基于虚拟现实的MOOC教学交互模式的研究与系统实现

发布时间：2017-03-19 00:07

  本文关键词：基于虚拟现实的MOOC教学交互模式的研究与系统实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：以微课程为单位的全球化大规模开放在线课程MOOC (Massive Open Online Course)作为一种面向社会公众的免费的、公开的、在线的学习模式被人们广泛接受,对教育领域的改革与创新起到了巨大的推动作用。而虚拟现实技术在教育领域的应用也日渐成熟,并已广泛应用于实验仿真、模拟培训、化学实验等方面。本课题基于现代教育理念,重点研究如何将虚拟现实技术与MOOC教学模式相结合,模拟真实学习场景的MOOC学习交流平台。本文对高校现有的教学模式进行了比较深入的分析,对目前虚拟现实技术的发展状况,以及教育资源分布进行调查,确立将虚拟现实技术与MOOC结合的价值与可行性。通过对系统关键技术进行研究,根据MOOC虚拟交互中心的特点,对其进行相应的改进。在对碰撞检测技术的研究中,本文通过对复杂物体进行分解或者为其添加空白子对象的方式,为其搭建对应的碰撞检测器,以达到更为逼真的碰撞检测效果,增强虚拟用户在虚拟场景中的沉浸感与交互性；通过对现有中文分词技术的研究,并且针对本文用来提取单句关键词的需求,选择了最大正向匹配分词算法作为提取句子关键词的基础算法,并在传统算法的基础上增加了预分词、基于TRIE索引树词典分词和对分词加权三个过程对算法进行了改进；在对问题关键词的数据检索过程中,本文在传统的数据库模糊查询的基础上,提出了利用关键词的权重大小进行优先查询的策略,关键词的权重越大,查询的优先级越高。最终将其与师生智能答疑模块相结合,提高答疑模块的质量和性能。最后根据对上述模块的研究,设计开发MOOC虚拟交互中心,利用网络爬虫技术获取现有MOOC教学平台的教育资源,并将其嵌入到MOOC虚拟交互中心之中便于学习者取用。该系统运用虚拟现实带来的沉浸感,交互性和构想感,更好的构建人们的学习兴趣,以一种娱乐的方式帮助人们更好的理解并掌握所学知识,弥补现有MOOC教学模式的不足,增强学习过程中的交互性与实时性,是对现有MOOC教学模式的一次创新性改进,也是将先进科学技术运用到教育领域的一次大胆尝试。
【关键词】：MOOC 虚拟现实 三维建模 碰撞检测 网络通信 网络爬虫
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G434
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 绪论11-15
• 1.1 课题研究背景及意义11
• 1.2 MOOC研究现状11-12
• 1.3 虚拟现实技术研究现状12-13
• 1.4 课题研究内容13-14
• 1.5 论文组织结构14-15
• 第2章 论文相关技术与理论简介15-20
• 2.1 虚拟现实技术简介15-17
• 2.2 UNITY简介17-18
• 2.3 网络爬虫技术简介18
• 2.4 教学理论基础18-20
• 2.4.1 行为主义学习理论19
• 2.4.2 建构主义学习理论19-20
• 第3章 MOOC教学模式的研究20-27
• 3.1 MOOC教学模式概述20
• 3.2 MOOC教学模式研究20-22
• 3.2.1 cMOOC教学模式21
• 3.2.2 xMOOC教学模式21-22
• 3.3 MOOC教学模式特点22-24
• 3.4 MOOC教学模式的不足24-25
• 3.5 MOOC虚拟交流中心25-27
• 第4章 系统关键技术研究27-46
• 4.1 三维建模技术27-29
• 4.1.1 三维场景建模27-28
• 4.1.2 三维人物建模28-29
• 4.2 碰撞检测技术29-33
• 4.2.1 Unity碰撞检测原理30
• 4.2.2 改进的碰撞检测技术30-32
• 4.2.3 动态物体碰撞检测32-33
• 4.3 场景控制33-34
• 4.3.1 相机的控制33-34
• 4.3.2 人物行为控制34
• 4.4 网络通信技术34-36
• 4.4.1 网络通信设计34-35
• 4.4.2 网络通信实现35-36
• 4.5 中文分词技术36-46
• 4.5.1 常见的中文分词方法37
• 4.5.2 最大正向匹配分词算法37-39
• 4.5.3 最大正向匹配分词算法优化39-44
• 4.5.4 实验及结果分析44-46
• 第5章 MOOC虚拟交流中心设计与实现46-61
• 5.1 MOOC虚拟交流中心开发环境与流程简介46-47
• 5.1.1 MOOC虚拟交流中心开发环境46
• 5.1.2 MOOC虚拟交流中心开发流程46-47
• 5.2 MOOC虚拟交流中心需求分析47-49
• 5.2.1 MOOC虚拟交流中心需求分析47-48
• 5.2.2 虚拟交流中心GUI设计48-49
• 5.3 MOOC虚拟交流中心场景设计49-53
• 5.3.1 师生答疑模块场景设计49-51
• 5.3.2 探索学习模块场景设计51-52
• 5.3.3 知识分享模块场景设计52-53
• 5.4 MOOC课程信息获取子系统设计与实现53-59
• 5.4.1 MOOC课程信息获取子系统总体设计53-54
• 5.4.2 页面采集模块54-55
• 5.4.3 页面分析模块55-58
• 5.4.4 数据存储模块58-59
• 5.5 MOOC虚拟交流中心运行效果59-61
• 结论与展望61-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 洪德法;卢文喜;李伟;伊燕平;;三维虚拟校园系统的设计与实现[J];地理空间信息;2012年01期

2 郝丹;;MOOC:颠覆与创新?——第4次“中国远程教育青年学者论坛”综述[J];中国远程教育;2013年11期

3 张清利;段绍辉;;以终身学习理念拓展远程教育社会功能[J];北京广播电视大学学报;2010年05期

4 张占龙,罗辞勇,何为;虚拟现实技术概述[J];计算机仿真;2005年03期

5 袁莉;斯蒂芬·鲍威尔;马红亮;;大规模开放在线课程的国际现状分析[J];开放教育研究;2013年03期

6 蔚蓝;;美国《国家教育技术规划纲要》解答——美国教育技术办公室主任卡伦·凯特在线访谈实录(节选)[J];中国教育技术装备;2011年14期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 朱雨香;视景仿真技术的研究与实现[D];南京理工大学;2004年

2 黄南海;3D图形引擎系统的研究与实现[D];武汉理工大学;2006年

  本文关键词：基于虚拟现实的MOOC教学交互模式的研究与系统实现，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：255237