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摘要：VEC3D（Virtual English Classroom 3Dimensional）是当今世界比较领先的一种网络在线教育工具和途径。作为语言教学软件，它能够支持3D立体浸没、在线语音互动和社交等多项功能。而且VEC3D支持全球使用，使用者可以化身的形式在虚拟世界相遇并进行交流与讨论。VEC3D也适用于多种教学背景，能满足学生的各种需求、进度和风格，从而更有利于达成研究目标。本文概括了VEC3D的课程适用、课程系统和图像、声音通讯体系等。
关键词：3D；虚拟现实；策略合作；英语教学；交际能力
交际能力是在社交环境中发展起来的，这种想法激发了人们把虚拟现实融入语言学习中，从而发展个人的交际水平。
VEC3D（Virtual English Classroom 3D）网络虚拟英语课堂是类似于校园的虚拟交互式英语环境。学习者通过书面和口头等表达方式，在其中进行同步交流和实时互动。他们还可以加入到目标语文化的其他虚拟世界中，参加其中各种活动。3D浸没在其中拥有巨大意义，它鼓励学生在适合的环境中学习，并锻炼语言技能，提高对所学语言文化的了解。另外，VEC3D也可以用于作文及会话课程。可见，这一技术能通过网上交互式虚拟环境和活动帮学习者建构知识。
目前，这种新型的语言学习方式已经普遍运用于美国的大学和中学，除此之外，我国台湾也鼓励大学生在3D虚拟英语课堂中提高交际能力。而3D交互技术与我国的ESL(英语作为第二语言的教学)和EFL（英语作为外语的教学）的融合还处于初期阶段。要将此技术运用到我国高校的英语教学中去，其布局设计和支持功能要适应不同的教学环境、学习需求、学习进度、学习风格和研究目标。本文将从以下几个方面进行阐述。
● VEC3D的背景
首先介绍几种目前国际上比较流行的网络教学方式。我们最早接触到的MUD(Multi Users Dialogue)多用户空间技术是一种通过内在网络连接、多用户自由参与并主要基于文本的虚拟现实环境。随后出现的MOO(MUD object-oriented)——被面向的MUD对象，让用户能在MUD的基础上利用互联网进行交流。WOO(Web-MOO)——网络连接的被面向多用户空间，又是从前两者中衍生出来的更高级形式。MOO和WOO都可用于外语学习，但它们都以文本表现为基础且展现的都是2D图像，这一缺陷不能为学生提供现实感。随之发展起来的基于角色扮演的浸润式学习（SAIL，Situated Avatar-Based Immersive Learning)和基于互联网的视频浸润环境（INVITE，Internet Video Immersive Enviroment）都属于虚拟世界。在这里，用户通过化身利用实物解决问题，以达到练习目的。这些教育环境提供多种教育服务，也提供参与者和同伴交流的空间。
现在最流行的商业虚拟学习系统是Active Worlds（活跃世界）及它的主要竞争者Second Life（第二人生）。
“活跃世界”是一个多用户、类似游戏的三维虚拟世界。用户可以选择不同的账号，控制多个化身，并通过文本和其他化身进行交流。他们也可以设置形象、添加声音和设置网页用以增加虚拟世界的空间。
“第二人生”是一个基于因特网的虚拟世界。它试图鼓励社会联网、增加小组合作、参与以及提高创造性。“第二人生”的用户被称为“居民”，可以在当中创造和积累财富。
在一开始，用户便可以不同方式定制化身，访问任何空间，创造游戏中的事物，这些事物用脚本语言设计。而这一脚本对没有游戏编程经验的人来说也是十分简单的。在网络上使用这种脚本几乎可以做任何事，如给你的替身创造一些新的肢体动作，增加新的武器或变换交通工具。因此，“第二人生”开设的课程受到了广泛的欢迎，教育人员可以在其中主办各类课程或开设各种虚拟课堂。
而目前，无论是学术或商业虚拟系统都不能完全满足外语学习的需求。商业虚拟系统往往缺乏成熟的实时声音交际功能，或缺少3D浸透和合作功能。因此，我们需要一种能把两者优点结合起来的系统，使它具备灵活性大、伸缩性强和使用性广的特点。VEC3D网络虚拟系统正是在这种语言学习的要求下产生的，旨在为使用者提供提高英语交际能力的拟真环境。
