北京師范大學 何克抗
一、多媒體教育應用的重大意義
自進入九十年代以來，多媒體技術迅速興起、蓬勃發展，其應用已遍及國民經濟與社會生活的各個角落，正在對人類的生產方式、工作方式乃至生活方式帶來巨大的變革。特別是由于多媒體具有圖、文、聲并茂甚至有活動影象這樣的特點，所以能提供最理想的教學環境，它必然會對教育、教學過程產生深刻的影響。這種深刻影響可以用一句話來概括：多媒體技術將會改變教學模式、教學內容、教學手段、教學方法，最終導致整個教育思想、教學理論甚至教育體制的根本變革。多媒體技術之所以對教育領域有如此重大的意義，是由于多媒體技術本身具有許多對于教育、教學過程來說是特別寶貴的特性與功能，這些特性與功能是其他媒體(例如幻燈、投影、電影、錄音、錄像、電視等)所不具備或是不完全具備的。首先應該說明一點：這里所說的多媒體技術是以計算機為中心的多媒體技術。在前幾年的一些書籍中曾提到過多媒體組合教學，那種多媒體的概念不一樣，那只是將幾種媒體加以簡單的組合(例如把幻燈、投影、錄音、錄相加以組合)。今天的多媒體技術則是以計算機為中心，把語音處理技術、圖象處理技術、視聽技術都集成在一起，而且把語音信號、圖象信號先通過模數轉換變成統一的數字信號，這樣作以后，計算機就可以很方便地對它們進行存儲、加工、控制、編輯、變換，還可以查詢、檢索。顯然，這與原來把多種形式媒體組合在一起是完全不一樣的，因為它是通過計算機把幾種處理不同媒體信息的技術集成在一起。集成方法就是通過模數轉換，全變成數字；而且為了便于加工，便于傳輸，還要進行數據壓縮，傳到指定地點以后再還原，有一整套復雜的技術通過計算機來實現。所以現在的多媒體技術，實際上是以多媒體計算機來體現的，下面我就從多媒體計算機四個方面的特性與功能來說明它對教育應用的重大意義。
1、多媒體計算機的交互性有利于激發學生的學習興趣和認知主體作用的發揮
人機交互、立即反饋是計算機的顯著特點，是任何其他媒體所沒有的。多媒體計算機進一步把電視機所具有的視聽合一功能與計算機的交互功能結合在一起，產生出一種新的圖文并茂的、豐富多彩的人機交互方式，而且可以立即反饋。這樣一種交互方式對于教學過程具有重要意義，它能夠有效地激發學生的學習興趣，使學生產生強烈的學習欲望，從而形成學習動機。交互性是計算機和多媒體計算機所獨有的，正是因為這個特點使得多媒體計算機不僅是教學的手段方法，而且成為改變傳統教學模式乃至教學思想的一個重要因素。
大家知道，在傳統的教學過程中一切都是由教師決定。從教學內容、教學策略、教學方法、教學步驟甚至學生做的練習都是教師事先安排好的，學生只能被動地參與這個過程，即處于被灌輸的狀態。而在多媒體計算機這樣的交互式學習環境中學生則可以按照自己的學習基礎、學習興趣來選擇自己所要學習的內容，可以選擇適合自己水平的練習，如果教學軟件編得更好，連教學模式也可以選擇，比如說，可以用個別化教學模式，也可以用協商討論的模式。使計算機象學習伙伴一樣和你進行討論交流。也就是說，學生在這樣的交互式學習環境中有了主動參與的可能，而不是一切都由教師安排好，學生只能被動接受。按認知學習理論的觀點，人的認識不是外界刺激直接給予的，而是外界刺激與人的內部心理過程相互作用產生的，必須發揮學生的主動性、積極性，才能獲得有效的認知，這種主動參與性就為學生的主動性、積極性的發揮創造了很好的條件，即能真正體現學生的認知主體作用。
2、多媒體計算機提供外部刺激的多樣性有利于知識的獲取與保持
