（教育技术学专业论文）基于化身技术的虚拟教室研究.pdf

s c h o o lo fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi ne d u c a t i o n s o u t hc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y t h er e s e a r c ho fv i r t u a lc l a s s r o o mb a s e d o na v a t a r t e c h n o l o g y b y l il i a n g s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rd i n gx i n at h e s i ss u b m i t t e dt ot h e s o u t hc h i n an o r m a lu n i v e r s i t y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo fm a s t e ri ne d u c a t i o n a lt e c h n o l o g y d e g r e ea w a r d e d ： c o p y r i g h t 2 0 1 0 ，l il i a n g a l lr i g h t sr e s e r v e d 。； j 鬻 ，。玉i u ? f 吩 每 。 的 嘲 j 舅 ， 崦。 钆：、棼p 摘要 远程教育中师生时空相对分离的本质特征决定了其需要运用技术手段来实 现教与学的再度整合。拥有一个互动的教学环境来增强师生间的交互，缩小两者 的心理距离是再度整合的关键之一。其中应用虚拟教室营造一个“面对面”的课 堂教学环境，不失为一种值得探索的重要途径。 本研究的目的在于把化身技术应用于虚拟教室的设计和开发，调研和分析现 有虚拟教室，构建基于化身技术的虚拟教室系统模型，通过需求分析得出虚拟教 室的系统功能框架，进而开发一个基于2 d 化身技术的虚拟教室。 本研究采用文献调研的方法分析和归纳了国内外虚拟教室的研究进展及化 身技术的应用现状，并采用案例研究法对国内2 9 所远程教育院校的虚拟教室进 行调研，了解了虚拟教室在我国远程教育中的应用情况，并以一般网络教学平台 的系统结构为原型，推导得出基于化身技术的虚拟教室系统模型，采用问卷调查 法和访谈法重点调研两所重点高校网络教育学院的教师、学生和管理员，从而提 出对虚拟教室的需求分析，采用程序设计方法对虚拟教室进行系统设计，并对虚 拟教室部分功能模块进行开发和应用。 通过以上的理论与实践，本研究论证了化身技术应用于虚拟教室开发的可行 性和必要性；以一般网络教学平台的系统结构为原型，推导得出了基于化身技术 的虚拟教室系统模型；通过详细的需求分析，运用u m l 语言进行用例建模，提 出了基于化身技术的虚拟教室总体框架；最后运用j a v a 语言实现了部分功能模 块，并对其进行应用，调研得出虚拟教室运行较稳定、增强了学生的存在感和团 队归属感，促进了师生交互、提高了教学效率。 本研究在国内远程教育领域，率先提出应用化身技术设计和开发虚拟教室， 并对其部分功能模块进行了开发和实践，其理论意义和实践意义体现在： 1 、为如何把化身技术应用于虚拟教室提供了理论参考； 华南师范大学硕士学位论文 2 、设计和开发的基于化身技术的虚拟教室为远程教育的同步交互提供一个 便利的工具，有利于促进学生的学习，提高远程教育的质量。 关键词：远程教育；虚拟教室；同步教学系统；化身技术： 英文摘要 t h er e s e a r c h0 fv lr t u a lc l a s s r o o m a b s t r a c t b a s e do na v a t a rt e c h n o l o g y m a j o r ：e d u c a t i o nt e c h n o l o g y n a m e ：l il i a n g s u p e r v i s o r ：d i n gx i n g t h en a t u r eo ft e a c h e r sa n ds t u d e n t sa r ei s o l a t e df r o mt i m ea n ds p a c ei nd i s t a n c e e d u c a t i o nm e a n st h a ti tn e e d st e c h n o l o g yt or e i n t e g r a t et h et e a c h i n ga n dl e a r n i n g h o l d i n ga ni