乐高积木模型的虚拟创客空间设计与制作
发布时间：2022-12-10 19:36
近年来,互联网和多媒体技术的不断前进,也促使着虚拟现实技术不断发展,并广泛应用于各个行业,推动各个行业的蓬勃发展。虚拟现实技术应用于教育是教育技术发展的一个飞跃,其应用领域主要体现在几个方面,科技研究、教育实训基地、虚拟仿真校园、演播室,其特有的交互性、仿真性给予学习者新奇的感受,同时又充分激发了学习者和研究者的兴趣和动机。虚拟现实技术为广大的学习者营造了“自主学习”的环境,是使学习者通过自身与信息环境的相互作用学习知识、技能的新型学习方式。国内学者对虚拟创客空间做出了自己的解释,同时也肯定了这一形式的学习环境能在一定基础上促进学习者学习,充分发掘学习者的学习兴趣和动机。虽然很多研究者都肯定虚拟创客空间这一形式的学习环境,但是国内对于这方面的研究却很少。本文从促进小学生学习并培养创造性思维的角度展开研究,构建虚拟创客空间,并分析教学实践效果,对目前小学开展创客教育具有一定的理论和实践意义。本文研究主要采用文献研究法、需求分析法、实验研究法等研究方法,利用目前的虚拟现实开发平台,设计并开发了以乐高积木模型作为学习工具的虚拟创客空间,主要工作如下:（1）在查阅、分析相关文献的基础上,对创客...
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 研究现状述评
1.3 研究目的、内容、思路和方法
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 研究思路
1.3.4 研究方法
第二章 相关概念界定及理论基础、技术支持
2.1 相关概念界定
2.1.1 创客空间
2.1.2 虚拟创客空间
2.1.3 虚拟乐高积木模型
2.2 理论基础
2.2.1 建构主义学习理论
2.2.2 杜威的“从做中学”理论
2.2.3 自主学习理论
2.2.4 沉浸理论
2.3 技术支持
2.3.1 三维建模工具3dsmax
2.3.2 虚拟现实开发平台VR-Platform
2.3.3 几何建模技术
2.3.4 实时碰撞检测技术
2.3.5 数据库建模技术
2.3.6 立体显示技术
2.3.7 脚本编辑技术
第三章 虚拟创客空间功能模型构建和系统设计
3.1 虚拟创客空间功能结构模型的构建
3.1.1 相关学习环境模型
3.1.2 虚拟创客空间功能结构模型的构建原则
3.1.3 虚拟创客空间功能结构模型构建
3.1.4 虚拟创客空间的教学要素结构分析
3.2 虚拟创客空间的系统设计
3.2.1 基于虚拟创客空间的教学设计框架
3.2.2 虚拟创客空间教学设计过程分析
3.3 虚拟创客空间的设计方案
3.4 虚拟创客空间的设计过程
3.4.1 虚拟创客空间的需求分析
3.4.2 虚拟创客空间的总体设计
3.4.3 虚拟创客空间的详细设计
3.5 虚拟创客空间的学习流程
第四章 乐高积木模型的虚拟创客空间案例开发
4.1 虚拟创客空间的教学设计
4.2 虚拟创客空间及乐高积木模型主要功能的实现
4.2.1 虚拟模型的实现
4.2.2 材质、灯光设置的实现
4.2.3 模型渲染烘焙、导出的实现
4.2.4 交互功能的实现
4.2.5 相机播放功能的实现
4.2.6 脚本设计及代码的实现
4.2.7 发布文件以及注意事项
第五章 乐高积木模型的虚拟创客空间应用实验及评价
5.1 效果测试方法的选择和思路
5.2 测试地点及对象的选择
5.3 问卷的发放和回收情况
5.4 数据统计与分析
5.4.1 基于虚拟创客空间学习的评估描述性分析
5.4.2 虚拟创客空间设计在性别上的差异性分析
5.4.3 虚拟创客空间设计在不同年级上的差异性分析
5.5 虚拟创客空间的应用效果评价
5.5.1 虚拟创客空间应用优势
5.5.2 虚拟创客空间缺陷
第六章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 未来的工作
注释
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟现实在教育中的应用:优势与挑战[J]. 丁楠,汪亚珉. 现代教育技术. 2017(02)
[2]基于创客空间的学习模式设计研究[J]. 马林. 重庆科技学院学报(社会科学版). 2017(01)
[3]网络空间支持的中小学创客教学模式研究[J]. 杨晓彤,谢幼如,钟如光. 电化教育研究. 2017(01)
[4]中学校园创客空间实践建构[J]. 杨志俊. 中国现代教育装备. 2016(24)
[5]美国创客教育教学评价案例的分析与启示[J]. 郑志高,张立国,尚国娟. 现代教育技术. 2016(12)
[6]基层中小学开展创客教育实践研究[J]. 李茗妍,张晓胜. 中国教育信息化. 2016(22)
[7]3D建模打印折射创客教育新路径[J]. 周迎春. 中国教育技术装备. 2016(21)
[8]中小学创客教育的发展现状、内涵与构建策略[J]. 罗诚,肖安庆. 中小学教师培训. 2016(11)
[9]面向大学生创客的网络学习空间构建[J]. 曾明星,宁小浩,周清平,徐洪智,粟娟. 中国电化教育. 2016(11)
[10]儿童创客教育:构建一个创造的学习环境[J]. 刘凌. 人民教育. 2016(20)
硕士论文
[1]VR技术的虚拟教学应用研究[D]. Azimkulov Ayan（阿阳）.东华大学 2017
[2]创造性学习环境研究：虚拟创客空间及其创设[D]. 纪滢.云南大学 2016
[3]三维虚拟校园立体场景的设计与实现[D]. 马萍.山东师范大学 2013