多媒體計算機提供的外部刺激不是單一的刺激，而是多種感官的綜合刺激。這對于知識的獲取和保持，都是非常重要的。實驗心理學家赤瑞特拉（Treicher）作過兩個著名的心理實驗，一個是關于人類獲取信息的來源，就是人類獲取信息到底主要通過哪些途徑。他通過大量的實驗證實：人類獲取的信息83%來自視覺，11%來自聽覺，這兩個加起來就有94%。還有3.5%來自嗅覺，1.5%來自觸覺，1%來自味覺。多媒體技術既能看得見，又能聽得見，還能用手操作。這樣通過多種感官的刺激獲取的信息量，比單一地聽老師講課強得多，信息和知識是密切相關的，獲取大量的信息就可以掌握大量的知識。他還作了另一個實驗，是關于知識保持即記憶持久性的實驗。結果是這樣的：人們一般能記住自己閱讀內容的10%，自己聽到內容的20%，自己看到內容的30%，自己聽到和看到內容的50%，在交流過程中自己所說內容的70%。這就是說，如果既能聽到又能看到，再通過討論、交流用自己的語言表達出來，知識的保持將大大優于傳統教學的效果。這說明多媒體計算機應用于教學過程不僅非常有利于知識的獲取，而且非常有利于知識的保持。
3、超文本功能可實現對教學信息最有效的組織與管理
超文本(Hypertext)是按照人腦的聯想思維方式非線性地組織管理信息的一種先進技術。如果所管理的信息不僅是文字，而且還包含圖形、圖象、聲音等其它媒體信息，那就成為一個超媒體系統，換句話說，超媒體就是多媒體加超文本。事實上目前的絕大多數多媒體系統都是采用超文本方式對信息進行組織與管理。因此在一般情況下，也可以對超媒體系統與多媒體系統不加區分，即把超文本看作是多媒體系統的一種特有功能。
如果按超文本方式組織一本書，就和傳統的文件或印刷的書籍完全不同，這時的正文(文章、段落、或一句話、一個詞)都按相互間的聯系被組織成正文網。這本書無所謂第一頁和最后一頁，從哪段正文開始閱讀，以及接下來讀什么都由讀者的意愿來決定。選擇下一段正文的依據不是順序，也不是索引，而是正文之間的語義聯系。認知心理學的研究表明，人類思維具有聯想特征。人在閱讀或思考問題過程中經常由于聯想從一個概念或主題轉移到另一個相關的概念或主題。所以按超文本的非線性、網狀方式組織管理信息和按傳統文本的線性、順序方式組織管理信息相比較，前者更符合人類的思維特點和閱讀習慣。
超文本之所以具有上述優越性是由其結構特征決定的，超文本的基本結構由節點(node)和鏈(link)組成。節點用于存儲各種信息，節點內容可以是文本、語音、圖形、圖象或一段活動影象;節點大小可以是一個窗口也可以是一幀或若干幀所包含的數據，鏈則用來表示各節點(即各種信息)之間的關聯。節點和鏈均有多種不同的類型因而形成各種不同的多媒體系統。
利用多媒體的超文本功能實現對教學信息的組織與管理，其優越性在于：
(1)可按教學目標的要求，把包含不同媒體信息的各種教學內容組成一個有機的整體。在傳統的印刷教材中，有關語音和活動影象的內容無法與文字內容組成一體化的教材，只能以教科書、錄音帶、錄像帶三者各自獨立的形式，分別出版。顯然，這樣的教科書，其內容必然是單調、枯燥的，與超文本方式組織的圖、文、音、像并茂的豐富多采的電子教材不可同日而語。
(2)按教學內容的要求，把包含不同教學要求的各種教學資料組成一個有機的整體。教學過程的每個教學單元均包含課文、練習、習題、提問、測驗、對測驗的解答及相應的演示或實驗，把這些教學內容相關而教學要求不同的教學資料有機地組織在一起，無疑對課堂教學、課外復習或自學都是大有好處的。而按傳統文本的線性、順序方式來組織、管理教學內容絕不可能做到這一點。
(3)可按學生的知識基礎與水平把相關學科的預備知識及開闊視野所需要的補充知識組成有機的整體。因材施教是優化教學過程的重要目標之一，但由于學生個體之間差異很大，要在傳統印刷教材中同時滿足基礎較差學生、一般學生和優秀學生對教學內容的不同需求是做不到的，而在多媒體電子教科書中這卻是輕而易舉的事情，只要利用超文本功能設置和預備知識有關的熱鍵以及和補充知識有關的熱鍵即可。
4、多媒體計算機可作為認知工具實現最理想的學習環境