● VEC3D的启用
Java是VEC3D发展的主要程序设计语言。使用者可以通过Java写入、配置和运行小应用程序。一些应用插件可以用于扩展Java第二代的功能，如Java 3D和Java媒体框架。Java3D可以减小虚拟空间的即时绘制和从其他外部文件中下载3D材料的困难。其应用程序接口有丰富的特色设置，可提供给使用者建构形状、编辑行为等。Java的媒体框架可以提供实时的媒体资料流，所以它被用以实时声音传播，这样使用者就可以在接收媒体的同时使用媒体，无需等到把整个文件全部下载完毕。
VEC3D的环境原理是以Java场景图表为基础的。场景图表是一个不循环的定向图表，它包含了虚拟世界中的场景数据，虚拟实物的构造、属性等。图1显示了VEC3D简单的场景图标结构。
其中的树形分层图展示了场景中的所有虚拟实物，视点、灯光和背景。Java3D的主要实物是一个3D空间，被称为虚拟宇宙，它将一个或者多个场所（图中用一个菱形代表）作为支撑。每一个场所在虚拟宇宙中提供一个供参考的视点。附属于场所的实物按类别分为不同的组别，每个小组源被称为分支组结点（用椭圆形代表）。后面跟着变换结点，变换节点详细阐述了小组的几何转换，如译本、缩放比例和旋转。每个没有分支的结点可以被称为树叶结点（用三角形代表），总的来说，一个场景图标只详述了一个场景中的内容。
● VEC3D中的网络交际
VEC3D中的交际有两大类：图像信息和声音信息。图像信息的交流只用于更新使用者和服务器间的图像。声音信息用于现场语音聊天，可以在很多使用者中多点传送。Java为数据传送提供两种接字。第一种是流套接字，为传输控制协议（TCP）设计。另一种是数据报套接字，用于用户数据报协议（UDP）。流套接字能够在交际和防止数据在传送中丢失方面都起到作用，它更多地被用于图像信息的传送。另一方面，实时传输协议（RTP）被用于在网络上传送和接收声音信息。在因特网上，RTP的高效能使声音实现同步传送。
（一）图像信息体系
VEC3D中的图像信息交际基于使用者计算机的硬软件环境，它是一个多功能、以讯息为基础、有标准组件的基础结构，用于描述两个计算机程序间的关系。使用者提出服务需求，由服务器程序满足这些需求。这种使用者模式为高效连接两个分散于不同地区的用户提供了一种简便的方式。通常，服务器是被激活的，它等待着使用者的要求。众多使用者程序是共享同一服务器程序的服务。
图像信息在使用者和服务器之间的流通用于了解虚拟世界中的活动，如用户的行为。图像服务器维护和保持VEC3D中虚拟实物的状态，如图2所示。
每个使用者都有一个使用者实物和独立的程序，被称为监视器，用来监视服务器信息。监视器等待和接收来自服务器的信息并做相应的回应。使用者负责处理、控制事件，发送更新信息和即时绘制图片等。每个使用者都运行同一个复本，发送给监视器或通过监视器接受来自服务器的信息。
（二）声音信息体系
VEC3D中的声音信息用于实时声音交际。当使用者接收到实时流媒体数据时，他可以在还没完全下载该媒体之前就能使用该流媒体。采用实时协议（RTP）来处理流动的数据信息，能为实时数据传送提供由一端到另一端的网络传送服务。所以一旦数据从某一源头被发送，路由器就能复制该数据并发送到多个目标计算机中，避免了播放时的循环和数据被多次复制。同时实时协议在多点传送小组中形成了树形交际模式，它可以自动管理传输过程中的一个完整信息不被其他命令所干扰。多点传送使得数据传送更加高效，并且它适用于多种多媒体应用程序，如播放音频和传送视频会议等。图3展示了实时语音会话的结构。
使用者通过查阅某一网址加入一个会话组，然后使用者的IP地址被加入到该组的其他会话组成员中。一旦这个使用者成功登录该网址，他就可以通过RTP从该会话组其他成员处接收信息或向他们发送信息。在注销时，使用者可以向该网址发出报告，该网址就可以自动把使用者从参与者中除名。
● VEC3D的运行
在加入VEC3D之前，在VEC3D网页上跟着安装步骤安装一些Java运行包。图4是VEC3D的操作流程图。