n t e r a c t i v el e a r n i n ge n v i r o n m e n tt oe n h a n c ei n t e r a c t i o nb e t w e e nt e a c h e r s a n ds t u d e n t s ，r e d u c et h ep s y c h o l o g i c a ld i s t a n c eb e t w e e nt e a c h e r sa n ds t u d e n t si so n e o ft h ek e yr e - i n t e g r a t i o n u s i n gav i r t u a lc l a s s r o o mt o c r e a t ea “f a c et of a c e c l a s s r o o mt e a c h i n ge n v i r o n m e n ti sr e g a r d e da sa l li m p o r t a n tw a yt ob ee x p l o r e d t h ep u r p o s eo ft h i ss t u d yi st op u ta v a t a rt e c h n o l o g yi n t ot h ed e s i g na n d d e v e l o p m e n to fv i r t u a lc l a s s r o o m s ，r e s e a r c ha n da n a l y z ee x i s t i n gv i r t u a lc l a s s r o o m s ， b u i l d i n gs y s t e mm o d e lo fv i r t u a lc l a s s r o o mb a s e do na v a t a rt e c h n o l o g y , o b t a i nv i r t u a l c l a s s r o o ms y s t e mf u n c t i o n sf r a m e w o r kt h r o u g ht h en e e d sa n a l y s i s ，a n dt h e nd e v e l o pa v i r t u a lc l a s s r o o mb a s e d2 da v a t a rt e c h n o l o g y 砀es m d yu s e dl i t e r a t u r er e s e a r c hm e t h o d st oa n a l y z ea n ds u m m a r i z et h e r e s e a r c ho nv i r t u a lc l a s s r o o ma n dt h ea p p l i c a t i o no fa v a t a rt e c h n o l o g ya th o m ea n d a b r o a d ，o b t a i n e dt h ea p p l i c a t i o ns i t u a t i o n so fv i r t u a lc l a s s r o o m si no u rc o u n t r y s d i s t a n c ee d u c a t i o nb ys u r v e y i n gv i r t u a lc l a s s r o o m so ft w e n t y n i n ed i s t a n c ee d u c a t i o n c o l l e g e si no u rc o u n t r y , t h e nd e r i v e da n dg o tav i r t u a lc l a s s r o o ms y s t e m i cm o d e l b a s e do nt h ea v a t a rt e c h n o l o g yb yr e f e r r i n gt ot h es y s t e ms t r u c t u r eo fg e n e r a ln e t w o r k t e a c h i n gp l a t f o r m ，u s e dt h eq u e s t i o n n a i r ea n di n t e r v i e wm e t h o d st os u r v e yt e a c h e r s ， s t u d e n t sa n da d m i n i s t r a t o r si nn e t w o r ke d u c a t i