從八十年代中期到九十年代初，計算機作為工具在教育領域被廣泛應用主要有兩個方面：一是作為數據處理工具（如各種數據庫和電子表格處理軟件的應用）；二是作為文字處理工具（如WPS和WORD軟件）。近年來，計算機在教育領域作為工具應用的一大發展，是作為教學過程中一種有效的認知工具。
眾所周知，在過去的廿年中，強調刺激－反應并把學習者看作是對外部刺激作出被動反應即作為知識灌輸對象的行為主義學習理論，已經讓位給強調認知主體的內部心理過程并把學習者看作是信息加工主體的認知學習理論。隨著心理學家對人類學習過程認知規律研究的不斷深入，認知學習理論的一個重要分支棗建構主義學習理論在西方逐漸流行。由于多媒體計算機和網絡通信技術所具有的多種特性特別適合于實現建構主義學習環境，換句話說，多媒體計算機和網絡通信技術可以作為建構主義學習環境下的理想認知工具，能有效地促進學生的認知發展，所以隨著多媒體計算機和Internet網絡的飛速發展，建構主義學習理論正愈來愈顯示出其強大的生命力，并在世界范圍內日益擴大其影響。
下面我們就從"學習的含義"（即關于"什么是學習"）與"學習的方法"（即關于"如何進行學習"）這兩個方面簡要說明建構主義學習理論的基本內容。
(1)、關于學習的含義
學習是獲取知識的過程。建構主義認為，知識不是通過教師傳授得到，而是學習者在一定的情景即社會文化背景下，借助其他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構的方式而獲得。由于學習是在一定情景即社會文化背景下，借助其他人的幫助即通過人際間的協作活動而實現的意義建構過程，因此建構主義學習理論認為"情景"、"協作"、"會話"和"意義建構"是學習環境中的四大要素或四大屬性。
"情景"：學習環境中的情景必須有利于學生對所學內容的意義建構。這就對教學設計提出了新的要求，也就是說，在建構主義學習環境下，教學設計不僅要考慮教學目標分析、學習者特征分析以及媒體的選擇與利用，還要考慮有利于學生建構意義的情景的創設問題，并把情景創設問題看作是教學設計的最重要內容之一。
"協作"：協作發生在學習過程的始終。協作對學習資料的搜集與分析、假設的提出與驗證、學習成果的評價直至意義的最終建構均有重要作用。
"會話"：會話是協作過程中的不可缺少環節。學習小組成員之間必須通過會話商討如何完成規定的學習任務的計劃；此外，協作學習過程也是會話過程，在此過程中，每個學習者的思維成果（智慧）為整個學習群體所共享，因此會話是達到意義建構的重要手段之一。
"意義建構"：這是整個學習過程的最終目標。所要建構的意義是指：事物的性質、規律以及事物之間的內在聯系。在學習過程中幫助學生建構意義就是要幫助學生對當前學習內容所反映事物的性質、規律以及該事物與其它事物之間的內在聯系達到較深刻的理解。這種理解在大腦中的長期存儲形式就是關于當前所學內容的認知結構，也稱"圖式"。
(2)、關于學習的方法
建構主義提倡在教師指導下的以學習者為中心的學習，也就是說，既強調學習者的認知主體作用，又不忽視教師的主導作用。教師是意義建構的幫助者、促進者，而不是知識的提供者與灌輸者。學生是信息加工的主體、是意義的主動建構者，而不是知識的被動接受者和被灌輸的對象。
學生要成為意義的主動建構者，就要求學生在學習過程中從以下幾個方面發揮主體作用：
①要用探索法、發現法去建構知識的意義；
②在建構意義過程中要求學生主動去搜集并分析有關的數據和資料，對所學習的問題要提出各種假設并努力加以驗證；
③要求學生把當前學習內容所反映的事物盡量和自己已經知道的事物相聯系，并對這種聯系加以認真的思考。"聯系"與"思考"是意義構建的關鍵。如果能把聯系與思考的過程與協作學習中的協商過程（即交流、討論的過程）結合起來，則學生建構意義的效率會更高、質量會更好。協商有"自我協商"與"交際協商"（也叫"內部協商"與"社會協商"）兩種，自我協商是指自己和自己辯論什么是正確的；交際協商則指學習小組內部相互之間的討論與辯論。
