虚拟仿真技术在新媒体设计教学中的研究

　　虚拟仿真技术随着科技进步逐渐走进人们的视野，同时也对教育领域的实践教学有着深深的吸引力。本文从高校网络与新媒体设计教学内容出发，借鉴虚拟仿真技术与其他行业结合发展的经验，将虚拟仿真技术作为新的教学手段融入课堂，深入探讨新媒体设计中理论知识、操作技能与实践创新等部分与虚拟仿真技术创建的模拟学习环境相结合的具体形式，进一步提高学生学习兴趣，推进虚拟仿真技术在实践教学中的发展。

　　《南方职业教育学刊》(双月刊)于2010年9月经国家新闻出版总署批准公开出版发行，由广东省教育厅主管，汕头职业技术学院与广州铁路职业技术学院合办，2011年1月创刊。

　　随着科技迅猛发展，人们进入互联网+信息时代，虚拟仿真技术成为当下热门词汇，虚拟现实中VR,教育、游戏、旅游、军事等项目接踵而至，在极短的时间内占领各大传媒平台的首页。VR技术以仿真模式，融合计算机信息技术、多媒体技术、网络技术等，将实物转化为模型，给人们全新体验。虚拟仿真作为技术上的革新，主导着社会传播方式的转变，并且影响教育行业，它不仅对传统教学内容有所扩充，也为教学手段和教学方法增添新的选择，还大大提高了教学质量。

　　一、网络与新媒体设计教学现状分析

　　《网络与新媒体设计》是高等教育中一门重要课程。随着“互联网,”时代的到来，该课程也在与时俱进，增加了许多新型传播方式的教学内容，包括H5、微信公众号、微博等自媒体运营的特点及手法等。网页设计作为课程的主要教学内容，包括动静态网页的介绍、网页中图文及视频等对象的插入、表格、表单、超链接、CSS样式、框架结构、模板和库的介绍等。传统的教学模式以教材为中心，但实践中发现，由于学生本身并不具备足够的计算机基础与网络技术相关知识，在动静态网页等理论知识的认知上有些难度，一旦涉及服务器、数据库等专业知识，容易产生概念模糊等现象。对于实际操作的部分，虽有相关实验支持，但依旧存在一些问题。学生在没有计算机技术、编程语言的基础上很难理解模板和库、CSS样式等概念，对代码的含义、书写方式、书写规范也是一知半解。部分学生认为框架结构的概念较难理解，在自己动手操作时容易出现无从下手，不知该建立怎样的框架结构，建完框架后该如何再修改等困惑。这些问题虽然在实际教学中可以通过教师反复强调，学生多加练习以提高实践能力，但过程相对复杂且效果并不明显。所以在《网络与新媒体设计》课程中，如何让学生快速地了解静态网页与动态网页的区别，通过实践理解框架结构、CSS样式、模板和库等知识概念，提高对网络与新媒体的理解和实际操作技能成为了这门课教学任务上亟待解决的重点与难点。

　　二、虚拟仿真技术在理论教学上的应用

　　虚拟仿真技术不仅可以改善传统教学中的弱势，还可以提高教学效率。利用VR技术构建虚拟实验室，缓解教学资源不足的问题，推动实验教学的现代化发展，使学生加深对实验教学内容的理解。Burdea等人在1994年提出了虚拟现实VR技术的三个最主要特点[1]：沉浸性、交互性和想象性。沉浸性是指用户在纯自然的状态下借助设备和自身的感知觉系统对虚拟环境的投入程度;交互性是指人们可以通过专门的输入输出设备以自然的方式和虚拟世界中的对象进行交互操作和交流;想象性是指借助虚拟技术可以使用户沉浸其中并获得新的知识，从而使用户深化概念和萌发新意。利用这三个特点可以打破时空的限制，与《网络与新媒体设计》课程的教学难点相结合，让学生获得直观、逼真的效果体验[2]。

　　(一)基础知识教学环节的虚拟仿真设计

　　《网络与新媒体设计》的教学主要包括几个方面：H5的介绍及制作、微信公众号的创建与维护、微博等自媒体的运营、制作网站的基本步骤、网页的基本要素、动静态网页的概念及区别、HTML介绍等。其中难点在于域名空间、HTML的介绍和标签的书写方式等，该部分理论性强，内容比较抽象。传统的教学方式多以投影和讲述为主，虽然结合案例介绍，但教学效果并不显著。学生在没有足够网络与计算机技术知识的前提下理解起来还是有难度的，形成的概念较为模糊，理解不够真切，不能准确判断参数的变化对结果产生的影响等。因此，如果将教学内容结合虚拟仿真技术，逐步分解知识点，把知识以动画模型等形式呈现，使原本抽象的内容变得具体化，激发学生的学习兴趣，效果就会大大增强。