o nc o l l e g e so ft w ok e yu n i v e r s i t yi n o r d e rt om a k ev i r t u a lc l a s s r o o mn e e d sa n a l y s i s ，t h e nu s e dt h ep r o g r a m m i n gm e t h o dt o d e s i g nt h ev i r t u a lc l a s s r o o m ，d e v e l o p e da n da p p l i e ds o m ef u n c t i o nm o d u l e so ft h e v i r t u a lc l a s s r o o m b a s e do i lt h et h e o r ya n dp r a c t i c ea b o v e ，t h es t u d yh a sd e m o n s t r a t e dt h e f e a s i b i l i t ya n dn e c e s s i t yo fa v a t a rt e c h n o l o g yu s e di nt h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to f t h ev i r t u a lc l a s s r o o m ；d e r i v e dt h es y s t e mm o d e lw h i c hi sb a s e d0 1 1a v a t a rt e c h n o l o g y , v 华南师范大学硕士学位论文 u s i n gt h es y s t e ms t r u c t u r eo f t h eg e n e r a ln e t w o r kp l a t f o r ma sa p r o t o t y p e ；d e d u c e dt h e o v e r a l lf r a m e w o r ko ft h ev i r t u a lc l a s s r o o mw h i c hi sb a s e do na v a t a rt e c h n o l o g yb y d e t a i l e dn e e d sa n a l y s i sa n dt h eu s ec a s em o d e l i n gu s i n gu m l a tl a s t ，t h es t u d y i m p l e m e n t e ds o m ef u n c t i o nm o d u l e su s i n gj a v al a n g u a g ea n da p p l i e dt h e m ，t h e r e s e a r c hf o u n dt h a tt h ev i r t u a lc l a s s r o o mr u ns t a b l y , s t r e n g t h e nt h es e n s eo fp r e s e n c e a n dt e a mb e l o n g i n go ft h es t u d e n t s ，p r o m o t et h ei n t e r a c t i o nb e t w e e ns t u d e n t sa n d t e a c h e r s a n di n c r e a s et h et e a c h i n ge 伍c i e n c y 1 1 l es t u d yt a k e st h el e a dt op r o p o s et h ea p p l i c a t i o no ft h ea v a t a rt e c h n o l o g yi n t h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to fv i r t u a lc l a s s r o o mi nt h ef i e l do fd i s t a n c ee d u c a t i o ni n c h i n a , a n di t sp a r to ft h ef u n c t i o nm o d u l e sh a v eb e e nd e v e l o p e da n dp r a c t i c e d i t s t h e o r e t i c a ls i g n i f i c a n c ea n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c