虚拟现实环境下自我导向学习系统的构建_陈智鹏.pdf
《虚拟现实环境下自我导向学习系统的构建_陈智鹏.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《虚拟现实环境下自我导向学习系统的构建_陈智鹏.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 39 卷 第 7 期 福 建 电 脑 Vol.39 No.7 2023 年 7 月 Journal of Fujian Computer Jul.2023 陈智鹏,男,1998年生,主要研究领域为虚拟现实与人机交互。E-mail:。虚拟现实环境下自我导向学习系统的构建 陈智鹏(福州大学物理与信息工程学院 福州 350108)摘 要 为了提高线上教学的效果,设计一个能够满足学生自学需求的学习系统是十分必要的。本文提出了一个基于虚拟现实技术实现的自我导向学习系统的构建方案,所构建的系统能够为学生在疫情期间的线上学习需求提供具体的解决方案。通过计算机仿真对系统的功能和显示效果进行了验证,结果表明
2、该系统能够满足学生的自我导向学习需求。关键词 自我导向学习;虚拟现实;人机交互 中图法分类号 TP391.9 DOI:10.16707/ki.fjpc.2023.07.022 The Construction of Self-directed Learning System Based on Virtual Reality CHEN Zhipeng (Department of Physics and Information Engineering,Fuzhou University,Fuzhou,China,350108)Abstract In order to improve the ef
3、fectiveness of online teaching,it is necessary to design a learning system that can meet students self-learning needs.This paper proposes a construction scheme of a self guided learning system based on virtual reality technology,which can provide specific solutions for students E-learning needs duri
4、ng the epidemic.The functionality and display effect of the system were verified through computer simulation,and the results showed that the system can meet students self-directed learning need.Keywords Self-directed Learning;Virtual Reality;Human-computer Interaction 1 引言 21 世纪以来,信息化的发展为人们带来学习技能、创新
5、技能、生活技能和职业技能协同发展的机会1。在众多教育学理论中,自我导向学习(Self-directed learning,SDL)被认为是一种日益重要的技能2。SDL 是学生主动诊断学习需求、制定学习目标、确定学习资源并评估学习结果的过程3。新冠疫情时期,国内外各大高校和中小学将学习方式从线下教学转为在线教育4-5。在目前的在线教学中,主要由教师制定学习内容并传授给每一位学生。这种方式并非以学生为教学主体,对学生的学习积极性和学习效果有一定的影响。因此,本文提出一种基于虚拟现实技术的 SDL 教育方法并设计出一套相对应的教学系统。学生能够在此虚拟环境中预先制定自己的学习计划,并在学习结束后反思
6、学习内容。此外,为了实现更高效的 SDL,系统部分具有学生与内容以及学生与教师之间的积极互动。2 相关研究 目前,各种信息技术迅速发展,知识不断更新换代,学习成为人类在信息时代生存的重要技能。在这种形势下,选择高效的学习方式不仅能帮助学生提升自学能力,也能满足学生根据自身特点多方面发展的需求。学生的学习过程从本质上说,不仅需要外部环节的支持和引导,也需要学生的内在驱动。学生不能被动地依赖于学校和教师所规划的学习课程和内容,而是根据自身实际需要主动选择学习计划,即 SDL。相较于面授学习,SDL 更加注重在自身目标与动机的导向下,采取自主学习、反思总结与多种实践活动相结合的方式来满足学生的202