　　针对制作网站基本步骤的知识点，利用虚拟仿真技术制作一个分解基本步骤的模拟空间，用于验证、巩固和补充课堂讲授的理论知识。每一个步骤相当于一个知识点，除了正常授课之外，还可以配合相應的练习，使学生通过对模拟空间的操作建立对专业的感性认识。首先提供几个主题和类别的网站供学生选择，通过文字形式向学生传达域名的概念，在模拟空间中利用图表和文本列出域名的常见分类，并标注出域名格式。待学生了解之后，显示相应练习，由模拟空间的系统生成不同域名及网站类型，由学生自行搭配，搭配成功后方可进入申请域名的环节。用这种方法展示环环相扣的知识点，使学生尽快熟悉今后所要从事工作的部分内容。

　　动静态网页的概念及区别相对复杂，学生在理解上难度较大。我们可以通过虚拟仿真技术建立一个静态网页的模型，利用计算机对文本、图形、表格、动画、音频、视频等多种媒体信息进行综合处理，让学生了解统一资源定位符，介绍后缀Htm、Html、Shtml等区别，在模型的帮助下，更容易让学生发现静态网页在交互性和功能性方面的限制以及页面浏览迅速、操作性强等优点。再利用模型将动态网页的概念及特点展现出来，结合视频更好地展示动态网页的功能。除此之外，模型还需要再建立一个虚拟的框架结构，包括客户端、服务器、数据库等，利用结构图和请求网页、回应网页、送出的SQL指令等向学生展示动静态网页的区别，生成逼真的二维和三维场景，更好地帮助学生进行理解。在虚拟仿真技术的基础上将知识点从传统的纯文本教学模式改善为文字、图片、表格、视频、模型等多方面综合的多媒体教学形式。

　　(二)框架结构教学环节的虚拟仿真设计

　　框架结构的难点包括框架属性及设置链接等几个部分。学生初次接触后基本能找到创建框架的工具，但理解框架的构成不太容易。教学中发现，学生不理解子框架和框架集，不能将其一一对应地保存，从而影响到链接设置。讲解框架属性及操作时发现，当需要调整的参数变多时，学生容易出现操作失误的现象。这些困难直接导致学生在框架的综合训练中产生不能结合锚点创建、导航框架修改时出现错误等问题。如果能借助VR头盔和红外笔等设备，以有效方式实现人机对话就可以强化学生的参与性和自主性，提高学习效率。

　　对于框架构成和链接目标部分的教学，利用计算机图形学和图像处理技术将大量框架的概念、作用、创建等内容以图形或图像的形式显示，用虚拟仿真技术建立虚拟框架，将子框架包含在框架集之内，定义子框架和框架集的位置和数量关系。学生利用VR配套红外笔把浏览器的格局分割为几个区域，每个区域分别显示替换窗口内容时不影响各个窗口间链接关系的不同网页内容。保存框架时，学生通过点击虚拟框架的方式对子框架和框架集进行保存，保存过程中由系统提示框架与内容是否一致，若一致，则继续学习链接目标;若不一致，则着重显示子框架和框架集的位置后重新保存，学生还可以自行设计虚拟的操作过程与方法。当学生充分掌握子框架和框架集的概念、作用等内容后，进行链接目标的操作，要求在虚拟子框架中设置链接，并且在指定的框架中打开链接。若是之前保存框架时出现了错误，那在链接目标处必定不能到达指定子框架。只有通过虚拟仿真技术，才能让学生主动探索有效的实验步骤，培养观察能力和创新能力。

　　利用VR系统创建“虚拟教室”学习框架属性设置及框架应用，由系统发出指令，提出对边框宽度、颜色、超链接等要求，学生在虚拟教室中操作。完成操作后，由系统随机挑选一套框架合集的练习题，要求学生按照题目并结合创造力进行框架设计，中途若操作失误，则由系统提示并指导修改，以达到最终练习效果。这样，原本晦涩难懂的内容可以通过虚拟仿真技术更新教学手段，让枯燥的理论知识立体丰满。同时借助各种功能键盘、头盔显示器等的控制台和显示设备，相互联系学生端和教师端，方便教师观察学生学习过程。

