虚拟世界中探究式虚拟实验环境的设计与实现

发布时间：2017-08-08 05:05

  本文关键词：虚拟世界中探究式虚拟实验环境的设计与实现

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【摘要】：随着虚拟世界在教育领域应用的深入,其潜在的教育应用价值被不断挖据,网络环境下的探究式虚拟实验就是其应用之一 虚拟世界能够为学习者提供灵活、开放、自主的实验环境,以弥补传统教学中实验的“缺失”。 本研究以Aurora-sim为虚拟世界平台,探索性地将探究式实验融入到虚拟世界当中,构建虚拟实验环境,开展探究式实验活动,旨在研究虚拟世界对探究式虚拟实验的支撑作用。论文首先梳理、分析了在虚拟世界中开展探究性实验的必要性和合理性；然后,结合Aurora-sim与探究式学习的特征,提出虚拟实验环境的设计原则与思路并设计出探究式虚拟实验活动；紧接着,以初中物理电学实验为例,借助建模工具、Linden Script和其它软件实现探究式虚拟实验环境；最后,对实验平台进行了小样本的试用。 研究认为,基于Aurora-sim的探究式虚拟学习环境能够较好地支撑实验活动的开展,且能够部分解决当前物理探究性实验活动缺失的现实问题,具有一定的应用价值。
【关键词】：虚拟世界 探究性学习 虚拟实验 Aurora-sim
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：G434
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究背景8-9
• 1.1.1 信息时代教育发展的要求8
• 1.1.2 虚拟实验在基于网络的学习中的迫切需求8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 国外探究式学习研究现状9
• 1.2.2 国内探究式学习研究现状9-11
• 1.2.3 国外虚拟实验研究现状11-12
• 1.2.4 国内虚拟实验研究现状12-13
• 1.3 研究内容、技术路线与研究目的13-16
• 1.3.1 研究内容13
• 1.3.2 技术路线13-14
• 1.3.3 研究目的14-16
• 第2章 文献及技术综述16-22
• 2.1 概念界定16-18
• 2.1.1 虚拟世界(Virtual world)16
• 2.1.2 虚拟实验16
• 2.1.3 探究性学习16-17
• 2.1.4 探究式虚拟实验17-18
• 2.2 探究式学习的特征18-19
• 2.3 目前已有的相关虚拟实验平台及其特点分析19
• 2.4 Aurora-sim平台19-22
• 2.4.1 Aurora-sim简介19-20
• 2.4.2 Aurora-sim主要特点20-22
• 第3章 虚拟世界中探究性虚拟实验设计22-32
• 3.1 探究性虚拟实验环境设计的理论基础22-23
• 3.1.1 情境认知理论22
• 3.1.2 探究性学习22-23
• 3.1.3 活动理论23
• 3.2 实验环境的设计原则与思路23-24
• 3.3 Aurora-sim中探究式虚拟实验环境设计24-28
• 3.3.1 情境创设24-25
• 3.3.2 学习资源设计25-26
• 3.3.3 学习工具设计26-27
• 3.3.4 评价设计27-28
• 3.4 虚拟世界中探究性虚拟实验活动的设计28-32
• 3.4.1 探究式虚拟实验活动流程28-29
• 3.4.2 探究式虚拟实验活动模型29-32
• 第4章 基于Aurora-Sim平台的探究性虚拟实验的实现—以初中物理电学实验室为例32-52
• 4.1 案例构建——三维虚拟环境下的初中物理电学实验室32-35
• 4.1.1 需求与现状分析32-34
• 4.1.2 利用Aurora-sim开发物理实验环境的优劣势分析34-35
• 4.2 实验环境的开发与实现35-51
• 4.2.1 Aurora-sim平台搭建35-37
• 4.2.2 情境实现37-41
• 4.2.3 学习资源实现41-48
• 4.2.4 学习工具实现48-50
• 4.2.5 学习评价实现50-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第5章 虚拟实验平台的试用52-60
• 5.1 实验平台使用培训52-53
• 5.2 虚拟实验活动设计——探究串、并联电路和电流规律实验的课程设计53-55
• 5.3 虚拟实验观察与记录55-57
• 5.4 访谈与分析57-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 6.1 研究成果60
• 6.2 研究的不足60-61
• 6.3 后续研究展望61-62
• 参考文献62-64
• 致谢64-65
• 附录65-66

【共引文献】

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本文编号：638301