教師要成為學生建構意義的幫助者，就要求教師在教學過程中從以下幾個面發揮主導作用：
①激發學生的學習興趣，幫助學生形成學習動機；
②通過創設符合教學內容要求的情景和提示新舊知識之間聯系的線索，幫助學生建構當前所學知識的意義。
③為了使意義建構更有效，教師應在可能的條件下，組織協作學習（開展討論與交流），并對協作學習過程進行引導使之朝有利于意義建構的方向發展。引導的方法包括：提出適當的問題以引起學生的思考和討論；在討論中設法把問題一步步引向深入以加深學生對所學內容的理解；要啟發誘導學生自己去發現規律、自己去糾正和補充錯誤的或片面的認識，切忌直接對學生進行灌輸。
下面我們通過兩個實際課例說明如何把多媒體計算機及網絡通信技術作為認知工具以實現這樣的學習環境。
課例1：澳大利亞"門尼彭茲中心小學"所作的試驗
試驗班為六年級，有30名學生，教師名字叫安德莉亞，當前要進行的教學內容是關于奧林匹克運動會。像往常一樣，安德莉亞鼓勵她的學生圍繞教學內容擬定若干題目（例如奧運會的歷史和澳大利亞在歷次奧運會中的成績等問題），確定媒體在解決這些問題的過程中所起的作用，并要求學生用多媒體形式直觀、形象地把自己選定的問題表現出來。經過一段時間在圖書館和Internet網上查閱資料以后，其中米徹爾和沙拉兩位小朋友合作制作了一個關于奧運會歷史的多媒體演示軟件。在這個軟件向全班同學播放以前，教師提醒大家注意觀察和分析軟件表現的內容及其特點。播放后立即進行討論。一位學生說，從奧運會舉辦的時間軸線，他注意到奧運會是每4年召開一次。另一位學生則提出不同的看法，他認為并不總是這樣，例如1904年、1906年和1908年這幾次是每兩年舉行一次。還有一些學生則注意到在時間軸線的1916，1940和1944這幾個年份沒有舉行奧運會，這時教師提出問題："為什么這些年份沒有舉辦奧運會？"，有的學生回答，可能是這些年份發生了一些重大事情，有的學生則回答發生了戰爭，有的則更確切地指出1916年停辦是由于第一次世界大戰，1940和1944年停辦是由于第二次世界大戰。經過大家的討論和協商，決定對米徹爾和沙拉開發的多媒體軟件作兩點補充：①說明第一、二次世界大戰對舉辦奧運會的影響；②對奧運歷史初期的幾次過渡性（兩年一次）奧運會作出特別的解釋。這時候有位小朋友提出要把希特勒的照片通過掃描放到時間軸上的1940年這點上，以說明是他發動了二次大戰。教師詢問全班其他同學："有無不同意見？"沙拉舉起手，高聲回答說："我不同意用希特勒照片，我們應當使用一張能真實反映二次大戰給人民帶來巨大災難（例如大規模轟炸或集體屠殺猶太人）的照片，以激起人們對希特勒的痛恨"。教師對沙拉的發言表示贊許。
從以上課例可以看到，教師為這個教學單元進行的教學設計主要是讓學生用多媒體計算機建立一個有關奧運會某個專題（例如奧運歷史或澳大利亞在歷次奧運中的成績）的情景，以激發學生的學習興趣和主動探索精神，再通過展開討論，把對有關教學內容的理解逐步引向深入。在這個課例中，學生始終處于主動探索、主動思考、主動建構意義的認知主體位置，但是又離不開教師事先所作的、精心的教學設計和在協作學習過程中畫龍點睛的引導；教師在整個教學過程中說的話很少，但是對學生建構意義的幫助卻很大，充分體現了教師主導作用與學生主體作用的結合。整個教學過程圍繞建構主義的情景、協作、會話和意義建構這幾個認知環節自然展開，而自始至終又是在多媒體計算機環境下進行的（同時用Internet實現資料查詢)，所以上述例子是以多媒體計算機和Internet網作為認知工具實現建構主義學習環境的很好范例。
課例2：澳大利亞"偉治柏克小學"所作的試驗