el i e si n ： 1 p r o v i d eat h e o r e t i c a lr e f e r e n c ef o rt h ea p p l i c a t i o no ft h ea v a t a rt e c h n o l o g yi n t h ed e s i g na n dd e v e l o p m e n to fv i r t u a lc l a s s r o o m 2 耽ed e s i g n e da n dd e v e l o p e dv i r t u a lc l a s s r o o mw h i c hi sb a s e do na v a t a r t e c h n o l o g yw i l lp r o v i d eac o n v e n i e n tt o o lf o rt h es y n c h r o n o u si n t e r a c t i o no fd i s t a n c e e d u c a t i o n ，w h i c hi su s e df o rt h ei m p r o v e m e n to ft h es t u d e n t s l e a r n i n ga n dt h eq u a l i t y o ft h ed i s t a n c ee d u c a t i o n k e yw o r d s ：d i s t a n c e e d u c a t i o n ；v i r t u a lc l a s s r o o m ；s y n c h r o n o u st e a c h i n g s y s t e m ；a v a t a rt e c h n o l o g y 二、虚拟教室7 三、化身技术10 四、基于化身技术的虚拟教室1 1 第三节国内外研究现状与文献综述12 一、国内外虚拟教室研究综述12 二、国内外化身技术研究综述17 三、 国内虚拟教室应用情况调研2 0 第四节研究目标、内容和意义2 2 一、研究目标2 2 二、研究内容2 2 三、研究的意义2 2 第五节研究过程与方法2 3 一、研究过程2 3 二、研究方法2 4 第六节本章小结2 5 第二章研究的理论基础2 7 第一节社会建构主义理论2 7 一、理论概述2 7 二、对本研究的启示2 7 第二节情境学习理论2 8 一、理论概述2 8 二、对本研究的启示2 9 v i i 华南师范大学硕士学位论文 第三节分布式认知理论2 9 一、理论概述2 9 二、对本研究的启示3 0 第四节社会性存在理论3 1 一、理论概述3 1 二、对本研究的启示3 2 第五节本章小结3 2 第三章基于化身技术的虚拟教室的理论分析3 3 第一节虚拟教室概述及其不足3 3 一、虚拟教室概述3 3 二、现有虚拟教室的不足3 5 三、现存不足的原因分析3 7 第二节基于化身技术的虚拟教室系统模型4 0 一、基于化身技术的虚拟教室系统模型的图示4 0 二、基于化身技术的虚拟教室系统模型的具体分析4 1 第三节本章小结4 2 第四章基于化身技术的虚拟教室的设计4 3 第一节基于化身技术的虚拟教室的需求分析4 3 一、业务描述4 6 二、功能需求4 6 三、数据流图5 3 四、数据描述5 4 第二节基于化身技术的虚拟教室的总体功能设计5 7 一、系统总体框图5 7 二、系统框图分析5 7 三、化身技术在系统设计中的体现5 8 第三节本章小结5 9 第五章基于化身技术的虚拟教室系统的部分实现6 1 第一节开发环境与软件系统架构6 1 一、开发环境6 1 二、软件系统架构6 2 第二节系统功能介绍6 4 一、化身图像的选择6 4 二、教室的管理和选择6 5 三、虚拟课堂6 6 第三节本章小结6 8 第六章基于化身技术的虚拟教室应用效果分析6 9 目录 第一节基于化身技术的虚拟教室应用过程6 9 一、虚拟教室应用过程介绍6 9 二、虚拟教室应用情况总结6 9 第二节基于化身技术的虚拟教室应用效果分析7 0 一、应用效果分析7 0 二、评价总结7 5 第七章研究结论与后续研究7 7 第一节研究结论7 7 第二节研究的创新点7 8 第三节研究的局限性7 8 第四节后续展望7 8 参考文献8 1 附录8 6 附录1 ：远程教育虚拟教室需求调查问卷( 学生) 8 6 附录2 ：远程教育虚拟教室需求调查问卷( 教师) 8 9 附录3 ：远程教育虚拟教室需求调查( 管理员) 9 2 附录4 ：关于虚拟教室应用情况的调查问卷( 学生) 9 4 附录5 ：关于虚拟教室应用情况的调查问卷( 教师) 9 5 附录6 ：关于虚拟教室应用情况的访谈提纲( 学生) 9 6 附录7 ：关于虚拟教室应用情况的访谈提纲( 教师) 9 7 致谢9 9 