很大一段距离。但随着图形图像学、网络、系统工程等与计算机相关技术的飞速发展，虚拟仿真技术在国内也已引起了各领域人士的浓厚兴趣和广泛关注，得到的重视程度也不容小觑。对虚拟仿真的研究和应用、创建虚拟环境、虚拟场景模型分布式虚拟仿真系统的设计与开发等方面都将广泛而深入地发展。国防科对虚拟仿真技术已展开重点研究，国内众多研究机构与高校也对虚拟仿真的研究与应用开展了相关的工作，取得了一系列阶段性的成果。在国内，北京航空航天大学计算机系是最早进行虚拟仿真研究的，领跑着国内在该领域内的相关研究。该校虚拟仿真技术研究室组建了分布式虚拟环境，能够提取三维动态实时数据、进行虚拟仿真环境操作演示、培训飞行员、针对虚拟仿真开发应用平台等。虚拟仿真技术的种种特点表明，相比于其他学科它更能在理工类教学中发挥所长，特别是在建筑、医学、电子等学科中的作用重大。
综上，运用三维虚拟技术的教学多集中在生物、化学、物理、医药等理工科，其他学科运用较少;多运用于教学实验，课堂和实训教学当中实践较少;多集中在高等院校和公司企业的研究中心，中职、高职及以下院校运用较少。愿今后三维虚拟技术在教育领域的研究与应用愈好！
参考文献：
[1]黄乐辉，桂斌.基于仿真技术的虚拟学习环境建设研究——以虚拟摄影平台为例[J].教育教学论坛杂志社， 2016（3）.
[2]卢向礼.教育科技产品研发与推广研究[D].武汉：华中师范大学，2011：3-9.
[3]杜一宁.虚拟实验的研究现状以及在教学中的意义[J].浙江海洋学院学报（自然科学版），2010，29（04）：390-393.
作者简介：
黄乐辉（1972-），男，汉族，江西科技师范大学，副教授，硕导，主要研究方向：教育技术。
【关键词】三维虚拟 教育实践 研究概述
【基金项目】本论文为2015年江西省教育科学“十二五”规划课题《基于三维的虚拟技术在教学中的设计应用研究》阶段性成果。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）35-0217-01
一、研究背景
随着多媒体技术、计算机图形图像技术与网络技术的快速发展，我国教育教学方式不断得到创新，教学手段也越来越丰富，呈现多元化发展趋势。而今又出现了虚拟仿真技术（Virtual Reality Technology，简称VRT）。这项正日益崛起的技术，能在虚拟的教学环境中让学生体验到真切的学习感受，在各个专业、各个学科中都能够有效应用。这在教学领域是一项伟大创新，也必将掀起教学领域的改革风暴。
三维虚拟技术能够模拟真实效果的物理系统，物体的贴图、光线、立体显示效果显著，可以建立更为逼真的现实场景，用户操作使用简单方便，能够优化学习过程，提高学习效率，这正是当下虚拟教学、虚拟实验等教学手段和方式改革的推动，也是为了适应时下信息化教育的大环境，对今后的教育有实际的帮助，研究的价值与意义重大。
二、研究目的与意义
三维虚拟技术大力发展，产品在辅助实践和课堂教学中的应用也越发广泛，通过3DMax、Maya等三维建模软件或三维扫描建模技术建立虚拟场景的模型和相应的动画，再导入三维虚拟制作软件中，利用程序控制相应的动画以实现教学中的交互效果。这种虚拟实验的教学方式更能激发学生的学习兴趣，提高学生的学习效率，也提高了学生的动手操作能力，紧跟时代发展的潮流，可见此项研究意义重大。
（一）响应国家政策，推进教学改革
十三五规划纲要提出要加强我国高校教师教学能力和提高科研创新的水平，要能与世界接轨，部分高校争取达到世界级的水平。学校要制定因材施教的人才培养方案，加强各学科专业之间的交流互动，拓展学生交流面。提高普通高校学生的操作技能和应用能力。要从教学方法、教学手段、教学模式等方面对现有的课堂教学进行深化改革，加快建设人才强国和深入实施人才发展战略，培育合格人才。三维虚拟教学是教学方式转变的一个方向，利于推进高校教改。
（二）紧跟时代潮流，推广移动学习
智能时代下移动终端的普及率已越来越高，采用移动学习可达到未来学习的无纸化，而且，移动学习的方式灵活方便，只要通过一台连接上网络的智能手机或平板电脑就能随时、随地、随需进行学习，学习者还能自我管理学习章节和过程，利用更短时间获取更多知识，学习效率翻倍，因此，备受学生和相关研究人员的喜爱。三维虚拟技术不仅可以开发PC版，还能开发Web版和手机版，学习者可通过移动设备和网络随时随地学习。