試驗班由三年級和四年級的學生混合組成，主持試驗的教師叫瑪莉，要進行的教學內容是自然課中的動物。瑪莉為這一教學單元進行的教學設計主要是，讓學生自己用多媒體計算機設計一個關于本地動物園的電子導游，從而建立一個有利于建構"動物"概念的情景。瑪莉認為這種情景對于學生非常有吸引力，因而能有效地激發起他們的學習興趣。她把試驗班分成若干小組，每個小組負責開發動物園中某一個展館的多媒體演示。瑪莉讓孩子們自己選擇：愿意開發哪一個展館，愿意選哪一種動物；是愿意收集有關的動物圖片資料，還是愿意為圖片資料寫出相應的文字說明；或是直接用多媒體工具去制作軟件，都由孩子們自己選擇。然后在此基礎上組成不同的學習小組。
這樣，每個展館就成為學生的研究對象，孩子們都圍繞自己的任務努力去搜集材料。例如，他們到動物園的相應展館去實地觀察動物的習性、生態，到圖書館和Internet網上去查詢有關資料，以獲取動物圖片和撰寫說明。在各小組完成分配的任務后，瑪莉組織全試驗班進行交流和討論。這種圍繞一定情景進行自我探索的學習方式，不僅大大促進了學生學習的自覺性，充分體現了學生的認知主體作用，而且在此基礎上開展的協作學習，只要教師引導得法將是加深學生對概念理解、幫助學生建構知識意義的有效途徑。例如，在全班交流過程中演示到"袋鼠"這一動物時，瑪莉向全班同學提出一個問題："什么是有袋動物？除了袋鼠有無其它的有袋動物？"有些學生舉出"袋熊"和"卷尾袋鼠"。于是瑪莉又讓學生們圍繞這三種有袋動物的異同點進行討論，從而在相關背景下，鍛煉與發展了兒童對事物的辨別、對比能力。這是利用多媒體計算機和Internet網絡作為認知工具，實現建構主義學習環境，從而有效地幫助學生完成對當前所學內容的意義建構并促進學生認知能力發展的又一范例。
二、多媒體教育應用的發展趨勢
綜合近年來國外多種教育技術雜志(如ET,ETS,EMI,JRCE,AJDE.....)上所刊登的主要論文，以及歷屆"ED_MEDIA"世界大會(World Conference on Educational Multimediaand Hypermedia,即"教育多媒體與超媒體"世界大會，簡稱ED_MEDIA世界大會，這是國際上每年召開一次的規模最大的有關多媒體教育應用的國際會議)上所發表的基本觀點，可以看出當前多媒體教育應用有以下幾個值得注意的發展趨勢：
1.多媒體技術與網絡通信技術的結合
1995年末，在國際信息界有一件最引人注目的大事，就是美國SUN公司在Internet上推出了"WWW瀏覽器HotJava"，這是SUN公司用Java語言開發的一種全新的可動態執行的瀏覽器。其突出特點是具有動畫功能，可向用戶提供超文本格式的圖形、圖像、語音、動畫與卡通等多種媒體信息；并能把靜態文檔變成可動態執行的代碼，這就徹底改變了Internet瀏覽器只能用來查詢檢索Internet網上信息的狀況，為Internet的教育應用開辟了新的廣闊前景，這是因為HotJava的動態可執行特性無異于賦給用戶一種遠程交互的功能。例如，一個用戶可以利用HotJava編寫一段Java應用程序以實現仿真化學反應的頁面，而其它的3W用戶只要使用HotJava瀏覽器就不僅可以看到這個仿真頁面，還可以與之進行交互(例如可改變該化學反應過程中的某些參數以觀察不同的反應過程和結果)。利用HotJava的這種動態可執行特性用戶在檢索到某些重要文獻或教學資料時，不僅能看到靜止頁面還可通過點擊某個圖標或熱鍵而看到圖文聲并茂的彷真實驗或算法執行過程的直觀演示。顯然，這樣一種交互功能和用第一代Internet瀏覽器(如Mosaic和Netscape)只能觀看靜態頁面的效果相比是有本質不同的，它對于教育應用(尤其是遠距離教育應用)具有特別重要的意義。可以說，HotJava的出現不僅是Internet瀏覽器的重大革新，也為多媒體技術與網絡通信技術的結合找到了最理想的結合點：從此基于Internet網的多媒體教育應用就日益發展起來(今年6月于美國波士頓召開的ED_MEDIA世界大會上，在121篇大會交流的多媒體教育應用論文中基于3W服務器和HotJava以實現多媒體技術與網絡通信技術相結合的教育應用論文共有七篇)。目前不僅西方發達國家在大力開發基于Internet的多媒體教育應用，就是臺灣、香港等地區也在這方面投入相當多的人力和物力(當前臺灣教育技術界的主要力量差不多都已投向這一研究領域)。這是多媒體教育應用中十分值得引起我們重視的一個新趨勢，也是當前發展最快的一個趨勢，我們必須迎頭趕上去。