　　(三)模板与库教学环节的虚拟仿真设计

　　制作网页时，一些元素会被多个页面使用，如果每次都重新制作相同元素则会浪费时间，且后期维护和修改时也相当费力。为避免重复工作，提高制作效率，可以通过模板和库解决问题。教学中发现，学生对模板内部可编辑区域、可选区域、重复模板标记等概念不易理解，特别是对可编辑区域和锁定区域的区别、可选区域和重复区域的用法经常混淆。

　　虚拟仿真技術可以对该部分的教学内容进行深化解析，按照预先设定好的程序展示实验步骤、过程和结果，帮助学生理解模板与库的概念。首先，利用虚拟仿真技术向学生展示模板的格式和普通网页格式的不同，再对两种格式的文件进行制作结果的分析，让学生自主学习并且得出二者之间概念和形式上的区别。其次，借助虚拟仿真技术以动画、视频和模型的形式介绍可编辑区域的概念，以高性能的计算机为硬件，利用各种软件技术生成不同网页主题的虚拟情节、场景、环境和模板形式。先由模型系统提供顶、左、右侧框架分别为可编辑区域的虚拟模板让学生选择，通过选择链接不同目标框架，在虚拟模板中选择相应的可编辑区域，并插入包括文字、图片、视频、音频等不同对象，其他锁定区域都不能进行编辑，方便学生了解锁定区域和可编辑区域的特点及区别。对于重复区域和可选区域部分，可以仿照可编辑区域的教学方式，通过虚拟仿真技术模拟实验操作流程，将添加重复区域和删除重复区域的知识点展示给学生。用这样的方法建立逻辑关系，并通过模型交互界面、窗口交互操作实现人与计算机之间的信息输入与输出，最终使知识点形象化。

　　另外，对于库的概念可以建立一个形象、生动、高效且基于交互式多媒体技术的虚拟库模型。在虚拟库模型中让学生自由编辑，然后将虚拟库模型保存，再运用在虚拟框架或虚拟模板之中，而且可以同时插入多个虚拟库模型，操作过程中如果需要重新定义虚拟库模型中的内容，则可在虚拟库模型中直接修改，若只想在虚拟框架中修改多个虚拟库模型中的某一个，也可将需要修改的库从虚拟库模型中分离出来重新编辑即可完成。利用虚拟仿真技术可以将库的概念通过模型的形式展现出来，在理论教学、原理演示以及辅助操作训练上给学生区别于传统教学方式的体验，方便学生理解。

　　(四)CSS样式教学环节的虚拟仿真设计

　　CSS样式可以起到增强效果，美化页面的作用。但学生对计算机语言没有太多了解，也没有相关知识的储备，所以学习时易出现问题。因此，利用虚拟仿真技术实现模拟训练，强调虚拟场景的真实性和可操作性，学生在模拟环境下完成CSS样式的操作，就可以巧妙地解决这个问题。

　　CSS样式教学多半的问题都聚集在创建和调用外部样式表的部分。通过虚拟仿真技术先将CSS样式的简介用图像形式表现出来，找一些案例对应不同的CSS编辑内容，让学生对CSS样式制作的结果感官的印象，帮助学生在实验中更直观地感受到实验步骤和实验结果的对应关系。其次，对之前基础知识学习时给学生介绍的HTML基本结构和标签书写方式等内容进行回顾，让学生了解标签和CSS样式之间的联系。再来通过虚拟环境引出CSS样式的三种类型：标签型、类型、ID型，并利用视频和动画展示出三者之间的等级关系。在演示过程中将标签型的部分常见标签及新建CSS规则的特点着重强调，对CSS规则定义中的类别逐个分类讲解，只有细致到每个参数的调整，学生才能明白最终结果和步骤之间的关系。在虚拟仿真技术的支持下，跟踪与反馈成为人与虚拟环境交互的主要渠道，利用眼球追踪技术发送与接收信息，便于教师观察学生在学习时眼神聚焦的位置及停留的时间，起到连接仿真知识点与学生反馈的作用，再根据大数据分析处理，了解学生迟疑的知识点并加以解释，从而达到交互状态。

