基于效能负载力的虚拟实验设计

发布时间：2017-06-15 18:03

  本文关键词：基于效能负载力的虚拟实验设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：虚拟实验以其成本低、功能全、效率高等优势在医学、化学、物理学等学科领域得到了广泛应用。但经大量文献研究及案例的应用体验发现，目前虚拟实验设计，在认知和交互操作上仍未达到令学习者满意的效果，问题在于随着技术的发展，虚拟实验设计更多的是注重技术功能的实现，缺少对学习者认知和运动（即虚拟实验中的交互操作）的综合分析。因此，设计虚拟实验使其更加符合学习者的认知与操作，提高虚拟实验的应用效能，保证其可持续发展的教学功能将是未来虚拟实验设计需要着重考虑的内容之一。 为了丰富虚拟实验设计，，提高其设计品质，许多设计者将不同领域的设计理念引入到虚拟实验。William Lidwell等人在《设计的法则》中提出的“效能负载力”一词，注重全面系统的考虑人在使用产品时身心投入程度，强调从认知与运动两方面提升产品的简单性与易用性。本文尝试将“效能负载力”设计理念引入到虚拟实验设计中，以期有效的解决虚拟实验设计中存在的问题，实现虚拟实验的简单与高效。 研究通过对当前虚拟实验存在问题进行分析，结合对效能、负载、负载力概念的了解，提炼出效能负载力设计理念的内涵。以认知负荷、行为心理学的相关理论为基础，在以用户为中心的用户模型设计理念指导下，遵循省力原则，从满足学习者感知、记忆、思维以及操作的角度出发，对基于效能负载力的虚拟实验学习者信息处理流程进行梳理，分析学习者信息加工过程中影响认知负载力与运动负载力的相关因素，提出简化设计策略，并构建基于效能负载力的虚拟实验设计模型。选取《医学人体虚拟实验系统》为研究案例，将减轻学习者“效能负载力”的设计理念运用到实际设计中。 论文框架和各章主要内容如下： 第一章概述研究问题的时代背景，阐明问题提出的缘由，通过文献检索及案例的应用分析，了解了基于效能负载力的虚拟实验设计研究现状；总结出虚拟实验设计中存在的问题；确定了如何减少学习者认知与运动负载，提高其学习效率作为虚拟实验设计研究的重点内容；并以此为基点进一步阐述研究思路、研究方法及意义。 第二章详细解析了效能、负载、负载力的相关概念，界定了效能负载力的内涵，并对基于效能负载力的虚拟实验设计进行了概述。论述了认知负荷及行为心理学相关理论以及用户模型，省力原则等对基于效能负载力的虚拟实验的指导作用。 第三章在对影响学习者感知、记忆、思维和操作等相关因素分析的基础上，给出了虚拟实验应用中学习者信息处理的流程。明晰了影响学习者认知与运动负载的相关因素，结合虚拟实验设计的诸要素，有针对性地提出了简化设计的策略，并构建基于效能负载力的虚拟实验设计模型。 第四章以《医学人体虚拟实验系统》中的脑神经系统作为研究案例，应用简化策略及基于效能负载力的虚拟实验设计模型，对脑神经及神经内部结构进行具体的虚拟实验设计与实现。 第五章总体概括论文研究的成果与不足，并对后续的研究工作进行了展望。
【关键词】：虚拟实验 效能负载力 认知负载力 运动负载力 设计模型
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G434
【目录】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景及问题的提出11-13
• 1.2 基于效能负载力虚拟实验设计研究现状13-15
• 1.2.1 国外现状13-14
• 1.2.2 国内现状14-15
• 1.3 研究思路、方法及意义15-16
• 1.3.1 研究思路与方法15-16
• 1.3.2 研究意义16
• 1.4 论文结构16-18
• 第2章 基于效能负载力的虚拟实验设计理论基础18-22
• 2.1 效能负载力的内涵18-19
• 2.2 基于效能负载力的虚拟实验概述19
• 2.3 相关理论基础19-22
• 2.3.1 认知负荷理论对虚拟实验设计的启示19-20
• 2.3.2 行为心理学相关研究对虚拟实验设计的作用20-21
• 2.3.3 “用户模型”设计理念对虚拟实验设计的指导21-22
• 第3章 基于效能负载力的虚拟实验设计影响因素及模型构建22-35
• 3.1 影响学习者负载力的因素分析22-26
• 3.2 影响学习者负载力因素的信息流程26-28
• 3.3 基于效能负载力的虚拟实验简化设计策略28-30
• 3.3.1 适当删减28-29
• 3.3.2 合理组织29
• 3.3.3 适度隐藏29-30
• 3.3.4 针对性转移30
• 3.4 基于效能负载力的虚拟实验设计模型30-35
• 3.4.2 界面设计31-32
• 3.4.3 交互设计32-33
• 3.4.4 反馈设计33-35
• 第4章 医学人体虚拟实验案例开发35-46
• 4.1 实验分析35
• 4.2 学习者分析35-36
• 4.3 脑神经虚拟实验界面设计36-38
• 4.4 神经内部结构虚拟实验交互设计38-41
• 4.5 神经内部结构虚拟实验反馈设计41-43
• 4.6 医学人体虚拟实验设计评价43-46
• 第5章 总结与展望46-48
• 5.1 研究工作总结46-47
• 5.2 今后的工作展望47-48
• 参考文献48-51
• 附录51-52
• 导师及作者简介52-53
• 致谢53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 岳金星;于楠楠;;基于认知心理学的高效视觉信息加工可视化策略[J];北京理工大学学报(社会科学版);2008年05期

2 赵玉航;李世国;;图形用户界面设计中的功能可见性[J];包装工程;2010年20期

3 曹娟;潘来齐;;基于认知负荷理论的虚拟学习环境设计[J];电化教育研究;2010年04期

4 周杨;张宇红;;情感化设计中的记忆符号分析研究[J];包装工程;2014年04期

  本文关键词：基于效能负载力的虚拟实验设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：453077