桌面三維虛擬學習環(huán)境的設計與實現(xiàn)——以初中《科學》天文主題為例.pdf

1、桌面三維虛擬學習環(huán)境的設計與實現(xiàn)——以初中《科學》天文主題為例D e s i g n a n d I m p l e m e n t a t i o n o f D e s k t o p3 D V i r t u a lL e a r n i n gE n v i r o n m e n t ：T a k e A s t r o n o m y o f S c i e n c eC u r r i c u l u ma t J u n

2、 i o rH i g h S c h o o l f o rE x a m p l e作者：羌紅A u t h o r ：Q i a n g H o n g學位類別：理學碩士D e g r e eC a t e g o r y ：M a s t e r o f S c i e n c e學科專業(yè)：教育技術學D i s c i p l i n e s ：E d u c a t i o n a lT e c h n o l o g y研究

3、方向：教學設計與教學資源開發(fā)D i r e c t i o no f R e s e a r c h ：I n s t r u c t i o n a lD e s i g n a n d D e v e l o p m e n t o fT e a c h i n gR e s o u r c e s指導教師：李欣教授S u t “ P r o f ．L 。X i n b u p e r w s o r ：P r o I L 1A l

4、 n浙江師范大學教師教育學院S c h o o l o f T e a c h e r E d u c a t i o n ，Z h e j i a n gN o r m a l U n i v e r s i t y二O —O 年四月九日桌面三維虛擬學習環(huán)境的設計與實現(xiàn)一 1 ㈣刪——以初中《科學》天文主題為例摘要天文學主題是初中科學課程一個重要的組成部分，也是科學學習中比較抽象的內(nèi)容之一。目前，有關天文主題的課件主要還是以文本、靜態(tài)

5、圖像，或簡單的動畫模擬為主，缺乏情境導入，學習者與教學內(nèi)容的交互性不足。其結果是導致學生學習興趣缺失，教學效果并不理想。本文針對上述存在的問題，運用虛擬現(xiàn)實和網(wǎng)絡技術，以初中《科學》課程中的“天文“ 單元作為研究的切入點，旨在創(chuàng)設真實的學習情境，把天文教學中的抽象概念原理、真實的運動過程等形象生動地重現(xiàn)出來，幫助學生把握天文現(xiàn)象的實質(zhì)，完成相關知識的自我建構。首先，筆者通過閱讀大量國內(nèi)外相關參考文獻，在分析其它桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)架構方案的

6、基礎上確定了在3 D SM a x 中建模、在V i r t o o l s 中完成交互設定的系統(tǒng)架構方案；其次，深入研究了相關學習理論對虛擬環(huán)境架構的指導意義，并以“隱喻投射”為基礎，提出了場景層、學習層、導航層以及交互層的設計方法；第三，在確定了天文主題虛擬學習環(huán)境功能模塊的基礎上，研究了三維建模技術、材質(zhì)貼圖技術，實現(xiàn)了虛擬學習場景和虛擬天體模型構建；研究了導航、交互技術，實現(xiàn)了對虛擬環(huán)境的漫游和虛擬天體的交互操作。最后，綜合以上

7、研究工作，設計并實現(xiàn)了“太陽系與星際航行“ 虛擬學習系統(tǒng)，并對虛擬環(huán)境的使用效果進行了初步的調(diào)查。調(diào)查結果表明：真實的太空學習情境激發(fā)了學習者的學習興趣，引導的發(fā)現(xiàn)學習策略引導學生進行探究，提供發(fā)現(xiàn)式的學習思維軌跡，培養(yǎng)學生高層次的思維技能，使學生對難以理解的天文知識掌握地更透徹、更牢固。下一步工作，我們將進一步充實源知識的內(nèi)容，完善交互功能，以及實時聊天室的設計，使得虛擬學習環(huán)境的相關功能更趨完善。關鍵詞：虛擬現(xiàn)實；三維虛擬學習環(huán)境；