　　另外，学生对于CSS选择器在理解上也是相当有难度的，多数学生会对超级链接四个状态的CSS样式编辑有些疑问，不能明确没访问的、访问过的、鼠标经过超级链接时的和正在单击超级链接时的状态，在操作中往往也有不少失误。传统教学方式可以通过多次讲解来让学生加深印象，但效率不高，而新的教学方法则可以通过虚拟仿真技术建立模拟超级链接的过程，由学生自行选择CSS样式类别，系统提示选择器名称的正确书写方式，并在CSS规则中任意定义所需的样式，当四种超级链接状态都定义完成后再由系统将四种选择器名称和CSS规则定义内容排列对比，帮助学生对四种状态有新的认知和理解，进而达到自主学习和实践操作的相结合。

　　三、虚拟仿真技术在综合实践上的应用

　　《网络与新媒体设计》的教学内容偏向培养学生的操作能力，随着自媒体传播兴起，教学内容有所扩展，同时加强了教师的主导作用。虚拟仿真技术的出现不仅给教师在教学方法上提供多种选择，而且给学生建立模拟教与学的空间，提供形象逼真的学习环境，让学生从枯燥的口述讲授进入到与时俱进的科学技术之中，将课堂理论知识转化为实践能力，促进教学方式、实验方法的变革，是教学形式上的一个质变。

　　虚拟仿真技术对实践教学的部分可以从几个方面来看。该技术为学生创建模拟环境，循序渐进地将其引入到实验场景中，营造真实的实验氛围，激发学生的想象力和创造力。模拟训练特别强调场景的沉浸性、交互性和想象性，学生在模拟环境中随意变化时空位置完成指定操作，利用数字头盔、手套、眼镜、立体声耳机等输出装置，提高实践应用能力。学生分组实验后，训练中的每步操作都会被记录并且分类保存，即使完成学习，也可以回看实验过程并修正错误。教师可以把模拟操作过程上传到虚拟实验平台上进行分析总结。

　　在经过之前对理论知识的学习之后，可以利用虚拟仿真技术给学生创建一个虚拟网络与新媒体环境，让学生能够在虚拟空间展示中得到更为真实的感官体验，增强临场感。例如针对网页设计的部分，给学生建立虚拟网络空间，要求学生在虚拟网络空间中独立制作一个网站，网站中包含同类主题的一系列网页、文本、图片、音频、视频、表格、表单等，结合教学内容中的CSS樣式、模板与库、框架结构等进行完善，并且最终发布到虚拟网络空间中。发布之后教师可以直接进行评阅，在不同的模型模块中，对学生的交互式翻转课堂实验过程进行形成性评价和总结性评价，概括其交互式模拟软件应用水平、知识掌握程度及综合实践能力等。

　　针对例如微信公众号设计等自媒体运营的部分，在虚拟网络空间中要求学生用自己的微信号申请一个微信公众号，并且每天向教师进行公众号文章推送，与教师进行自媒体互动等。公众号从主题、内容到形式、风格都由学生自行定义，在虚拟仿真技术建立的模拟环境中自主完成新媒体运营过程，创造亲切、自然、与时俱进的成果展示方式，教师则根据学生公众号编辑及运营成果进行课程总结。再如H5设计中，要求学生利用虚拟仿真技术进行H5的制作，利用VR结合多媒体技术以及H5编辑技术形成虚拟的作业形式，完成后可形成一张完整的拜年贺卡、生日卡片或自身名片等。通过操作技能的反复训练，发现自己存在的问题，再回顾虚拟空间中的学习记录，查漏补缺，掌握正确的操作方法，培养创造能力、实践能力和操作技能。

　　四、结 语

　　虚拟仿真技术无论从技术层面还是用户体验都越发成熟。若是能运用到实践教学中不仅可以给教学内容增加趣味性，还可以提供更多教学方法，学生也可以在虚拟空间中获得更多知识。虚拟仿真技术让《网络与新媒体设计》教学内容从传统的教室为中心转变为模拟空间为中心，节省资源的同时还解决了由于经费原因而导致实验室设备不足等问题，打破传统教学场地的概念和教学设备的限制，改变了传统的教学模式和手段，成功调动学生的积极性，提高了教学效果。

　　参考文献：

　　[1]白利，张枝.虚拟仿真技术在摄影教学中的应用探索[J].福建教育学院学报，2016(9).

　　[2]孙艳琴.交互式翻转课堂模式模拟设计与应用[J].信息与电脑，2016(1).

　　[3]王卫国，胡今鸿，刘宏.国外高校虚拟仿真教学现状与发展[J].实验室研究与探索，2015(5).

　　[4]魏岳江.虚拟现实技术(VR)在新媒体报道中的运用[J].传媒聚焦.2016(10).