基于Flex的虚拟现实技术在教学中的研究与实现

论文摘要

随着科学技术的进步,尤其是现代信息技术的发展,人类逐步进入信息社会,其生活方式、思维方式、工作方式以及教育方式都随之发生着很大的变化。国际教育界已把21世纪作为“创造教育的世纪”。所以如何构建创新型人才培养模式已成为当前各国教育的主流,作为一个有效创造力的手段,虚拟现实技术在教育领域内发挥着不可替代的作用,正如拉尼尔所说:“虚拟现实是这样一种媒体,其唯一局限因素是使用者的想象力”。借助于虚拟现实技术,可以创建一个与现实社会逼真的虚拟学习环境,在这个学习环境中,知识以可视化的方式呈现,学习者可以进行自主学习,以自然的方式与学习内容交互,这极大地提高学习者的学习兴趣,有利于学习者知识的建构。虚拟现实应用于教学中具有“减少实验经费开销”、“突破时空限制”等优点。本文首先以行为主义学习理论、认知主义学习理论、情景认知理论、建构主义学习理论以及远程学习的交互理论为依据阐述虚拟现实对教育的影响;其次,在此基础上比较当前实现虚拟现实的几种解决方案并最终选择基于Flex的虚拟现实技术这一解决方案:利用3DS MAX进行建模、然后借助PV3d三维引擎导入到Flex开发平台中,通过MXML+ Action Script语言实现旋转、放缩等,并对该解决方案中的技术特性、方案可行性及应用于教学中的优势进行剖析;最后,借助软件工程的开发思想（准备阶段、分析阶段、设计阶段、开发阶段和实施阶段）,设计出一个虚拟教学系统,并结合《结构化学》应用案例对该系统的部分功能进行开发,为虚拟教学系统建设提供一个新的开发途径和模式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.1.1 课题研究的背景
• 1.1.2 课题研究的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第二章 虚拟现实在教学中应用的理论基础
• 2.1 虚拟现实
• 2.1.1 虚拟现实的概念
• 2.1.2 虚拟现实的特征
• 2.1.3 虚拟现实的分类
• 2.2 理论基础
• 2.2.1 行为主义学习理论
• 2.2.2 认知主义学习理论
• 2.2.3 情景认知理论
• 2.2.4 建构主义学习理论
• 2.2.5 远程学习的交互理论
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于Flex 的虚拟现实技术解决方案
• 3.1 几种关键的虚拟现实技术
• 3.1.1 VRML
• 3.1.2 JAVA3D
• 3.1.3 Cult3D
• 3.1.4 View Point
• 3.1.5 QTVR
• 3.2 基于Flex 的虚拟现实技术
• 3.2.1 Flex
• 3.2.2 Papervisi0113D 三维引擎
• 3.2.3 基于Flex 的虚拟现实技术解决方案
• 3.2.4 方案可行性分析
• 3.3 几种技术比较
• 3.4 本章小结
• 第四章 虚拟教学系统设计与实现
• 4.1 虚拟教学系统的需求分析
• 4.2 虚拟教学系统的设计原则
• 4.3 虚拟教学系统设计
• 4.3.1 系统框架
• 4.3.2 系统功能设计
• 4.3.3 系统界面设计
• 4.3.4 导航策略设计
• 4.3.5 交互策略设计
• 4.4 《结构化学》应用案例的教学设计
• 4.4.1 教学目标分析
• 4.4.2 教学对象分析
• 4.4.3 教学内容分析
• 4.4.4 教学策略分析
• 4.5 虚拟教学系统中应用案例的实现
• 4.5.1 Flex 开发环境介绍
• 4.5.2 虚拟实验室漫游
• 4.5.3 三维虚拟模型展示
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 答辩委员会对论文的评定意见