2、多媒體技術與仿真技術的結合
多媒體計算機和仿真技術結合可以產生一種強烈的幻覺，使得置身其中的人全身心地投入到當前的虛擬現實世界中，并對其真實性絲毫不產生懷疑，通常把這種技術稱之為"虛擬現實"(VirtualReality,簡稱VR)。換句話說，虛擬現實是由多媒體技術與仿真技術相結合而生成的一種交互式人工世界，在這個人工世界中可以創造一種身臨其境的完全真實的感覺。要進入虛擬現實的環境通常需要戴上一個特殊的頭盔(head_mounted display)，他可以使你看到并感覺到計算機所生成的整個人工世界。為了和虛擬環境進行交互，還需要戴上一副數據手套──它使穿戴者不僅能感知而且能操作虛擬世界中的各種對象。
由于設備昂貴，目前VR技術還主要是應用于少數高難度的軍事和醫療模擬訓練以及一些研究部門，但是在教育與訓練領域VR技術有不可替代的非常令人鼓舞的應用前景，所以這一發展趨勢也應引起我們的注意。例如，達特茅斯醫學院所開發的一種"交互式多媒體虛擬現實系統"，可以使醫務工作者體驗到并學習到如何對各種戰地醫療的實際情況做出反應。利用該系統的實習者可以感受到由計算機仿真所產生的各種傷病員的危險癥狀，實習者可以從系統中選擇某種操作規程對當前的傷病情況進行處理并可立即看到這種處理方式所產生的后果。為了使實習者獲得更深刻的體驗，系統還可仿真各種外科手術，其內容包括一般的開刀直至復雜的人體器官替換。這種虛擬環境使醫學院的大學生不必冒任何醫療事故的風險就可以反復實習病房中的各種實際操作，并可嘗試選擇不同的技術處理方案以檢驗自己的判斷是否正確，和進行某種技能的訓練。
VR技術在教育中應用的另一個例子是創建一種虛擬的物理實驗室。物理學按其本身的性質提出了許多"如果……將會怎樣"的問題，這些問題最好通過直接觀察物理作用力對各種客體的作用效果來進行探索。休斯頓大學和NASA(美國國家航空和宇航局)約翰遜空間中心的研究人員建造了一種稱之為"虛擬物理實驗室"的系統，利用該系統可以直觀地研究重力、慣性這類物理現象。使用該系統的學生可以做包括萬有引力定律在內的各種實驗，可以控制、觀察由于改變重力的大小、方向所產生的種種現象，以及對加速度的影響。這樣，學生就可以獲得第一手的感性材料(直接經驗)，從而達到對物理概念和物理定律的較深刻理解。
VR技術在化學教學中也取得了顯著效果。北卡羅萊納大學的科學家們已經研制了一種可以讓用戶用手操縱分子運動的VR系統。用戶戴上頭盔并通過數據手套進行反饋控制，可以使分子按某種方式結合在一起。不難看出，這種VR系統不僅在教學上有重要意義(例如可直接觀察到蛋白質的分子結構)，而且在科學研究上也有重大的價值，因為按某種新方式結合在一起的分子結構很有可能是治療某種疾病的新藥，或者是工業上所需要的某種特殊材料。
隨著對多媒體技術和仿真技術研究的深入，實現"虛擬現實"的理論方法也有很大發展。原來應用VR離不開昂貴的專用硬件或輔助設備(如頭盔、數據手套、高分辨率的圖形工作站等)，近年來這種情況開始有所改變。例如在今年6月召開的ED-MEDIA世界大會上，出現了一種全新的稱作"QTVR"(快速虛擬)的系統。這種系統已實際應用于學習城市的設計與規劃，其優異的性能價格比令人驚嘆！QTVR技術與普通VR技術在使用的仿真原理上有很大不同：它不是利用頭盔和數據手套這類硬件來產生幻覺，而是使用360度全景攝影技術所拍攝的高質量圖象來生成逼真的虛擬情景。因此它允許用戶在Windows操作系統或是Macintosh微機的操作系統支持下，在普通微機上(無需用高檔的圖形工作站)只利用一只鼠標和一個鍵盤(無需戴頭盔和數據手套)就能真實地感受到和VR技術中一樣的虛擬情景。