在一开始，每个参与者（包括学生和教师）都要在VEC3D注册框中输入用户名和密码。这样，他们才能通过不同的入口进入到虚拟校园的不同板块。在开始课程前，教师可以让学生加入某个有特定主题的虚拟教室，参与者可以用鼠标或键盘控制自己化身的行为和动作，也可以用文字或语音与其他参与者交流。为确保成功实施教育方案、促进合作，VEC3D提供了一些合作和交际功能来支持网络学习，如幻灯片播放、实时语音聊天、虚拟实物处理和小组管理。教师可以用这些功能来开展教学活动。此外，在VEC3D中，教师可通过文本或语音聊天给学生提供及时的帮助。图5展示了VEC3D虚拟课堂上使用者的界面。
在这个界面上我们可以看到有一位教师在和三名学生通过语音进行交流、合作。当课程结束后，教师和学生可以从VEC3D中退出。谈话记录和活动历史可自动保存用以分析或评价。
● 教育活动设计
VEC3D的教育设计原则和理论以故事课程中心为目标、策略合作为基础。设计原理须与先前的调查研究以及学生的需求分析保持一致。3D虚拟环境中精心设计的活动和任务可以激发学习者兴趣，离开了这些，虚拟世界的教育注将失败。虚拟世界教育活动设计者面临的最大挑战是为这一新技术设计出新颖且合适的课程。
3D虚拟现实为学习者提供了一个合作环境。在这个环境中，学习者在仿真的环境中得到了一种新的学习体验。虚拟现实被认为是一种建构主义和合作主义交融并重的学习方式。教育策略是建立在构成主义者学习设计和合作学习上的，而这两者都可以在虚拟现实中促进语言学习。虚拟现实也允许学习者通过合作和互动参与有意义的私人学习。VEC3D是外语教学倡导的一种学习方式，它可以防止语言在无语境或无意义环境中机械操练。自然的语言学习和交际能力的提高必须要有正确的语言环境，这种环境主要来自同伴、教师和语言本族语的使用者。在虚拟教学中可以根据成员自信心、语言技能和语言熟练度的不同，将学习者分成若干小组。成员的归属感和参与性则通过共同完成和分享经历类任务实现。在以基于目标的场景设置（GBS，Goal-based Scenarios）、以故事情节为中心的教学方案（SCC，Story-Centered Curriculum）和策略合作（SI，Strategic Interaction）为基础的VEC3D虚拟世界中，学生加入到开放式的角色扮演剧本中以提高交际能力。在参加这样的剧本表演活动时，他们也期待找到归属感、满足感，获得友谊、支持和目标语文化体验。
下表中介绍了范例活动，如“抽离式教学”、“求职”等。
● 总结和未来发展
VEC3D正处于不断发展的阶段。作为一种开放的学习环境，它面向所有互联网用户。对此，我们面临很多技术、教育和研究方面的挑战。我们的目标是满足学习者的所有需求，如娱乐、获得归属感和认同感等。以目标为基础的脚本、以故事为中心的课程、有战略意义的合作和游戏式理论已经被运用于VEC3D工程的实际执行中，它将通过提供一个社交场所实现真正的交流。同时，我们也期待学习者在通过一段较长时间的VEC3D虚拟环境体验后，能够在真实世界中打破语言障碍，获得交际能力。
参考文献：
[1] J. Cohen, Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences 2nd ed., Lawrence Erlbaum Associates, 1988.
[2] C. M. Judd, G. H. McClelland, and S. E. Culhane, “Data Analysis: Continuing Issues in the Everyday Analysis of Psychological Data,” Annual Review of Psychology, 46, 1995, pp. 433-465.
[3] Activeworlds Corporation, 2007, Information about Activeworlds retrieved June 17, 2007,from http://www.activeworlds.com/.
[4] Tomek, I., 2000, “The design and implementation of a MOO,” Journal of Network and Computer Applications, 23(3), 275-289.