攻读硕士学位期间的成果10 1 华南师范大学硕士学位论文 表目录 表卜1 虚拟教室与传统教室的异同1o 表卜2 虚拟教室的教学与“传统 的e ie a r nin g 的异同 1o 表卜3 国外虚拟教室文献检索结果12 表1 - 4 我国远程教育虚拟教室研究文献检索结果1 4 表卜5 国外对化身技术研究文献的检索结果18 表卜6 化身模型的构建方法19 表4 - 1 积分操作细则5 0 表4 - 2a v a t a r in f o 表5 4 表4 3 lm a g e - ln f o 表5 4 表4 - 4cia s sin f o 表5 4 表4 - 5t e s t in f o 表5 5 表4 - 6c h a t in f o 表5 5 表4 - 7w o r k in f o 表5 6 表4 - 8r e s o u r c e s in f o 表5 6 表4 - 9a w o k e in f o 表5 6 表6 - 1 教师填写的调查问卷7 4 图卜6 支持实时协作学习和协同工作的三维虚拟教室19 图卜7 虚拟教室产品在试点高校中的分布图2 1 图卜8 研究过程及方法2 5 图3 - 1 实时同步网络远程教学系统3 4 图3 - 2 远程实时视频会议系统3 5 图3 - 3 学习者使用虚拟教室系统情况3 6 图3 - 4 学生使用虚拟教室的频率3 6 图3 - 5 学生对目前虚拟教室的满意度3 6 图3 - 6 学习者在使用虚拟教室系统时遇到的困难3 7 图3 - 7 教师在使用虚拟教室系统时遇到的困难3 7 图3 - 8 基于化身技术的虚拟教室系统模型4 1 图4 - 1 学习者对虚拟教室能够促进学习的认可度4 3 图4 - 2 教师对虚拟教室能够提高教学的认可度4 4 图4 3 学习者对在虚拟教室中使用化身的意愿程度4 4 图4 - 4 学习者对化身能够激发学习兴趣的认可度4 4 图4 5 教师对在虚拟教室中使用化身的意愿程度4 4 图4 - 6 教师对化身能够激发学生学习兴趣的认可度4 5 图4 - 7 远程学习者对虚拟教室拟提供功能的态度4 5 图4 - 8 教师对虚拟教室拟提供功能的态度4 5 图4 - 10 化身中心用例总图4 8 图4 - 11 系统预设的化身表情4 9 图4 - 12 虚拟课堂用例总图5 1 图4 - 13 资源中心用例总图5 1 图4 - 14 教学管理子系统用例总图5 2 图4 - 15 邮件提醒系统用例总图5 3 图4 - 16 虚拟教室系统数据流图5 3 图4 - 17 基于化身技术的虚拟教室的总体框图5 7 图4 - 18化身图像示例5 8 图4 - 19 虚拟教室场景5 9 图5 - 1b s 结构图6 3 图5 - 2 基于化身技术的虚拟教室的系统架构6 3 图5 - 3 登录界面6 4 图5 - 4 化身图像选择界面6 4 图5 - 5 教室管理界面6 5 图5 6 教室选择界面6 5 图5 - 7 虚拟课堂总界面6 6 图5 - 8 入座界面6 6 图5 9 入座后观看视频课件界面6 7 图5 - 10 三分屏课件6 7 图5 - 11 教师查看学生的聊天记录6 7 图6 - 1 系统运行的稳定情况7 0 图6 - 2 系统运行的速度情况7 0 图6 - 3 师生交互的流畅情况7 1 图6 - 4 “系统不需要安装插件 的调查结果7 1 图6 - 5 “网站颜色搭配协调 的调查结果7 2 图6 - 6 “系统屏幕设计良好 的调查结果7 2 图6 - 7 “链接正确”的调查结果7 2 图6 - 8 “系统的使用说明详细”的调查结果7 2 图6 - 9 “该系统激发了我的学习兴趣 的调查结果7 3 图6 - 1 0 “该系统让我体验到了在真实教室中的感党 的 调查结果7 3 图6 - 11 “参与该系统让我有一种团队归属感 的调查结 果7 3木，o 图6 - 12 “该系统让我体验到了教师和其他同学的存在 的调查结果7 3 图6 - 13 “该系统促进了交互 的调查结果7 4 7 4 华南师范大学硕士学位论文 x l v 第一章绪论 第一章绪论 计算机技术的进步把人类带入了网络时代，计算机技术在教育中的应用把人 们吸引到了网络教育。网络教育的到来，给予了人们更多的学习机会。自1 9 9 8 年现代远程教育试点工程实施以来，我国现代远程教育取得了迅猛的发展和喜人 的成绩，主要表现在1 ：一、办学规模迅速扩大。国家批准从事现代远程教育的 高校从1 9 9 9 年的5 家增加到2 0 0 4 年的6 8 家。学生注册人数从1 9 9 9 年的3 2 万 增至2 0 0 3 年的9 4 9 万，到2 0 0 3 年底，在校注册学生总数达到2 3 0 万；二、网 络学习环境正在逐步形成。各部委对现代远程教育工程投入加大，基础设施逐步 完善，建成了计算机网络和卫星网络相结合、覆盖全国城乡的现代远程教育网络； 三、专业与课程建设不断加强。