（三）教育结合科技，打造未来课堂
近年来，信息化教育不断深入，多媒体与网络技术、移动学习、泛在学习等技术与理论受到教育部门、学校和企业的争相研究和应用。然而，却因对产品研发能力欠缺而缺少创新，不能跟随时代发展潮流，宣传方式也不当，市面上的这类产品生产和淘汰都快，往往得不到长期持续地应用，用户体验效果也差强人意。三维虚拟仿真技术结合教育教学理论，打造全新的三维虚拟教学软件，增强课堂的科技感。
（四）教师教学之需，学生学习之要
经笔者调查，发现有大部分学校教学设备有限，管理、维护不易。另外，教学改革已推行多年，但一直未见有明显效果的实际行动，利用虚拟三维软件教学，可以给教师教学形式和学生学习方式带来一定的变化。再者，现在的学生见多识广，携带的电子设备充斥着课堂，想激发他们的学习兴趣已难上加难，这就需要教师结合学生的特点，给学生带来耳目一新的科技和产品，让学生产生好奇，由好奇心驱动学习。
三、研究现状概述
虚拟仿真设备和软件的制作是建立在虚拟仿真技术的基础之上的，目前虚拟仿真技术的发展空前，其最早可追溯于二十世纪四十年代，美国军方率先展开这方面的研究，当初的目的是用于宇航员和飞行员的模拟训练。此后慢慢向平民化普及，由军用转为民用。二十世纪八十年代，美国国防部和宇航局对虚拟仿真技术展开了系列研究，取得突破性的进展，成果令人瞩目。美国宇航局一直在采用该技术探索着宇宙空间中可能存在的行星。现美国宇航局已建立了航空训练、卫星维护训练、空间站训练等虚拟仿真系统。教育虚拟仿真系统的可使用范围已经可以涵盖美国本土。在英国，虚拟仿真应用开发的某些领域要领先于欧洲其他国家，尤其是在辅助仪器设计与应用、分布并行处理技术的研究较为先进。英国的Bristol公司提出，虚拟仿真应用应与其他相关技术进行整体综合开发。英国ARRL公司则主要研究虚拟仿真重构的问题，对远程呈现虚拟仿真展开了一系列研究實验。欧洲其它一些较发达的国家如德国、荷兰等也对虚拟仿真的开发与应用展开了积极的研究。德国将虚拟仿真应用于传统产业改造方面，瑞典研究的分布式虚拟交互环境，荷兰开发的模拟与训练系统等等，取得的成果都让人超乎想象。日本利用虚拟仿真技术在建立大规模的虚拟仿真知识库与虚拟仿真游戏方面贡献卓越，取得的成就使其在世界虚拟仿真领域的研究地位举足轻重。
与其他发达国家相比，国内虚拟仿真技术的研究和发展还落后很大一段距离。但随着图形图像学、网络、系统工程等与计算机相关技术的飞速发展，虚拟仿真技术在国内也已引起了各领域人士的浓厚兴趣和广泛关注，得到的重视程度也不容小觑。对虚拟仿真的研究和应用、创建虚拟环境、虚拟场景模型分布式虚拟仿真系统的设计与开发等方面都将广泛而深入地发展。国防科对虚拟仿真技术已展开重点研究，国内众多研究机构与高校也对虚拟仿真的研究与应用开展了相关的工作，取得了一系列阶段性的成果。在国内，北京航空航天大学计算机系是最早进行虚拟仿真研究的，领跑着国内在该领域内的相关研究。该校虚拟仿真技术研究室组建了分布式虚拟环境，能够提取三维动态实时数据、进行虚拟仿真环境操作演示、培训飞行员、针对虚拟仿真开发应用平台等。虚拟仿真技术的种种特点表明，相比于其他学科它更能在理工类教学中发挥所长，特别是在建筑、医学、电子等学科中的作用重大。
综上，运用三维虚拟技术的教学多集中在生物、化学、物理、医药等理工科，其他学科运用较少;多运用于教学实验，课堂和实训教学当中实践较少;多集中在高等院校和公司企业的研究中心，中职、高职及以下院校运用较少。愿今后三维虚拟技术在教育领域的研究与应用愈好！
参考文献：
[1]黄乐辉，桂斌.基于仿真技术的虚拟学习环境建设研究——以虚拟摄影平台为例[J].教育教学论坛杂志社， 2016（3）.
[2]卢向礼.教育科技产品研发与推广研究[D].武汉：华中师范大学，2011：3-9.
[3]杜一宁.虚拟实验的研究现状以及在教学中的意义[J].浙江海洋学院学报（自然科学版），2010，29（04）：390-393.
作者简介：
黄乐辉（1972-），男，汉族，江西科技师范大学，副教授，硕导，主要研究方向：教育技术。