[5] VEC3D, 2007, Information about VEC3D retrieved June 17, 2007, from http://vec3D.csie.ndhu.edu.tw/.
[6] Bouras, C., Philopoulos, A.,
关键词：3D；虚拟现实；策略合作；英语教学；交际能力
交际能力是在社交环境中发展起来的，这种想法激发了人们把虚拟现实融入语言学习中，从而发展个人的交际水平。
VEC3D（Virtual English Classroom 3D）网络虚拟英语课堂是类似于校园的虚拟交互式英语环境。学习者通过书面和口头等表达方式，在其中进行同步交流和实时互动。他们还可以加入到目标语文化的其他虚拟世界中，参加其中各种活动。3D浸没在其中拥有巨大意义，它鼓励学生在适合的环境中学习，并锻炼语言技能，提高对所学语言文化的了解。另外，VEC3D也可以用于作文及会话课程。可见，这一技术能通过网上交互式虚拟环境和活动帮学习者建构知识。
目前，这种新型的语言学习方式已经普遍运用于美国的大学和中学，除此之外，我国台湾也鼓励大学生在3D虚拟英语课堂中提高交际能力。而3D交互技术与我国的ESL(英语作为第二语言的教学)和EFL（英语作为外语的教学）的融合还处于初期阶段。要将此技术运用到我国高校的英语教学中去，其布局设计和支持功能要适应不同的教学环境、学习需求、学习进度、学习风格和研究目标。本文将从以下几个方面进行阐述。
● VEC3D的背景
首先介绍几种目前国际上比较流行的网络教学方式。我们最早接触到的MUD(Multi Users Dialogue)多用户空间技术是一种通过内在网络连接、多用户自由参与并主要基于文本的虚拟现实环境。随后出现的MOO(MUD object-oriented)——被面向的MUD对象，让用户能在MUD的基础上利用互联网进行交流。WOO(Web-MOO)——网络连接的被面向多用户空间，又是从前两者中衍生出来的更高级形式。MOO和WOO都可用于外语学习，但它们都以文本表现为基础且展现的都是2D图像，这一缺陷不能为学生提供现实感。随之发展起来的基于角色扮演的浸润式学习（SAIL，Situated Avatar-Based Immersive Learning)和基于互联网的视频浸润环境（INVITE，Internet Video Immersive Enviroment）都属于虚拟世界。在这里，用户通过化身利用实物解决问题，以达到练习目的。这些教育环境提供多种教育服务，也提供参与者和同伴交流的空间。
现在最流行的商业虚拟学习系统是Active Worlds（活跃世界）及它的主要竞争者Second Life（第二人生）。
“活跃世界”是一个多用户、类似游戏的三维虚拟世界。用户可以选择不同的账号，控制多个化身，并通过文本和其他化身进行交流。他们也可以设置形象、添加声音和设置网页用以增加虚拟世界的空间。
“第二人生”是一个基于因特网的虚拟世界。它试图鼓励社会联网、增加小组合作、参与以及提高创造性。“第二人生”的用户被称为“居民”，可以在当中创造和积累财富。
在一开始，用户便可以不同方式定制化身，访问任何空间，创造游戏中的事物，这些事物用脚本语言设计。而这一脚本对没有游戏编程经验的人来说也是十分简单的。在网络上使用这种脚本几乎可以做任何事，如给你的替身创造一些新的肢体动作，增加新的武器或变换交通工具。因此，“第二人生”开设的课程受到了广泛的欢迎，教育人员可以在其中主办各类课程或开设各种虚拟课堂。
而目前，无论是学术或商业虚拟系统都不能完全满足外语学习的需求。商业虚拟系统往往缺乏成熟的实时声音交际功能，或缺少3D浸透和合作功能。因此，我们需要一种能把两者优点结合起来的系统，使它具备灵活性大、伸缩性强和使用性广的特点。VEC3D网络虚拟系统正是在这种语言学习的要求下产生的，旨在为使用者提供提高英语交际能力的拟真环境。
● VEC3D的启用