學習城市設計與規劃的學生利用QTVR系統可以創建一座逼真的虛擬城市，當學生改變城市場景的視圖時(例如向左或向右，朝上看或朝下看，攝像機頭向目標移近或移遠等)，被觀察的場景仍能正確保持并能使人產生環繞該城市瀏覽觀光的真實幻覺。與此同時，城市中的各種物理實體(如建筑物、道路、橋梁、樹木、交通工具和地形等等)可以用鼠標任意拾取并進行操縱(例如使其旋轉，以便從不同角度進行觀察，并且還可以進入到建筑物內部的各個房間去觀看)。
更令人難以置信的是，由于采用了先進的圖象壓縮算法，在QTVR系統中，用來表征城市某個虛擬場景的360度高質量全景照片的存儲容量竟只有550K字節左右。
顯然，QTVR對于學習城市設計與規劃的學生是非常適宜的，甚至對于實際的城市設計與規劃人員也是非常實用的，因為它可以使學生或設計人員隨時改變城市的布局并立即感受到新布局所產生的效果，從而對設計或規劃及時作出修改或補充。顯然按這種方式設計與按傳統的圖紙設計或按CAD設計，其效率和質量將有天壤之別。
QTVR的重要意義在于，它開辟了多媒體技術與仿真技術結合的新途徑，為"虛擬現實"技術的大眾化鋪平了道路。從此，VR技術將有可能走出高級研究院與大學的"象牙之塔"，以優質價廉的全新面貌逐步普及到各個教育領域，甚至進入中小學課堂。
3.多媒體技術與人工智能技術的結合
把多媒體技術引入輔助教學系統可以大大改善輔助教學環境，更容易激發學生的學習積極性和主動性，從而能顯著提高教學效果。但是多媒體系統由于缺乏推理機制和學生模型的支持，所以不能確定學生的知識水平和認知特點；不能根據學生自己的意愿和理解能力去提供適合該生的學習材料，并作出有針對性的指導，即不能作到因材施教。
智能輔助教學系統由于具有"教學決策"模塊(相當于推理機)、"學生模型"模塊(用于記錄學生的認知結構和認知能力)和"自然語言接口"，因而具有能與人類優秀教師相媲美的下述功能：
*了解每個學生的學習能力、認知特點和當前知識水平；
*能根據學生的不同特點選擇最適當的教學內容和教學方法，并可對學生進行有針對性的個別指導；
*允許學生用自然語言與"計算機導師"進行人機對話(由于機器理解自然語言問題尚未解決，目前絕大多數智能教學系統還難以做到這點)。
但是智能輔助教學系統過分強調教師的指導作用，而且目前的智能輔助教學系統其教學方式都比較單調，難以作到圖文、音像并茂，因而在激發學生興趣，提高學生的主動性、積極性方面受到較大的限制。
由以上分析可見，在多媒體教學系統和智能輔助教學系統之間存在性能互補關系，將二者結合起來就可以揚長避短，從而研制出高性能的新一代智能輔助教學系統。
實現智能多媒體輔助教學系統的關鍵是：建構適合輔助教學需要的多媒體系統和設法使多媒體系統具有智能。
要使多媒體教學系統具有智能，主要涉及學生模型建造和人工智能領域的知識表示與知識推理，后者要求探索出一種適合于多媒體環境的新的知識表示方法和相應的推理機制。考慮到多媒體數據庫的信息組織方式通常采用超文本技術，它與人工智能領域的語義網絡知識表示在形式上有類似之處，二者均是由節點和有向弧線組成的有向圖，我們就有可能在語義網絡的基礎上，通過認真分析多媒體數據庫的特點，而發展出一種新的知識表示方法和推理機制來實現這二者的結合。顯然，從語義網絡入手只是實現智能多媒體教學系統的一種可能途徑，而非唯一途徑，我們還可以探索其它的、或許是更好的途徑。
