基于增强现实的小学科学课程学习系统的开发与应用研究
发布时间：2021-04-25 03:30
随着技术的发展与教育理念的进步,传统的教育体系逐渐焕发出新的活力,科学教育的重要性日益突出,在国家的支持与重视下,我国科学教育从课程体系、教学模式等各个方面有了很大的突破与进展,但仍存在探究实践环节缺失,联想迁移、问题解决等动态能力培养不足的问题,有待继续探究改进。同时人工智能时代背景下国家对人才的需求及培养模式均提出了新的要求,更加重视复合型人才的培养,人工智能教育逐渐以多样的形式渗入基础教育系统,人工智能素养、科学素养与信息素养成为了新时代青少年必备的基本素养。教育是为未来社会培养人的活动,因此教育应具有面向未来的预见性。技术的发展丰富了学习的体验,为学习者提供了多样的探究环境,知识与技术的深度融合是未来教育系统发展的必然趋势。增强现实技术作为一项新兴的人机交互技术,以其特有的虚实结合、实时交互、直观生动等优势,迅速地进入了教育领域,受到广大教育研究者的青睐。同时,智能移动设备的普及与发展,为增强现实提供了便捷的平台,为其广泛应用于教学提供了可能性。本研究将增强现实技术与人工智能基础知识引入小学科学教育体系,探究基于增强现实技术的科学教育与人工智能教育的深度融合,开发增强现实科学课...
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外科学教育现状
1.2.2 增强现实技术在教育中的应用现状
1.2.3 我国人工智能教育现状
1.3 问题的提出及具体研究内容
1.3.1 问题的提出
1.3.2 具体研究内容
1.4 研究方法
1.5 论文框架
第2章 增强现实技术及相关理论基础
2.1 增强现实技术
2.1.1 增强现实技术简介
2.1.2 增强现实的关键技术
2.2 理论基础
2.2.1 建构主义学习理论
2.2.2 情境认知学习理论
2.2.3 视听教育理论及视听规律
2.2.4 多元智能理论
第3章 AR科学课程学习系统开发的前期准备
3.1 AR科学课程学习系统开发的背景调查分析
3.2 教学内容分析与课标解读
3.3 学习者特征分析
3.4 运行设备分析及选择
3.5 AR科学课程学习系统开发的原则
第4章 AR科学课程学习系统的开发与实现
4.1 AR科学课程学习系统功能概述
4.1.1 认识动物模块
4.1.2 动物的运动模块
4.1.3 动物与人类模块
4.1.4 知识拓展模块
4.1.5 测试模块
4.2 AR科学课程学习系统开发的整体框架
4.3 资源素材准备
4.3.1 AR识别图的选择与处理
4.3.2 三维模型的制作
4.4 系统功能实现
4.4.1 增强现实识别功能
4.4.2 手势交互功能
4.4.3 答题测试功能
4.4.4 人工智能知识可视化
4.4.5 其他功能
4.5 AR系统测试
第5章 教学实验实施及效果评价
5.1 教学实验研究设计
5.2 教学实施准备
5.2.1 教学实验对象选取及环境准备
5.2.2 教学设计
5.2.3 教学资料准备
5.2.4 问卷与访谈提纲准备
5.3 教学实施过程
5.4 教学实证结果分析
5.4.1 知识能力水平测试结果分析
5.4.2 学习态度分析
5.4.3 实验组对增强现实科学课程学习系统的满意度分析
5.4.4 访谈与系统评价
5.5 教学实验总结及系统优化改进
5.5.1 教学实验总结
5.5.2 系统的优化改进
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录
附录1 小学科学课程现状及AR系统开发调查问卷
附录2 学习者知识能力水平测试题
附录3 学习者学习态度调查问卷
附录4 AR科学课程学习系统满意度调查问卷
附录5 教师访谈提纲
附录6 学生访谈提纲
致谢
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3158614
【文章来源】：陕西师范大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内外科学教育现状
1.2.2 增强现实技术在教育中的应用现状
1.2.3 我国人工智能教育现状
1.3 问题的提出及具体研究内容
1.3.1 问题的提出
1.3.2 具体研究内容
1.4 研究方法
1.5 论文框架
第2章 增强现实技术及相关理论基础
2.1 增强现实技术
2.1.1 增强现实技术简介
2.1.2 增强现实的关键技术
2.2 理论基础
2.2.1 建构主义学习理论
2.2.2 情境认知学习理论
2.2.3 视听教育理论及视听规律
2.2.4 多元智能理论
第3章 AR科学课程学习系统开发的前期准备
3.1 AR科学课程学习系统开发的背景调查分析
3.2 教学内容分析与课标解读
3.3 学习者特征分析
3.4 运行设备分析及选择
3.5 AR科学课程学习系统开发的原则
第4章 AR科学课程学习系统的开发与实现
4.1 AR科学课程学习系统功能概述
4.1.1 认识动物模块
4.1.2 动物的运动模块
4.1.3 动物与人类模块
4.1.4 知识拓展模块
4.1.5 测试模块
4.2 AR科学课程学习系统开发的整体框架
4.3 资源素材准备
4.3.1 AR识别图的选择与处理
4.3.2 三维模型的制作
4.4 系统功能实现
4.4.1 增强现实识别功能
4.4.2 手势交互功能
4.4.3 答题测试功能
4.4.4 人工智能知识可视化
4.4.5 其他功能
4.5 AR系统测试
第5章 教学实验实施及效果评价
5.1 教学实验研究设计
5.2 教学实施准备
5.2.1 教学实验对象选取及环境准备
5.2.2 教学设计
5.2.3 教学资料准备
5.2.4 问卷与访谈提纲准备
5.3 教学实施过程
5.4 教学实证结果分析
5.4.1 知识能力水平测试结果分析
5.4.2 学习态度分析
5.4.3 实验组对增强现实科学课程学习系统的满意度分析
5.4.4 访谈与系统评价
5.5 教学实验总结及系统优化改进
5.5.1 教学实验总结
5.5.2 系统的优化改进
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录
附录1 小学科学课程现状及AR系统开发调查问卷
附录2 学习者知识能力水平测试题
附录3 学习者学习态度调查问卷
附录4 AR科学课程学习系统满意度调查问卷
附录5 教师访谈提纲
附录6 学生访谈提纲
致谢
攻读硕士学位期间取得的成果
本文编号：3158614
本文链接：https://www.wllwen.com/jiaoyulunwen/xiaoxuejiaoyu/3158614.html