Java是VEC3D发展的主要程序设计语言。使用者可以通过Java写入、配置和运行小应用程序。一些应用插件可以用于扩展Java第二代的功能，如Java 3D和Java媒体框架。Java3D可以减小虚拟空间的即时绘制和从其他外部文件中下载3D材料的困难。其应用程序接口有丰富的特色设置，可提供给使用者建构形状、编辑行为等。Java的媒体框架可以提供实时的媒体资料流，所以它被用以实时声音传播，这样使用者就可以在接收媒体的同时使用媒体，无需等到把整个文件全部下载完毕。
VEC3D的环境原理是以Java场景图表为基础的。场景图表是一个不循环的定向图表，它包含了虚拟世界中的场景数据，虚拟实物的构造、属性等。图1显示了VEC3D简单的场景图标结构。
其中的树形分层图展示了场景中的所有虚拟实物，视点、灯光和背景。Java3D的主要实物是一个3D空间，被称为虚拟宇宙，它将一个或者多个场所（图中用一个菱形代表）作为支撑。每一个场所在虚拟宇宙中提供一个供参考的视点。附属于场所的实物按类别分为不同的组别，每个小组源被称为分支组结点（用椭圆形代表）。后面跟着变换结点，变换节点详细阐述了小组的几何转换，如译本、缩放比例和旋转。每个没有分支的结点可以被称为树叶结点（用三角形代表），总的来说，一个场景图标只详述了一个场景中的内容。
● VEC3D中的网络交际
VEC3D中的交际有两大类：图像信息和声音信息。图像信息的交流只用于更新使用者和服务器间的图像。声音信息用于现场语音聊天，可以在很多使用者中多点传送。Java为数据传送提供两种接字。第一种是流套接字，为传输控制协议（TCP）设计。另一种是数据报套接字，用于用户数据报协议（UDP）。流套接字能够在交际和防止数据在传送中丢失方面都起到作用，它更多地被用于图像信息的传送。另一方面，实时传输协议（RTP）被用于在网络上传送和接收声音信息。在因特网上，RTP的高效能使声音实现同步传送。
（一）图像信息体系
VEC3D中的图像信息交际基于使用者计算机的硬软件环境，它是一个多功能、以讯息为基础、有标准组件的基础结构，用于描述两个计算机程序间的关系。使用者提出服务需求，由服务器程序满足这些需求。这种使用者模式为高效连接两个分散于不同地区的用户提供了一种简便的方式。通常，服务器是被激活的，它等待着使用者的要求。众多使用者程序是共享同一服务器程序的服务。
图像信息在使用者和服务器之间的流通用于了解虚拟世界中的活动，如用户的行为。图像服务器维护和保持VEC3D中虚拟实物的状态，如图2所示。
每个使用者都有一个使用者实物和独立的程序，被称为监视器，用来监视服务器信息。监视器等待和接收来自服务器的信息并做相应的回应。使用者负责处理、控制事件，发送更新信息和即时绘制图片等。每个使用者都运行同一个复本，发送给监视器或通过监视器接受来自服务器的信息。
（二）声音信息体系
VEC3D中的声音信息用于实时声音交际。当使用者接收到实时流媒体数据时，他可以在还没完全下载该媒体之前就能使用该流媒体。采用实时协议（RTP）来处理流动的数据信息，能为实时数据传送提供由一端到另一端的网络传送服务。所以一旦数据从某一源头被发送，路由器就能复制该数据并发送到多个目标计算机中，避免了播放时的循环和数据被多次复制。同时实时协议在多点传送小组中形成了树形交际模式，它可以自动管理传输过程中的一个完整信息不被其他命令所干扰。多点传送使得数据传送更加高效，并且它适用于多种多媒体应用程序，如播放音频和传送视频会议等。图3展示了实时语音会话的结构。
使用者通过查阅某一网址加入一个会话组，然后使用者的IP地址被加入到该组的其他会话组成员中。一旦这个使用者成功登录该网址，他就可以通过RTP从该会话组其他成员处接收信息或向他们发送信息。在注销时，使用者可以向该网址发出报告，该网址就可以自动把使用者从参与者中除名。
● VEC3D的运行
在加入VEC3D之前，在VEC3D网页上跟着安装步骤安装一些Java运行包。图4是VEC3D的操作流程图。
在一开始，每个参与者（包括学生和教师）都要在VEC3D注册框中输入用户名和密码。这样，他们才能通过不同的入口进入到虚拟校园的不同板块。在开始课程前，教师可以让学生加入某个有特定主题的虚拟教室，参与者可以用鼠标或键盘控制自己化身的行为和动作，也可以用文字或语音与其他参与者交流。为确保成功实施教育方案、促进合作，VEC3D提供了一些合作和交际功能来支持网络学习，如幻灯片播放、实时语音聊天、虚拟实物处理和小组管理。教师可以用这些功能来开展教学活动。此外，在VEC3D中，教师可通过文本或语音聊天给学生提供及时的帮助。图5展示了VEC3D虚拟课堂上使用者的界面。
