虚拟训练型网络学习资源的设计开发

王 晴

天津职业技术师范大学信息技术工程学院，天津 300222

虚拟训练型网络学习资源的设计开发

王 晴

天津职业技术师范大学信息技术工程学院，天津 300222

目前网络学习已经发展到了一定规模，但是网络学习还普遍存在学习资源不足的问题，特别是虚拟训练资源匮乏的问题，因此设计和开发优质的适合学习者的虚拟训练型资源是我国发展现代远程教育的一个非常重要而迫切的课题。本文以认知主义和建构主义学习理论为指导，结合自己的开发经验，对虚拟训练学习系统进行了设计与开发。

虚拟训练；学习资源；设计开发

随着现代远程教育的蓬勃发展，网络教育学习应用越来越广泛，网络学习资源的建设也日益受到人们的重视。

1 网络学习资源建设的现状

由于网络学习是一个新生的事物，网络学习资源的开发与实践的时间也较短，网络学习资源的建设主要存在着以下几方面的问题：

1）帮助远程学习者学习的辅助资源较少，缺少对学生必要的督促管理

远程学习系统里虽然设置的有教师或专家的在线答疑，但是答疑毕竟有时间限制。学生能真正做到完全自制地学习的为数还不多，因此需要设置适当的“督学”功能。

2）注重课程内容的展示，忽略培养远程学习者自主探索和发现学习的设计

开发网络学习资源时，要注意培养远程学习者的自主探索和发现学习的能力。为达到一定的教学目标，仅仅有丰富多彩、形式多样的课程内容是不够的，要使学习者在一定的情境下，通过同伴（包括教师）的帮助，进行有效学习的意义建构。

3）网上学习资源静态多动态度少

目前远程教学平台提供的网上学习资源种类比较丰富，部分缓解了学习过程中学习资源不足的困难，但要满足学习者不同需求层次的要求还有很大的距离。

2 虚拟训练型网络学习资源的总体设计

对虚拟训练环境及其中的物体、角色等进行详细设计。使用3Ds Max 9.0进行三维环境建模、优化和场景导出，Virtools 4.0进行虚拟实验系统的设计与开发。对系统中要用到的模块进行设计和分类安排，准备素材，构建模型，在virtools环境中对各个模块进行交互设计，开发完成后进行测试与评价，根据用户反馈适当地修改和完善，最后发布应用。系统详细设计流程如图1所示：

图1 虚拟实验系统开发详细设计图

图2 交互式虚拟训练型网络学习资源开发流程图

基于 Virtools环境的中职计算机虚拟训练资源建设的开发过程主要分4个阶段，其流程如图2所示：

远程交互式虚拟训练学习资源建设的主要任务是开发《计算机组装与维护》课程的资源。课程资源针对的学习对象是职业院校的学生，与远程交互式职业训练平台配合使用。

3 虚拟训练系统架构及实现

3.1 模型场景的设计与构建

首先分析模型的特征及其在虚拟训练环境中所起的作用。复杂的模型需要简单的绘图，使模型尽量逼真。常用的建模方式有几何体建模、复合对象建模、片面栅格建模等，本文采用3Ds Max 9.0作为模型制作的工具。

3.2 模型优化和导出

构建完模型后需要对对模型进行优化设置以增加逼真效果及减少模型所占空间。因为模型的尺寸是确定的，需要调节其精度。精度过小，真实感效果会下降通过恰当的贴图设置可以实现逼真效果，而且不需要精度过高。

3.3 模型导入及交互功能的实现

把从3Ds Max中导出的三维模型导入到Virtools中，导入操作如图5示，点击Virtools菜单栏上Resources菜单，在打开的下拉菜单中选Import File完成模型的导入。通过恰当使用Virtools中交互行为模块（Building Blocks），可以实现几乎所有的交互功能。

3.3.1 漫游和镜头转场的设计

学习者不仅能漫游整个虚拟训练场景，还可以对设备进行“特写”观察。通过Switch On Key、Translate和Rotate等BB实现。

在Level上创建脚本，通过Switch On Key（按键选择）和Set As Active Camera（设置主摄像机）实现通过不同的按键转场。

3.3.2 虚拟训练场景背景的设计

采用二维的背景图片，对此二维帧加上具体的脚本。使用PushButton脚本模块设置鼠标滑过、按下、放开状态的不同材质，实现按钮的状态变化，完成相应的命令。

3.3.3 角色交互的设计

角色交互包括按钮交互，鼠标键盘交互，以及信息传递交互等。交互设置也不是越多越好，简洁直观，较好地完成系统功能的实现是设计的目标所在。

4 结论

本论文针对当前网络学习虚拟训练资源匮乏的问题，选择用3Ds Max和Virtools设计和开发了以《计算机组装与维护》课程的虚拟训练系统。通过交互性的训练操作和探究，不仅使学习者更好地了解组装计算机，其开发的简易流程与方法也可创造性地运用于其他虚拟训练学习资源的开发中，从而有效地促进虚拟训练的开发与推广。

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TP393

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1674-6708（2011）39-0191-02