[4]基于人机交互理论对乐高机器人玩具的研究[D]. 周晶.南京师范大学 2013
[5]基于VR-Platform的中学物理虚拟实验的设计与开发[D]. 冀巧玲.山东师范大学 2011
[6]交互式电子积木设计研究[D]. 郑玺.江南大学 2010
[7]虚拟实验三维建模技术研究[D]. 黄海林.吉林大学 2007
[8]“自主学习理论”指导下的物理教学设计的研究[D]. 黄宗科.南京师范大学 2004
本文编号：3717391
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 国内外相关研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.2.3 研究现状述评
1.3 研究目的、内容、思路和方法
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 研究思路
1.3.4 研究方法
第二章 相关概念界定及理论基础、技术支持
2.1 相关概念界定
2.1.1 创客空间
2.1.2 虚拟创客空间
2.1.3 虚拟乐高积木模型
2.2 理论基础
2.2.1 建构主义学习理论
2.2.2 杜威的“从做中学”理论
2.2.3 自主学习理论
2.2.4 沉浸理论
2.3 技术支持
2.3.1 三维建模工具3dsmax
2.3.2 虚拟现实开发平台VR-Platform
2.3.3 几何建模技术
2.3.4 实时碰撞检测技术
2.3.5 数据库建模技术
2.3.6 立体显示技术
2.3.7 脚本编辑技术
第三章 虚拟创客空间功能模型构建和系统设计
3.1 虚拟创客空间功能结构模型的构建
3.1.1 相关学习环境模型
3.1.2 虚拟创客空间功能结构模型的构建原则
3.1.3 虚拟创客空间功能结构模型构建
3.1.4 虚拟创客空间的教学要素结构分析
3.2 虚拟创客空间的系统设计
3.2.1 基于虚拟创客空间的教学设计框架
3.2.2 虚拟创客空间教学设计过程分析
3.3 虚拟创客空间的设计方案
3.4 虚拟创客空间的设计过程
3.4.1 虚拟创客空间的需求分析
3.4.2 虚拟创客空间的总体设计
3.4.3 虚拟创客空间的详细设计
3.5 虚拟创客空间的学习流程
第四章 乐高积木模型的虚拟创客空间案例开发
4.1 虚拟创客空间的教学设计
4.2 虚拟创客空间及乐高积木模型主要功能的实现
4.2.1 虚拟模型的实现
4.2.2 材质、灯光设置的实现
4.2.3 模型渲染烘焙、导出的实现
4.2.4 交互功能的实现
4.2.5 相机播放功能的实现
4.2.6 脚本设计及代码的实现
4.2.7 发布文件以及注意事项
第五章 乐高积木模型的虚拟创客空间应用实验及评价
5.1 效果测试方法的选择和思路
5.2 测试地点及对象的选择
5.3 问卷的发放和回收情况
5.4 数据统计与分析
5.4.1 基于虚拟创客空间学习的评估描述性分析
5.4.2 虚拟创客空间设计在性别上的差异性分析
5.4.3 虚拟创客空间设计在不同年级上的差异性分析
5.5 虚拟创客空间的应用效果评价
5.5.1 虚拟创客空间应用优势
5.5.2 虚拟创客空间缺陷
第六章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 未来的工作
注释
参考文献
附录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟现实在教育中的应用:优势与挑战[J]. 丁楠,汪亚珉. 现代教育技术. 2017(02)
[2]基于创客空间的学习模式设计研究[J]. 马林. 重庆科技学院学报(社会科学版). 2017(01)
[3]网络空间支持的中小学创客教学模式研究[J]. 杨晓彤,谢幼如,钟如光. 电化教育研究. 2017(01)
[4]中学校园创客空间实践建构[J]. 杨志俊. 中国现代教育装备. 2016(24)
[5]美国创客教育教学评价案例的分析与启示[J]. 郑志高,张立国,尚国娟. 现代教育技术. 2016(12)
[6]基层中小学开展创客教育实践研究[J]. 李茗妍,张晓胜. 中国教育信息化. 2016(22)
[7]3D建模打印折射创客教育新路径[J]. 周迎春. 中国教育技术装备. 2016(21)
[8]中小学创客教育的发展现状、内涵与构建策略[J]. 罗诚,肖安庆. 中小学教师培训. 2016(11)
[9]面向大学生创客的网络学习空间构建[J]. 曾明星,宁小浩,周清平,徐洪智,粟娟. 中国电化教育. 2016(11)
[10]儿童创客教育:构建一个创造的学习环境[J]. 刘凌. 人民教育. 2016(20)
硕士论文
[1]VR技术的虚拟教学应用研究[D]. Azimkulov Ayan（阿阳）.东华大学 2017
[2]创造性学习环境研究：虚拟创客空间及其创设[D]. 纪滢.云南大学 2016
[3]三维虚拟校园立体场景的设计与实现[D]. 马萍.山东师范大学 2013
[4]基于人机交互理论对乐高机器人玩具的研究[D]. 周晶.南京师范大学 2013
[5]基于VR-Platform的中学物理虚拟实验的设计与开发[D]. 冀巧玲.山东师范大学 2011
[6]交互式电子积木设计研究[D]. 郑玺.江南大学 2010
[7]虚拟实验三维建模技术研究[D]. 黄海林.吉林大学 2007
[8]“自主学习理论”指导下的物理教学设计的研究[D]. 黄宗科.南京师范大学 2004
本文编号：3717391
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