至2 0 0 3 年底开设专业达1 5 3 个，课程总数1 8 万门；四、网络教学资源建设进展较快，2 0 0 0 年7 月，教育部开始实施新世纪 网络课程建设工程，2 0 0 3 年启动了国家精品课程建设工程，至今已有上千门课 程资源上网。在我国现代远程教育迅猛发展的同时，仍普遍存在一些问题，存在 这些问题的根本原因在于我们对远程教育自身发展规律探索不够，认识不深。因 此，远程教育的健康、和谐发展需要我们在持之以恒的理论研究和实践探索中发 现和总结规律，并按照这些规律进行研究和实践。 第一节问题的提出 远程教育中师生时空相对分离的本质特征决定了其要用技术手段来实现教 与学的重新整合。计算机和互联网在远程教育的应用为解决这一问题提供了便利 的条件。基于计算机和互联网技术的现代远程教育的主要教学特征之一是教学信 息交互性强，师生之间可以通过视频会议系统、双向卫星电视、e m a i l 和b b s 进 行教学交互，但是在远程教育实践中却未实现这一教学特征2 。所以如何增强师 生间的交互，缩小两者的心理距离，拥有一个互动的教学环境是远程教学正在努 力解决的问题之一。为了解决上述问题，人们通过各种现代通信手段，努力营造 一个“面对面”的课堂教学环境，虚拟教室就是这些现代通信方式中的其中一种。 一、远程教育交互不足，学习者感到孤独 远程教育区别于其他教育形式的一个根本特征是师生时空相对分离，即教师 和学生不再是进行面对面地课堂交流，而是通过教师事先设计好的教学材料、教 学论坛、电子邮件、实时教学系统等进行教学交互，因此，在远程教育中，交互 1 致公党中央关于促进我国现代远程教育健康有序发展的提案【e b o l l ( 2 0 0 5 - 0 5 - 0 2 ) 2 0 0 9 1 2 1 9 h t t p ：s u x i n c r t v u c d u c n r e a d p h p ? i d - - 2 0 8 6 2 丁新中国远程教育发展的十大趋势【j 】中国远程教育( 综合版) ，2 0 0 3 ( 4 ) 1 华南师范大学硕士学位论文 显得尤为重要，交互的程度和质量在较大程度上影响着远程学习的有效发生。 在远程教育中，交互指的是学习过程中，以学习者对学习内容产生正确意义 建构为目的，学习者与学习环境之间的相互交流与相互作用3 。计算机技术和网 络技术的发展以及在远程教育的广泛应用使远程教育迅猛发展，进入第三代远程 教育阶段，即现代远程教育。现代远程教育中，基于计算机网络的交互与传统课 堂教学及前两代远程教育中的交互相比，有以下几个方面的特性4 ： 1 、多向互动 网络技术的发展使信息的传输由单向模式转向双向模式，如今多向传输也成 了可能。学习者不但可以利用课件、数字化信息资源及数字化学习工具进行学习 和教学交互，还可以通过与在线教师、同伴、专家对话而产生互动，大大突破了 传统课堂中交互的局限性。 2 、交互的时空不限 网络教学的基本特性之一就是师生时空相对分离，学习者可以随时随地进行 学习。计算机网络技术提供的实时和非实时交互工具为这一特征的实现奠定了良 好的基础。 3 、技术依赖性强 基于计算机网络的交互大大依赖于网络技术的发展，如b b s 、q q 、e m a i l 、 聊天室、音频和视频会议系统可以进行实时非实时的讨论和交互；仿真交互社 区大大强化了交互社区的真实感；计算机协同工作系统为不同地方的学习者提供 了一种虚拟班级和学校平台，促进了学习者合作和交往，以增强学习者的群体感。 4 、交互信息形式多样化 在课堂教学中，交互是以言语信息以及文本信息为主，而基于计算机网络的 交互采用多种信息形式，包括文本、音频、视频、动画等一切可以在网络上传输 的信息形式。同时，交互的信息也不必拘泥于现实世界的直观信息和抽象的语言 信息，可再现抽象语言的模拟信息，如展示人脑整体及部分结构的三维动画等。 但是以上所提到的这些有关交互的特征，在实践中却没有得到充分的体现。 研究者曾对江苏省的3 5 9 名远程教育学习者进行调查，结果表明5 ，尽管目前远 程教育的绝大多数课程都设有网上b b s 讨论区，不少远程教育院校还专门对课 程教师作为版主的职责和回复帖子的要求做出了具体的奖惩规定，但从实际情况 看，b b s 讨论作为一种很实用的非实时交互手段，其尚未被学习者充分利用。 但在目前的实践中，虽然网络教学系统上有b b s 、e m a i l 和即时通讯等交互手段， 但还是缺乏交互性6 。