基于虚拟现实的高等院校实验教学系统的设计与实现

论文摘要

因为虚拟现实技术体现出的技术特点和应用特性,决定其非常适合应用于教学场景的构建,这就是多媒体新技术服务于教育教学的最好的结合。这项新技术在教学领域的应用具有巨大的作用,体现在时间、空间、思维、心里动机等几个重要教育因素上。通常的教学活动会受到诸如教学时长、学习实验空间、经费支持等原因的限制,因此学习的示例、范例以及参照模型都只能尽量做到真实贴切,制作出近乎逼真的示例模型具有很大难度。而学习者对陌生事物的接受,首先是在脑海中构建一个虚拟的带有情境思维和自我感情的场景,这就需要教育者引导和修正在每个人脑海中的虚拟场景。虚拟现实场景教学正是在构建和激发学习者的知识、能力、智力以及思维。本文围绕虚拟研究性实验信息系统,以分布协作交流的平台实现分布协作教学系统,进行的三个具体课题的研究:认知形式及其特征在虚拟环境中的表现;虚拟现实技术在研究性实验教学的应用依据研究;虚拟研究性实验信息系统的结构和功能设计极其实现技术研究。为开发的理论与逐步完善虚拟研究性实验信息系统设计作了创新性的尝试,为虚拟现实技术与研究性实验教学相互融合构建了初步的理论框架,为技术与教育的进一步融合提供了方法论的指导。应用软件工程学的知识,将虚拟现实技术和具体应用相结合。通过系统分析、详细设计、需求分析、具体实施和测试等步骤,了解虚拟现实实验信息系统设计的制作要求和技术特点,明确设计目标,制作任务规划,确定功能框架,思路方法等工作。为后面的制作提供效率保证和指导目标。本文主要完成的内容包括:建构基于VR的学习体系,探讨VR技术应用于学习体系的理论根据,以真实的教学过程为设计参照设计出了基于VR的网络实验信息系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 选题的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 预期的研究目标和采用的研究方法
• 1.4 论文的主要内容
• 第二章 VR 教学设计思想与关键技术
• 2.1 VR 技术的基本概念与属性
• 2.2 虚拟现实技术在基于VR 的教育模式中应用的类型
• 2.2.1 漫游型
• 2.2.2 展示型
• 2.2.3 过程型
• 2.2.4 操作型
• 2.2.5 游戏型
• 2.3 本章小结
• 第三章 系统的需求分析
• 3.1 VR 技术在教育领域的现状
• 3.1.1 VR 技术在教育领域应用的理论依据
• 3.1.2 VR 技术在教育领域应用的现状分析
• 3.2 VR 教学体系的系统原则
• 3.3 本章小结
• 第四章 基于VR 的网络实验教学系统设计实现
• 4.1 虚拟实验教学系统的设计原则
• 4.2 虚拟实验教学系统的体系结构
• 4.3 虚拟实验教学系统的项目组成及其功能
• 4.4 虚拟实验室的设计平台与模块结构
• 4.5 系统整体设计
• 4.6 系统的具体实现
• 4.7 实现中的关键处理
• 4.8 本章小结
• 第五章 系统测试
• 5.1 测试效果
• 5.1.1 除错
• 5.1.2 性能测试部分
• 5.1.3 功能测试部分
• 5.1.4 界面测试部分
• 5.2 测试效果分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1 本文总结
• 6.2 未来工作
• 致谢
• 参考文献