7、3 年 福 建 电 脑 107 多方面的学习需求。在此前的研究中,Ji-Young Yeo 等研究了护理专业的学生运用 SDL 的效果6,表明虚拟场景下的教学模拟激活了自主学习的各种认知因素,学生能够从失败和错误中学习,并纠正他们在学习过程中的错误,形成良性循环。对患者没有实际伤害的虚拟环境已经成为学生体验自信心、成就感和满足感的学习空间。Shin Jungmin 等研究了基于 VR 的沉浸式训练系统对用户的影响7,表明该系统增强了用户的学习动力,提高了用户的沉浸感,促进了用户的 SDL 活动。Hu 等的研究表明8,虚拟现实技术能够在没有空间和时间限制的情况下实现教育,使用基于模拟的 3D 图
8、像实现人机之间的交互。综上所述,基于虚拟现实技术实现的 SDL 具有显著优势。首先,使用虚拟学习环境为学生构建了一个开放和多样化的学习交互空间,也为 SDL 提供了具体的应用情境支持。学习交互的灵活性,学习资源的多样性和学习后反思的即时性保证了以自主和反思作为特征的 SDL 的实现。其次,学习过程由传统的教师主导转变为学生主导,虚拟现实技术的互动性特点鼓励学生参与交互,并能够根据学生的学习兴趣和目标实现个性化的学习。最后,教师能够将游戏化的趣味性因素应用到虚拟场景的学习交互中,使用游戏化策略使学生自发地设定学习目标并在学习中受到激励,提升学生的问题解决能力和独立学习能力。另一方面,将虚拟现实技
9、术运用于 SDL 的过程中也发现了一些问题。首先是依然难以完全模拟真实场景的细节和复杂性,影响学习的整体效果和质量。其次是学习过程中缺乏个性化定制因素,大多数教学场景无法像真正的教师一样和学生实时互动并提供教学提示。3 方法 采用虚拟现实技术设计了一个 SDL 框架指导下的学习交互系统,以分析、验证 SDL 在虚拟现实环境中对学生各方面的影响。具体 SDL 模型图如图1 所示。此系统以学生的自学作为整个交互系统的主题,目的是运用教师引导和虚拟交互环境的支持帮助学生完成包含五个阶段的 SDL。学生自学的五个阶段分别为制定学习计划、进行 SDL 活动、考核检验、评估 SDL 成效和自我反思总结。图
10、 1 SDL 模型图 3.1 制定学习计划 在本阶段,教师根据课程的内容(如化学实验或者物理实验)安排学习内容,设计学习任务清单(该节课程目标)并提前上传学习资源和考核题目。随后在虚拟现实场景中清晰呈现该课程需要用到的展示内容,用于引导学生结合自身情况明确自己的学习目标并制定自我学习计划,从而更好地完成后续学习活动。3.2 进行SDL活动 进行 SDL 活动是自我导向学习的重点。学生在自己制定好的学习计划安排下,在虚拟现实场景中自学各类资源内容并参与交互。教师在这个环节中作为引导者,需要使用虚拟现实场景的提示功能给予学生帮助和指导。例如,在学生遇到困难的时候及时弹出提示,协助和引导学生解决问题
11、。3.3 考核检验 考核检验是在学习活动完成后用于学生考核自己在 SDL 后的具体效果。在完成考核题目后将会显示结果,有助于学生深入了解自己的薄弱环节,帮助他们后续反思整体学习过程。3.4 评价SDL成效 本阶段是对前三个阶段的整体评价。评价 SDL成效是针对学生学习状态和交互情况的评估,主要包括主观问卷评估和客观数据评估两部分。其中,主观问卷评估有助于了解学生在学习过程中的情绪状态,方便教师后续改善教学细节。而客观数据评估有助于学生实现对自我学习交互进度的了解,例如学习时长可以使学生看到自己与他人在学习效率上的差距。3.5 自我反思总结 本阶段是学生依据前一阶段的结果开始反思和调整 SDL
12、的过程。当学生在反思中发现前面学习过程中存在问题后,可以根据自身的知识掌握情108 陈智鹏:虚拟现实环境下自我导向学习系统的构建 第 7 期 况,灵活调整学习计划并有选择性的重新学习。4 基于 SDL 的 VR 学习系统 4.1 系统整体框架 使用 Unity3D 引擎制作系统,并采用 HTC Vive头戴式交互设备作为虚拟学习的交互设备。这套交互设备中的 HMD 与一台配备英特尔 i7 处理器、16GB 内存和 Nvidia GTX 1070 显卡的图形工作站相连,使用封闭式耳机传输音频数据。同时,为了满足开发需求,还导入了 Steam VR Plugin 和 VRTK插件。插件在Unity
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 虚拟现实 环境 自我 导向 学习 系统 构建 陈智鹏
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。