基于虚拟现实技术的研究性学习的设计与开发

发布时间：2017-05-07 07:04

  本文关键词：基于虚拟现实技术的研究性学习的设计与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 建构主义学习理论强调在真实的教学情景下,进行有意义的探索与发现,从而完成新知识在固有的知识结构上的建构。在传统的教育模式中,学习者往往根据课本或者老师提供的信息被动的接受间接的知识经验,不仅对知识缺乏直观形象的理解,也缺少实践的机会。而建构主义学习理论提倡学习者在教师的引导下进行基于场景和问题的研究性学习,在学习者对知识进行学习的同时,培养其创造性思维和解决问题的能力。 虚拟现实技术做为一门新兴的技术类学科,它在教育教学中的应用从一开始就受到广大教育学者的认可。尤其是其能创造逼真的学习场景、并为学习者提供与场景良好的交互等特点,恰能符合研究性学习中对学习环境建构的需求。 虚拟现实技术利用计算机三维图形技术、交互技术、模拟技术、传感技术、人机界面技术、显示技术等技术手段,为学习建构一个仿真的学习环境。在这种虚拟的学习环境中,学习者通过与学习系统或是与其他的学习者进行交流与合作,获得真实的认知体验,从而完成知识的建构。尤其是在研究性学习中,利用虚拟现实技术来开发设计虚拟学习环境,既可以为学习者提供一个真实的学习环境,克服研究性学习受到场地、时间等因素的限制,又可以排除其他对学习不利的影响因素,因而研究虚拟现实技术在研究性学习中的应用具有重要的现实意义。 本文中首先介绍了虚拟现实技术的基本概念和主要应用领域,进而对国内外研究现状进行分析和比较,然后讨论在建构主义学习理论指导下的研究性学习对学习环境的需求,从而体现出虚拟现实技术在研究性学习中应用的优势。最后通过设计开发认识树叶虚拟学习系统,来探讨利用虚拟现实技术开发研究性学习场景的具体过程。 本研究主要完成以下三方面的问题: 第一,虚拟现实技术的定义、起源、发展与应用。并通过对比国内外有关虚拟现实技术及应用的现状,来分析当前研究虚拟现实技术的研究方向与研究中所应当注意的问题。 第二,虚拟现实技术在研究性学习中的应用设计。通过讨论在建构主义学习理论支持下的情景学习在教学中的应用,进而研究虚拟现实技术中在研究性学习中应用的优势,再结合具体的案例,说明虚拟现实技术在研究性学习中的应用方式。 第三,虚拟学习环境的开发与应用研究。对虚拟学习环境进行分析、设计与开发,并对设计结果进行应用评价,体现虚拟现实技术在研究性学习中应用的意义。
【关键词】：虚拟现实 建构主义 研究性学习 学习环境
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：G40-057
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 1. 绪论9-13
• 1.1 论文研究的背景9
• 1.2 论文研究的意义9-10
• 1.3 研究的目的、内容及论文组织框架10-13
• 2. 虚拟现实技术概述13-20
• 2.1 虚拟现实技术的定义13
• 2.2 虚拟现实的技术基础13-14
• 2.3 虚拟现实技术的分类及特征14-15
• 2.4 虚拟现实技术的应用15-16
• 2.5 国内外有关虚拟现实技术的研究16-19
• 2.5.1 国外有关虚拟现实技术的研究16-18
• 2.5.2 国内有关虚拟现实技术的研究18-19
• 2.6 本章小结19-20
• 3. 虚拟现实技术在研究性学习中的应用20-31
• 3.1 虚拟现实技术在教育教学中的应用领域20-23
• 3.1.1 虚拟现实技术在科研领域中的应用20
• 3.1.2 虚拟现实技术在虚拟仿真校园中的应用20-21
• 3.1.3 虚拟教学和实验21-23
• 3.2 虚拟现实技术在研究性学习中应用的理论基础23-25
• 3.2.1 建构主义学习理论概述23
• 3.2.2 建构主义学习理论支持下的研究性学习23-25
• 3.3 虚拟现实技术在研究性学习中的应用及优势25-30
• 3.3.1 虚拟现实技术在研究性学习中应用的优势25-28
• 3.3.2 虚拟现实技术应用案例28-30
• 3.4 本章小结30-31
• 4. 研究案例——设计与开发31-37
• 4.1 虚拟现实技术在研究性学习中应用的设计流程31-33
• 4.2 “认识树叶”研究性学习的教学设计33-36
• 4.2.1 学习者分析33
• 4.2.2 学习内容与目标分析33
• 4.2.3 教学媒体分析33-34
• 4.2.4 学习策略设计34
• 4.2.5 学习过程设计34-36
• 4.3 本章小结36-37
• 5. 研究案例——开发与应用37-53
• 5.1 开发工具简介37-38
• 5.2 “认识树叶”虚拟学习系统的开发流程38-39
• 5.3 学习系统开发过程中要注意的问题39-41
• 5.4 “认识树叶”虚拟学习系统的体系结构与功能41-42
• 5.5 “认识树叶”虚拟学习系统的界面与交互设计42-46
• 5.5.1 系统界面42-43
• 5.5.2 观察界面43-45
• 5.5.3 便捷的操作工具45
• 5.5.4 学习引导45-46
• 5.6 利用“认识树叶”学习系统进行研究性学习的过程描述46-52
• 5.7 应用设想及设计反思52
• 5.8 本章小结52-53
• 6. 研究总结与展望53-55
• 6.1 研究总结53-54
• 6.2 虚拟现实技术在教育领域的应用展望54-55
• 参考文献55-57
• 附录:“认识树叶”虚拟学习系统的应用过程详细功能图57-60
• 在校期间发表的论文、科研成果等60-61
• 致谢61

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 康瑛石;王海宁;虞江锋;;基于云计算的虚拟化系统研究[J];电信科学;2011年04期

2 刘巍;;现代教育技术实验课教学资源网站的设计与开发[J];中国现代教育装备;2011年01期

3 付向东;金涛;;计算机虚拟现实技术的教学应用与软件的开发研究[J];自动化与仪器仪表;2011年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 白书强;基于认知学徒制的虚拟学习情境设计与开发[D];山东师范大学;2011年

2 蒋军;校园网：可塑造的动态空间[D];湖南师范大学;2011年

3 徐军;虚拟现实绘制技术的研究[D];安徽大学;2011年

4 张跃;教学软件中三维曲面局部纹理映射技术的研究[D];沈阳师范大学;2012年

5 白U，

本文编号：349382