基于折纸的混合现实英语教学系统的设计与实现
发布时间：2020-09-09 10:35
如何让教育产品既吸引人,又能提高学习效果,一直是学术界人士关心的课题。传统的英语教学方法侧重于读写技能的培养,而缺少对口语的锻炼,虽然开发者们推出了许多训练英语口语的应用,但这些应用的表现形式大多是二维多媒体材料,没有沉浸感和真实感。混合现实技术恰恰有着高度的沉浸感和真实感,而在各种关于混合现实技术与教育的结合的研究中,它也被证明了有着各方面的优点。同时,研究证明故事叙述是一种效果优良的教育手段,若将其与英语口语教学相结合,也许能发挥其优势,提高教学效果。而折纸作为一种手工活动,被证明可以提高儿童的动手能力和思维能力。如何将这些元素的优势相结合,设计并开发出一个更加有沉浸感且有趣的英语教学系统,这是我们希望解决的一个问题。本文在现有研究的基础上,对系统进行了需求分析,设计并实现了一个基于折纸的混合现实英语教学系统。以需求分析为基础进行了系统概要设计和详细设计,然后在系统开发完毕后进行了测试。该系统有五个功能模块:折纸教学、动画播放、故事设计、故事叙述和通用功能模块。教师可以在故事设计模块进行英语故事线的设计,达到自定义教学内容的目的;学生可以在折纸教学模块学习折纸,在动画播放模块观看英语动画,还能以实物交互的方式在故事叙述模块参与故事中的英语对话,达到学习英语的目的;而通用功能模块则负责为用户的操作提供视觉和听觉的反馈,让混合现实环境下的交互更自然无障碍。该系统的主要开发环境为Unity3D,使用的开发语言为C#,运行于混合现实头戴式显示设备Microsoft HoloLens,采用了多种技术开发:Unity3D游戏开发技术,基于Vuforia的实物交互技术,混合现实故事叙述技术和基于语音合成与识别的英语教学技术。本系统使用Unity3D游戏引擎实现了各个功能模块;利用Vuforia实现了混合现实环境下的基于折纸的实物交互;结合使用HoloToolkit和Unity3D中的碰撞检测API,将视线交互、手势交互和语音交互这些更自然新颖的交互方式集成到我们的系统之中,用以提高交互的自然流畅感。该系统与传统的多媒体教学系统相比,有着更高的真实感和沉浸感。我们使用混合现实技术来提升系统的真实感,为用户带来更有趣且富有沉浸感的体验;将数字故事叙述与英语教学相结合,旨在用更寓教于乐的方式锻炼学生的英语表达能力;并使用折纸来锻炼学生动手和思维能力。本系统旨在发挥各项技术的优势,希望能够有效地提高儿童动手能力,思维能力与英语口语能力。该系统的研究与开发对混合现实系统在教育方面的应用和研究的探索与发展有着积极意义。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：H319.3;G434
【部分图文】：
需求分析方法逡逑求分析是系统开发前期的重要工作，它解决了“做什么”的问题，并为“依据。所以在这部分工作中，我们进行了详细的需求分析，为后期的设计与础。逡逑系统的功能需求分析采用了用例分析法。这种方法以用户的语言描述了系图。这部分的内容将以用户和系统的交互为中心，确定系统中的参与者、用间的关系，对系统功能进行概要描述。逡逑系统的功能需求与非功能需求逡逑功能需求逡逑系统的用例图设计如图２－１所示。逡逑系ｉ充逦逡逑
物体的变化也会立即反映给脚本；同时脚本能够修改游戏场景内对象的数据或游戏的各逡逑类资源，同时游戏场景中的这些数据对象也会不断监听和读取脚本中相应数值的变化。逡逑系统的架构设计如图３－１所示。逡逑＾Ｖｔｅｗ逦＾逡逑（逦１￣１＿３。n盼锾邋危义希
本文编号：2814863
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：H319.3;G434
【部分图文】：
需求分析方法逡逑求分析是系统开发前期的重要工作，它解决了“做什么”的问题，并为“依据。所以在这部分工作中，我们进行了详细的需求分析，为后期的设计与础。逡逑系统的功能需求分析采用了用例分析法。这种方法以用户的语言描述了系图。这部分的内容将以用户和系统的交互为中心，确定系统中的参与者、用间的关系，对系统功能进行概要描述。逡逑系统的功能需求与非功能需求逡逑功能需求逡逑系统的用例图设计如图２－１所示。逡逑系ｉ充逦逡逑
物体的变化也会立即反映给脚本；同时脚本能够修改游戏场景内对象的数据或游戏的各逡逑类资源，同时游戏场景中的这些数据对象也会不断监听和读取脚本中相应数值的变化。逡逑系统的架构设计如图３－１所示。逡逑＾Ｖｔｅｗ逦＾逡逑（逦１￣１＿３。n盼锾邋危义希
本文编号：2814863
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