在现代远程教育的师生交互中，没有充分调动学生参与的 3 陈丽远程教育学基础【m 】北京：高等教育出版社，2 0 0 4 ：8 7 4 李英现代远程教育中的交互探讨【e b o l 】 ( 2 0 0 6 - 1 2 - 0 4 ) 2 0 0 9 - 1 2 - 1 9 h t t p ：l i b 3 6 0 d o c c o m 0 6 1 2 0 4 0 9 1 1 6 4 6 _ 2 8 2 0 2 5 s h t m l 5 周蔚，倪晓燕我国现代远程教育双向交互现状的分析研究【j 】现代远程教育研究，2 0 0 6 ( 5 ) 6 刘文网络教学交互性仍有不足【e b o l 】( 2 0 0 9 0 8 0 8 ) 2 第一章绪论 积极性，不能根据学生的交互反馈进行及时有效的评价，对学生的交互活动缺乏 控制，同时忽视学习社区的建设，营造协作学习环境不够，学生之间交互没有有 效促进学生学习，。 张伟远等学者在2 0 0 3 年对上海电视大学4 5 5 位远程学习者进行有关网上学 习障碍的调查研究，研究的结果显示，5 0 4 的被调查者表示与教师交流不足， 4 2 6 的被调查者认为网上学习容易产生孤独感，4 2 认为与同学交流不足8 。在 虚拟学习社区中的互动结构博士论文中，作者指出，在一学期中，7 2 6 的学 习者在课程b b s 的发贴次数介于k 3 次，l o 次以上的仅占6 9 9 。 张建伟等人通过问卷形式对网络学习和远程学习的过程、效果及其影响因素 进行了系统的研究m 。这项研究结果表明，学生在进行远程学习时遇到了很多困 难，尤其是难以与教师和同学展开充分的交流互动，其原因是未能获得充分的学 习支持服务。学习者普遍感到当前的远程教学中缺乏讨论交流，缺乏与老师的联 系。其中有百分之八十二的远程教育学习者觉得难以进行讨论和交流。百分之七 十的学生表示自己在学习中感到很孤独，希望能和同学交流。 远程教育主要采用的是基于资源的自主学习模式，学习者可以随时随地通过 下载网络教学平台上的资源进行自主学习。笔者对华南师范大学和华南理工大学 的远程学习者进行抽样调查，调查结果显示，有近7 0 的被调查者表示自己主要 是进行基于课件的自主学习，基于课件的自主学习模式仍然是目前网上学习的主 流。 图l - l 网上学习模式的类型及对比 但是在远程教育实践中，网络教学过分地看重资源的开发和展示，忽略了要 给予师生和生生之间适当的交互。虽然远程教育院校的网络教学平台上提供了 b b s 、电子邮件、电话、手机短信系统、文本聊天室以及视音频会议系统等交互 工具，但是远程学习者并没有充分地利用这些工具，因此在目前的远程教育中， 交互性这一特征没有真正实现，使学习者产生孤独感，最后导致远程教育辍学率 【2 0 0 9 1 2 - 1 9 1 h t t p ：w w w x u e x i g a n g c o m y e j y w l j y g l y f w 2 11 6 7 h t m i 7 舒存叶，赵蔚，张雷网络课程交互现状分析与思考【j 】中国电化教育，2 0 0 4 ( ! i ) 8 张建伟，黄河笑网上学习的障碍与期望【j 1 开放教育研究，2 0 0 3 ( 2 ) 9 马红亮在虚拟学习社区中的互动结构【d 1 广州：华南师范人学，2 0 0 6 m 张建伟，吴庚生，李绊中国远程教育的实施状况及其改进【j 】开放教育研究，2 0 0 3 ( 4 ) 3 华南师范大学硕士学位论文 的增高。 二、虚拟教室在我国远程教育中应用情况不容乐观 笔者通过国家精品课程平台对2 0 0 8 年国家精品课程所在的2 6 所远程教育院 校以及华南师范大学网络教育学院、中国人民大学、中国农业大学网络教育学院， 共2 9 所远程教育院校的虚拟教室系统进行了调研。 图1 2 远程教育院校提供虚拟教室的情况 从上图可以看出，只有少部分的网院提供了虚拟教室的工具或功能，其原因 可以从两个方面来分析，一方面，目前远程教育院校对虚拟教室等实时交互工具 并不重视。另一方面，通过笔者对这些虚拟教室的使用及本研究对网院教师及学 习者的问卷调查，我们可以得出目前的虚拟教室不能满足师生深层次交互的需 求，所提供的虚拟教室并没有真实的模拟课堂教学情境，虽然具有实时的视音频 传输功能，但大多数情况下是老师在讲，学生在听，实质性的交互很少，因此学 习者参与虚拟教室的学习积极性不高。 三、化身技术在远程教育中的应用未受到深入关注 相比虚拟现实技术，化身技术实现2 d 和3 d 虚拟世界不需要特殊的手套、 脸盔等硬件设备；相比其他常规的网络程序，它不需要太高的带宽。化身能通过 面部表情和身体姿势表达自己的情感，同时还能与其他化身进行讨论，因此化身 技术已经被广泛应用，例如q q 通讯软件用头像作为用户的化身，代表有差别的 个体，并传送各种表情；网络棋牌游戏用头像作为用户化身，化身可以进入房间， 选择牌桌，进行游戏。化身的应用提高了参与者的现场感，激发了参与者兴趣， 取得了较好的效果。 在国外，化身技术在产品展示和评测、计算机辅助教学与训练、电子商务、 网络论坛和即时通讯工具以及数字媒体和娱乐等方面有广泛的应用。研究者把化 身技术应用于教学中，得出： l 、虚拟化身世界适合教授实用的知识，学以致用的知识，而不是仅为了知 识而获得知识。 