甘南藏区远程教育虚拟教学平台建设

摘  要： 研究和探索了远程教育和虚拟技术相结合的优势和关键问题，针对甘南藏区远程教育发展的现状与需求，分析研究了建设甘南藏区远程教育虚拟教学平台的关键技术和系统的框架结构。
关键词： 远程教育；虚拟现实技术；虚拟支持；交互
   1 甘南藏区远程教育发展现状
　20世纪中期以广播、电视传播为主的远程教育方式，打破了教育领域陈旧的教育模式，使先进的教育教学方法和实验指导条件等教育资源实现网络共享，从而满足社会群体或个体独立学习的需要[1]。地处青藏高原东北边缘的甘南藏族自治州由于受地理位置、经济条件等因素的影响，在教学条件、教育资源、教师水平和教学质量等方面与发达地区存在着巨大差距，基础教育整体水平低下，学校发展缓慢，教育信息化水平极低。而实施现代远程教育工程，更符合甘南藏族自治州现阶段中小学民族基础教育的实际。近年来，“农村中小学现代远程教育试点示范项目”、“中欧甘肃基础教育项目”、“甘南教育城域网建设项目”、“普通高中新课程教师远程培训”等项目先后在甘南藏区启动并实施，为近700所中小学配备了800余套远程教育设备，各乡中心小学及村级完全小学都配置了卫星地面接收系统和光盘播放系统，从基本上改变了甘南藏区现代远程教育中存在的资源缺乏、教育手段落后等问题，但与其他省市地区比较还是有很大的差距。
2 远程教育和虚拟现实结合的优势及关键问题
　虚拟现实技术综合运用多种技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等感觉器官功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间。
　而远程教育使用电视及互联网等传播媒体，突破了时空界线的教学模式。在这种学习方式中由多媒体网络学习资源、网上学习社区及网络技术平台构成的全新的网络学习环境，汇集了大量数据、档案资料、程序、教学软件、兴趣讨论组、新闻组等学习资源，形成了一个高度综合集成的资源库。
　虚拟现实技术应用于远程教育有以下优势：（1）优化学习环境：学习环境的质量直接影响学习效果的好坏，将虚拟现实技术渗透到远程教育中，可以极大地优化远程教育的学习环境，并且可以提供关于评价、测试和辅导等内容的虚拟支持；（2）改善学习条件：利用虚拟现实技术，可以在很短的时间内将信息呈现给学生，不受时空的限制，从而在远程教育的实验指导环节起到不可忽视的作用，实现远程教育培养学生实践能力和创新精神的教学目标；（3）丰富教学资源：通过虚拟现实技术可以再现现实生活中无法直接观察到的自然现象或事物发展变化的过程，同时对学生的学习过程提供了研究模型的虚拟支持，使得学生能够轻松进行探索性学习[2]。
　远程教育与虚拟现实相结合需要解决的关键问题包括：（1）环境建模技术：即虚拟环境的建模，目的是获取实际三维环境的三维数据，并根据应用的需要，利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型；（2）立体声合成和立体显示技术：在虚拟现实系统中消除声音的方向与用户头部运动的相关性，同时在复杂的场景中实时生成立体图形；（3）触觉反馈技术：在虚拟现实系统中让用户能够直接操作虚拟物体并感觉到虚拟物体的反作用力，从而产生身临其境的感觉；（4）交互技术：虚拟现实中的人机交互远远超出了键盘和鼠标的传统模式，利用数字头盔、数字手套等复杂的传感器设备，三维交互技术与语音识别、语音输入技术成为重要的人机交互手段[3]。
3 远程教育虚拟教学平台系统结构
　甘南藏区远程教育虚拟教学平台包括管理系统模块、学习工具模块、协作交流模块、网上答疑模块、学习资源模块、智能评价模块和维护支持模块等子模块，系统总体结构如图1所示。
   
   　（1）管理系统模块
　该模块主要负责教务管理和教学管理，包括注册、设置权限、公告、咨询等功能。教务管理子模块主要是对学生基本信息、学习情况、选修的课程等具体情况进行了解，同时也可以把管理上的信息政策、教学要求等信息通过公告的形式传达给学生，做好学生的管理、沟通工作。教学管理子模块是进行课程教学的管理，主要用于公布课程的教学大纲、教学内容的重点难点和教学计划安排，使学生可以了解到课程所要达到的学习目标、主要的教学内容以及学习的进程、步骤等教学各环节的信息。
　（2）学习工具模块