虚拟演示实验的开发及在物理理论教学中的应用

发布时间：2017-10-16 09:17

  本文关键词：虚拟演示实验的开发及在物理理论教学中的应用

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【摘要】：随着计算机技术和现代教育技术的迅速发展,虚拟现实技术的应用越来越广,虚拟现实技术对物理理论教学的影响也越来越深刻。同时,虚拟现实技术的成熟和物理理论教学的改革迫切需要虚拟实验在教学中的应用从理论研究走向实际应用。本文介绍了国内外虚拟现实技术的发展状况,分析了虚拟现实的行为主义学习理论、建构主义学习理论等理论基础,详细阐述了依托Virtools平台对虚拟演示实验的设计和开发全过程,并选择了具有代表性的物理实验作为虚拟演示实验的应用研究对象。同时,重点对虚拟演示实验在物理理论教学中的应用做出了深入的分析研究。一方面,本文详细阐述了虚拟演示实验的优势和特点,并针对其高仿真性、便捷性以及趣味性,通过嵌入式的教学方式,对理论教学的教学结构进行优化,提出了针对性的理论教学方案。另一方面,论文介绍了虚拟演示实验辅助理论教学的教学模式和教学设计,以“维氏起电机”实验为例,阐述了虚拟演示实验辅助理论教学的实际应用,并通过调查问卷对教学效果进行了应用评价。应用效果分析表明,使用虚拟演示实验辅助教学,有益于提高教师的教学质量,增强学生的自主学习能力。最后,本文针对虚拟演示实验在物理理论教学中的应用研究工作进行了总结,提出了进一步的研究方向。
【关键词】：虚拟现实技术 虚拟演示实验 物理理论教学 Virtools 教学设计
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：G633.7
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 选题的背景与意义12-16
• 1.1.1 选题背景12-13
• 1.1.2 课题的提出13-15
• 1.1.3 研究意义15-16
• 1.2 国内外研究现状16-19
• 1.3 主要研究内容19-20
• 第2章 理论探索与现状分析20-28
• 2.1 虚拟演示实验概述20-23
• 2.1.1 虚拟演示实验简介20-21
• 2.1.2 虚拟演示实验的特点21
• 2.1.3 虚拟演示实验的发展趋势21-23
• 2.2 虚拟演示实验的理论基础23-26
• 2.2.1 虚拟教学环境下学习者的认知特点23-24
• 2.2.2 基于行为主义的学习理论24-25
• 2.2.3 基于建构主义的学习理论25-26
• 2.3 虚拟演示实验与物理理论教学的结合26-28
• 2.3.1 理论教学与实验教学的衔接互动分析26-27
• 2.3.2 理论教学与实验教学结合教学模式的探索27-28
• 第3章 虚拟演示实验的设计与实现28-50
• 3.1 实验内容与开发工具的选择28-30
• 3.1.1 前期准备内容28-29
• 3.1.2 实验内容的选择29
• 3.1.3 开发工具的选择29-30
• 3.2 演示实验的构思与设计30-32
• 3.3 虚拟演示实验的实现32-49
• 3.3.1 三维模型的建立32-38
• 3.3.2 模型贴图的制作38-41
• 3.3.3 场景在Virtools里的运行41-43
• 3.3.4 常用BB（行为交互模块）的介绍43-45
• 3.3.5 相关程序流程编制45-49
• 3.4 作品的发布49-50
• 第4章 虚拟演示实验在物理教学中的应用实践50-60
• 4.1 虚拟演示实验在物理教学中的应用50-52
• 4.1.1 虚拟演示实验与理论课堂的衔接点50
• 4.1.2 教学课堂模式概述50-52
• 4.1.3 虚拟演示实验的作用52
• 4.2 虚拟演示实验辅助教学的教学设计52-55
• 4.2.1 教学前期设计53-54
• 4.2.2 学习资源设计54
• 4.2.3 教学情境设计54-55
• 4.2.4 学习评价工具的设计55
• 4.3 虚拟演示实验教学模式的教学案例55-56
• 4.3.1 教学设计前期分析55-56
• 4.3.2 教学过程56
• 4.3.3 教学评价与反思56
• 4.4 虚拟演示实验在物理教学中的应用效果评价56-60
• 4.4.1 研究过程57
• 4.4.2 评价统计结果57-60
• 结论与展望60-63
• 参考文献63-66
• 致谢66-67
• 附录A 虚拟演示实验应用调查问卷67-69
• 附录B 部分实现流程图解69-72

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本文编号：1041853