三维虚拟学习环境中虚拟教师的设计与实现

发布时间：2017-05-24 11:19

  本文关键词：三维虚拟学习环境中虚拟教师的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着虚拟现实技术的发展以及网络环境的持续优化,三维虚拟世界以其良好的沉浸性在网络远程教育领域应用广泛。但对于学习者来说,由于缺乏指导以及信息量巨大,三维虚拟学习环境相比基于网页的学习环境有着更大的认知负荷。虚拟教师作为人工智能技术的应用之一,具有生动性、交互性、亲和力等特点,能够提供有效的教学服务,帮助学习者快速适应三维虚拟环境。本研究调查并分析了导致学习者难以适应三维环境的原因,结合真实环境中教师的行为、语言、形象等方面的特点,为三维虚拟学习环境设计并实现了虚拟教师。论文首先以访谈法对初次接触三维虚拟学习环境的用户进行调查,根据访谈结果确定了用户难以适应环境的原因以及对策；之后,借助软件工程法在三维环境中为虚拟教师设计了形象库、动作库和语言库,并对虚拟教师的具体教学功能进行了实现；最后,本研究采用对照组实验,验证了虚拟教师的作用。研究认为,在三维虚拟学习环境中创建虚拟教师,能够有效地减轻学习者的认知负荷,帮助他们快速且高效地适应学习环境,增强他们的学习体验,提高三维虚拟学习环境的利用效率。
【关键词】：三维虚拟学习环境 虚拟教师 Open-Sim
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G434
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 研究背景8-10
• 1.1.1 三维虚拟世界教育应用存在的问题8-9
• 1.1.2 虚拟教师研究的新趋势9-10
• 1.2 问题的提出10
• 1.3 虚拟教师国内外研究现状10-11
• 1.4 三维虚拟学习环境国内外研究现状11-12
• 1.5 研究内容、方法、目的和意义12-16
• 1.5.1 研究目的12
• 1.5.2 研究内容12-13
• 1.5.3 技术路线13-14
• 1.5.4 研究意义14-16
• 第2章 文献与技术综述16-22
• 2.1 三维虚拟学习环境概述16-17
• 2.1.1 三维虚拟学习环境的定义16-17
• 2.1.2 构建三维虚拟学习环境的技术17
• 2.2 虚拟教师17-19
• 2.2.1 人工智能、智能代理、智能导师与虚拟教师17-18
• 2.2.2 虚拟教师的技术基础18-19
• 2.3 OPEN-SIM平台19-21
• 2.3.1 Open-Sim平台简介19-20
• 2.3.2 Open-Sim平台的特点20
• 2.3.3 为什么选择Open-Sim平台20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 三维虚拟环境中虚拟教师的设计22-32
• 3.1 虚拟教师设计的理论基础22-23
• 3.1.1 建构主义学习理论22
• 3.1.2 情境认知理论22
• 3.1.3 个别化教学22-23
• 3.1.4 程序教学法23
• 3.2 虚拟教师设计原则23-25
• 3.2.1 虚拟教师外观形象设计的原则23-24
• 3.2.2 虚拟教师行为动作设计原则24
• 3.2.3 虚拟教师语言设计原则24-25
• 3.3 虚拟教师设计25-30
• 3.3.1 虚拟教师的设计框架25-26
• 3.3.2 虚拟教师的形象库设计26-28
• 3.3.3 虚拟教师的语言库设计28-29
• 3.3.4 虚拟教师的动作库设计29-30
• 3.4 本章小结30-32
• 第4章 三维虚拟环境中虚拟教师的实现——以新手村为例32-52
• 4.1 新手用户使用三维虚拟学习环境的现状访谈调查32-34
• 4.1.1 使用三维虚拟环境的“高门槛”32-33
• 4.1.2 关于新手用户使用三维虚拟学习环境的现状访谈调查33-34
• 4.2 新手村中的学习活动设计34-36
• 4.3 虚拟教师功能的实现36-50
• 4.3.1 虚拟教师的生成37-39
• 4.3.2 基本操控指导功能的实现39-40
• 4.3.3 疑难解答功能的实现40-43
• 4.3.4 换装指导功能的实现43-45
• 4.3.5 引路导航功能的实现45-46
• 4.3.6 初级建模教学功能的实现46-48
• 4.3.7 其他教学辅助工具的实现48-50
• 4.4 本章小结50-52
• 第5章 新手用户适应学习环境的实验研究52-68
• 5.1 研究假设52
• 5.2 研究方法52-54
• 5.2.1 研究设计52-53
• 5.2.2 研究对象53
• 5.2.3 研究工具53-54
• 5.3 研究过程54-60
• 5.3.1 控制组实验情况54-55
• 5.3.2 实验组实验情况55-60
• 5.4 研究结果分析60-66
• 5.4.1 实验结果60-63
• 5.4.2 研究数据的分析63-65
• 5.4.3 研究结论65-66
• 5.5 本章小结66-68
• 第6章 总结与展望68-70
• 6.1 研究总结68
• 6.2 研究贡献与不足68-69
• 6.2.1 本研究的贡献68
• 6.2.2 本研究的不足68-69
• 6.3 研究展望69-70
• 参考文献70-74
• 附录1 虚拟教师帮助情境下的新手用户体验结果测试问卷74-78
• 附录2 新手用户独立体验结果测试问卷78-82
• 附录3 控制组实验前说明文档82-84
• 附录4 实验组实验前说明文档84-86
• 附录5 新手用户使用三维虚拟学习环境的现状访谈提纲86-88
• 致谢88-90
• 攻读学位期间发表文章90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 武法提;基于WEB的学习环境设计[J];电化教育研究;2000年04期

2 李锦涛,刘国香;虚拟现实技术及其应用[J];计算机工程;1994年S1期

3 周煦;;合法的边缘性参与:新任教师专业发展的重要路径[J];教育导刊;2011年06期

4 赵沁平;;虚拟现实综述[J];中国科学（F辑:信息科学）;2009年01期

5 曹俏俏;;“第二人生”(Second Life)交互特点研究[J];现代教育技术;2009年09期

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1 谭文武;虚拟世界中探究式虚拟实验环境的设计与实现[D];西南大学;2014年

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本文编号：390624