多媒體技術與人工智能(AI)技術的結合，除了體現在對多媒體教學系統引入學生模型和知識推理機制以外，還可體現在設法使多媒體知識庫中的導航機構實現智能化。用超文本技術組織起來的多媒體知識庫具有符合人類聯想思維，便于閱讀、瀏覽、查詢等諸多優點，但也存在容易"迷航"的缺點。在一般的多媒體系統中，"導航器"只是起指示當前節點在整個知識網絡中所處位置的作用(通常用流程圖方式給出該節點的一系列前趨節點與后繼節點)，以便引導讀者由知識網絡中的當前節點轉向目標節點。若是"智能化導航器"則不僅具有上述導航功能，還可根據學生當前的知識基礎與水平，在該節點處向學生建議一條或幾條最適合該生繼續瀏覽或查詢的路徑；另外，在瀏覽過程中，當學生遇到困難時，該瀏覽器還能起"智能代理"(Intelligent agent)的作用，對該生進行幫助，這些幫助包括：①替學生查詢有關資料；②以學習同伴身份和學生進行平等的討論以加深學生對某個問題的理解；③以指導教師身份對學生的錯誤進行必要的指導以便使學生少走彎路。
4.多媒體技術與建構主義學習理論的結合
如前所述，建構主義學習理論是認知學習理論的一個重要分支，建構主義的起源應追溯至皮亞杰的兒童思維發展理論，可謂源遠流長。但是自八十年代初期以來，盡管認知心理學已逐漸取代行為主義心理學占據了統治地位，而建構主義學習理論在很長一段時期內并未產生明顯的影響。直至近年來，隨著多媒體技術的日益普及，建構主義學習理論才逐漸引起人們的廣泛的注意，按照建構主義學習環境進行教改試驗研究的學校也日漸增多。個中緣由固然有學習理論的流行必然要滯后于作為其理論基礎的心理學的流行這樣一個因素，但是更重要的因素則是九十年代以前社會上還缺乏實現建構主義學習環境的理想條件。前已指出，建構主義學習環境包含四大屬性或四大要素即"情景"、"協商"、"會話"和"意義建構"。顯然，多媒體技術的特性與功能最有利于四大屬性的充分體現，例如：
"情景"──建構主義學習理論強調創設真實情景，把創設情景看作是"意義建構"的必要前提，并作為教學設計的最重要內容之一。而多媒體技術正好是創設真實情景的最有效工具，如果再與仿真技術相結合，則更能產生身臨其境的逼真效果。
"協商"與"會話"──協商與會話過程主要通過語言(少數場合用文字)作媒介，這就要求計算機輔助教學系統必須要有語音功能，即要用多媒體計算機才能支持。
"意義建構"──建構主義學習理論認為，意義建構是學習的目的，它要靠學生自覺、主動去完成。教師和外界環境的作用都是為了幫助和促進學生的意義建構。多媒體技術由于能提供界面友好、形象直觀的交互式學習環境(有利于學生的主動探索、主動發現)，能提供圖文聲并茂的多重感官綜合刺激(有利于學生更多更好地獲取關于客觀事物規律與內在聯系的知識)，還能按超文本方式組織與管理各種教學信息和學科知識(有利于發展聯想思維和建立新舊概念之間的聯系)，因而對學生認知結構的形成與發展，即對學生關于當前所學知識的意義建構是非常有利的，也是其它媒體或其他教學環境無法比擬的。
正是由于上述原因，近年來建構主義學習理論在西方尤其是在美國有較大的發展，加上HotJava的出現使多媒體教育應用與Internet網進一步融合，而網絡又為"協商"、"辯論"、"會話"這類教學模式的應用提供了最理想的條件(可不受時空和地域的限制)，這樣就使建構主義學習環境更趨完善，建構主義學習理論也就日漸風行。當然，這不等于說建構主義學習理論是萬應靈丹，能解決學習領域的一切問題(例如，情感領域和動作技能領域的教育目標就不一定能通過建構主義學習環境來達到)，但是就認知領域的教育目標而言，借助多媒體技術(若有條件還可結合網絡通信技術)實現的建構主義學習環境，確實非常有利于學生認知結構的形成與發展則已得到愈來愈多試驗的證實。這是值得我們國內教育界認真思索與借鑒的。
[多媒體教育應用的重大意義及發展趨勢]相關文章：
5.多媒體課件論文
7.多媒體教學課件
10.小學多媒體教學計劃