2 、当虚拟化身环境能够支持学习者为中心的工作团队，它就会显得很有效。 3 、虚拟化身世界拥有丰富的学习资源，适于发现式的教育、个性化的学习。 d m i t r ib i t o u ks h o ek n a y a r c r e a t i n gas p e e c he n a b l e da v a t a rf r o mas i n g l ep h o t o g r a p h e b o l ( 2 0 0 8 1 2 - 0 1 ) 2 0 0 9 - 1 2 2 0 h t t p ：a p p c u l c o l u m b i a e d u ：8 0 8 0 a c b i t s t r e a m 1 0 0 2 2 a c ：p ：2 9 5 3 7 1 4 9 5 p d f 4 第一章绪论 相关研究还得出1 2 ，化身技术在教学中的应用能够在虚拟教学环境中给学习 者带来沉浸感。 可见，化身技术在国外已经受到关注，而且在教育中的应用越来越广泛和深 入，化身技术的应用能够给远程教育中的师生交互、生生交互带来新的技术平台。 但是国内对化身技术的研究和应用还处于起步阶段。 教育的目的是教书育人，在传统教育中，教书育人的主要场所在教室，同样， 在远程教育中，笔者认为虚拟教室是远程教育教学系统的核心组成部分。而在目 前的远程教育实践中，实施的是基于浏览器服务器模式的教学方式，在该模式 中，所有课件的内容存在服务器上，学员通过浏览器用h r t p 协议访问服务器上 的信息资源。这种学习模式虽然突破了时空的限制，将不同地点的教师、学生和 课程联系在一起，学生可以在任何时候访问网络上的课件，并进行自由学习，同 时提供了非常丰富的教学资料，通过网络可以获得i n t e r n e t 上的海量资源，但是 它并没有很好地考虑教师和学生之间的关系，一方面，学习者学习过程中处于主 动地位，他们独立地获取、选择和学习材料；另一方面，教师处于被动地位，甚 至是不可见的，他们只是编写课程材料，放在互联网上，提供极少的教学辅助。 此外这种教学模式缺乏及时的实时交互，根据伽利森的通信和学生控制的理论， 教师和学生之间双向通信是必要的。因此，现有的远程教育教学系统只是陈列了 一些课件、资源，缺乏及时的同步交互，忽略了教学情境和教学交互的创设。虚 拟教室虽然要求学习者在同一时间进行学习，但是它可以允许学习者在任何地方 进入教室进行学习，同时还提供实时的讨论、群体感、社会存在感等1 3 。因此急 需在考虑目前计算机和网络的发展现状的基础上建构一个模拟真实课堂教学，具 有教学活动、教学管理以及师生、生生之间实时同步交互的虚拟学习环境。 第二节本研究相关概念界定 一、同步教学交互 同步是指两个或者两个以上事物的发生、存在或者产生的时间完全相同或者 间隔很小1 4 。在数字通信领域，同步是指一种传输技术，在发送端和接收端设置 一个共同的时钟信号，以控制和协调它们之间的传输，减少发送端和接收端的等 待时间从而明显提高了数据传输率”。 旺m o y ak m a s o n a v a t a r t e c h n o l o g y e b o l 【2 0 0 8 1 2 - 2 1 】h t t p ：w w w h o f f r o g c o r n c o m p a n i e s a v a t a r - t e c h n o l o g y ”c o l e ，a ( 2 0 0 0 ) i s s u e si nw e b b a s e dp e d a g o g y ：ac r i t i c a lp r i m e r w e s t p o r t , c t ：g r e e n w o o dp r e s s ( s e e ! n t r o ) ”dk e e g a n s y n c h r o n o u se l e a r n i n gs y s t e m s ：a l li n t r o d u c t i o n e b i o l 【2 0 0 9 - 1 2 - 2 0 h t t p ：w w w f e m u n i - h a g e n d e z 1 f f s y n c h r o n o u s p d f ”李明峰，李茂堂，付文君，华风雷卫星数据实时传输系统中数据传输接口板的设计与应用【j 】计算机工 程与应用，2 0 0 3 ，3 8 ( 2 ) s 华南师范大学硕士学位论文 从教学的时效性角度来看，远程教育教学交互可以分为同步教学交互和异步 教学交互m ，这两种教学交互又常常被称为同步交互和异步交互。同步教学交互 指的是交互在教学过程中随时发生，与教学同步，它需要学习者在固定的时间参 与学习；异步教学交互是指交互滞后于教学过程，