在这个界面上我们可以看到有一位教师在和三名学生通过语音进行交流、合作。当课程结束后，教师和学生可以从VEC3D中退出。谈话记录和活动历史可自动保存用以分析或评价。
● 教育活动设计
VEC3D的教育设计原则和理论以故事课程中心为目标、策略合作为基础。设计原理须与先前的调查研究以及学生的需求分析保持一致。3D虚拟环境中精心设计的活动和任务可以激发学习者兴趣，离开了这些，虚拟世界的教育注将失败。虚拟世界教育活动设计者面临的最大挑战是为这一新技术设计出新颖且合适的课程。
3D虚拟现实为学习者提供了一个合作环境。在这个环境中，学习者在仿真的环境中得到了一种新的学习体验。虚拟现实被认为是一种建构主义和合作主义交融并重的学习方式。教育策略是建立在构成主义者学习设计和合作学习上的，而这两者都可以在虚拟现实中促进语言学习。虚拟现实也允许学习者通过合作和互动参与有意义的私人学习。VEC3D是外语教学倡导的一种学习方式，它可以防止语言在无语境或无意义环境中机械操练。自然的语言学习和交际能力的提高必须要有正确的语言环境，这种环境主要来自同伴、教师和语言本族语的使用者。在虚拟教学中可以根据成员自信心、语言技能和语言熟练度的不同，将学习者分成若干小组。成员的归属感和参与性则通过共同完成和分享经历类任务实现。在以基于目标的场景设置（GBS，Goal-based Scenarios）、以故事情节为中心的教学方案（SCC，Story-Centered Curriculum）和策略合作（SI，Strategic Interaction）为基础的VEC3D虚拟世界中，学生加入到开放式的角色扮演剧本中以提高交际能力。在参加这样的剧本表演活动时，他们也期待找到归属感、满足感，获得友谊、支持和目标语文化体验。
下表中介绍了范例活动，如“抽离式教学”、“求职”等。
● 总结和未来发展
VEC3D正处于不断发展的阶段。作为一种开放的学习环境，它面向所有互联网用户。对此，我们面临很多技术、教育和研究方面的挑战。我们的目标是满足学习者的所有需求，如娱乐、获得归属感和认同感等。以目标为基础的脚本、以故事为中心的课程、有战略意义的合作和游戏式理论已经被运用于VEC3D工程的实际执行中，它将通过提供一个社交场所实现真正的交流。同时，我们也期待学习者在通过一段较长时间的VEC3D虚拟环境体验后，能够在真实世界中打破语言障碍，获得交际能力。
参考文献：
[1] J. Cohen, Statistical Power Analysis for the Behavioral Sciences 2nd ed., Lawrence Erlbaum Associates, 1988.
[2] C. M. Judd, G. H. McClelland, and S. E. Culhane, “Data Analysis: Continuing Issues in the Everyday Analysis of Psychological Data,” Annual Review of Psychology, 46, 1995, pp. 433-465.
[3] Activeworlds Corporation, 2007, Information about Activeworlds retrieved June 17, 2007,from http://www.activeworlds.com/.
[4] Tomek, I., 2000, “The design and implementation of a MOO,” Journal of Network and Computer Applications, 23(3), 275-289.
[5] VEC3D, 2007, Information about VEC3D retrieved June 17, 2007, from http://vec3D.csie.ndhu.edu.tw/.
[6] Bouras, C., Philopoulos, A.,