本文關(guān)鍵詞：初中化學虛擬實驗的設計及應用研究

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【摘要】：隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，使得虛擬現(xiàn)實這一新技術(shù)日漸成熟、完善并不斷滲透到各個領域中，其在教育領域的應用也受到教育工作者的廣泛關(guān)注。針對目前實驗教學存在的不足，虛擬實驗的教學應用能夠在一定程度上改善目前現(xiàn)狀，因此對虛擬實驗的構(gòu)建以及它在初中化學教學中應用方式、效果的研究是十分必要的。 在本研究中，筆者以虛擬實驗的設計及其教學應用為出發(fā)點，分析了初中化學實驗教學的現(xiàn)狀以及虛擬實驗在目前初中化學實驗教學中的應用研究現(xiàn)狀，并以此為依據(jù)，探究虛擬實驗與初中化學教學相結(jié)合的新思路。在建構(gòu)主義、情境認知等理論的指導下，探討利用三維建模技術(shù)、三維交互技術(shù)等相關(guān)技術(shù)構(gòu)建初中化學虛擬實驗的過程，并以初中化學實驗中《高錳酸鉀制取氧氣》實驗為虛擬實驗的開發(fā)對象，研究具體的建構(gòu)過程。最后將虛擬實驗應用于初中化學實驗教學中，探索其應用于教學活動的特定模式，，并通過問卷調(diào)查獲得虛擬實驗在初中化學實驗教學中應用的效果反饋。 從本文的理論研究和實踐研究結(jié)果表明：虛擬實驗可以作為教學的輔助工具和新的教學形式應用于教學中，其趣味性、情境化的特點可以激發(fā)學習者的學習興趣，使得實驗教學更加的生動活潑。虛擬實驗在教學中的應用可以幫助學習者加深對實驗內(nèi)容的理解，并通過對實驗的反復操作強化學習者對實驗過程的掌握，培養(yǎng)了學習者的動手能力和自主學習的能力。同時應明確虛擬實驗不能代替真實實驗，而是要與真實實驗相配合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢來共同作用于教學。這不僅在一定程度上彌補了實驗教學的不足，更為實驗教學方式提供了新的方式，從而提升化學實驗教學的效率。
【關(guān)鍵詞】：虛擬現(xiàn)實技術(shù) 虛擬實驗 3dsMax Virtools
【學位授予單位】：安徽師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：G633.8;G434
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究意義11
• 1.3 相關(guān)研究綜述11-16
• 1.3.1 實驗教學的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.3 虛擬實驗的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.4 虛擬實驗應用于初中化學教學研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 研究內(nèi)容、方法及思路16-18
• 1.4.1 研究內(nèi)容16
• 1.4.2 研究方法16-17
• 1.4.3 研究思路17-18
• 第二章 相關(guān)概念界定與研究基礎18-25
• 2.1 相關(guān)概念和內(nèi)涵18-19
• 2.1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)18-19
• 2.1.2 虛擬實驗19
• 2.2 相關(guān)研究的理論依據(jù)19-21
• 2.2.1 建構(gòu)主義學習理論19-20
• 2.2.2 情境認知理論20-21
• 2.3 相關(guān)研究的技術(shù)基礎21-25
• 2.3.1 三維建模技術(shù)21-22
• 2.3.2 三維交互技術(shù)22-25
• 第三章 初中化學虛擬實驗的設計25-36
• 3.1 初中化學虛擬實驗設計的需求分析25-29
• 3.1.1 初中化學實驗教學特點25-27
• 3.1.2 初中化學實驗教學現(xiàn)狀27-29
• 3.2 初中化學虛擬實驗設計過程29-32
• 3.2.1 初中化學虛擬實驗的設計原則29-30
• 3.2.2 初中化學虛擬實驗的定位30-31
• 3.2.3 初中化學虛擬實驗的設計目標31
• 3.2.4 初中化學虛擬實驗的設計流程31-32
• 3.3 《高錳酸鉀制取氧氣》虛擬實驗設計過程32-36
• 3.3.1 《高錳酸鉀制取氧氣》實驗分析32-33
• 3.3.2 《高錳酸鉀制取氧氣》虛擬實驗的設計內(nèi)容33-34
• 3.3.3 《高錳酸鉀制取氧氣》虛擬實驗的設計目標34
• 3.3.4 《高錳酸鉀制取氧氣》虛擬實驗的實驗過程流程圖設計34-36
• 第四章 初中化學虛擬實驗的實現(xiàn)36-49
• 4.1 虛擬實驗場景及模型的實現(xiàn)36-42
• 4.1.1 虛擬實驗場景的創(chuàng)建36-37
• 4.1.2 虛擬實驗模型的創(chuàng)建37-40
• 4.1.3 材質(zhì)貼圖的制作40-41
• 4.1.4 虛擬實驗的優(yōu)化41-42
• 4.2 虛擬實驗交互功能的實現(xiàn)42-49
• 4.2.1 虛擬角色實現(xiàn)42-44
• 4.2.2 界面操作實現(xiàn)44-45
• 4.2.3 “虛擬教室”中交互實現(xiàn)45
• 4.2.4 實驗過程交互實現(xiàn)45-46
• 4.2.5 特效設計與實現(xiàn)46-48
• 4.2.6 虛擬實驗的發(fā)布48-49
• 第五章 虛擬實驗在化學實驗教學中的應用49-68
• 5.1 虛擬實驗輔助初中化學實驗教學模式49-54
• 5.1.1 虛擬實驗整合于教學的一般模式49-50
• 5.1.2 兩種虛擬實驗教學模式50-54
• 5.2 教學分析54-57
• 5.2.1 學習者分析54-55
• 5.2.2 教學目標分析55
• 5.2.3 教學內(nèi)容分析55-56
• 5.2.4 教學媒體選擇56
• 5.2.5 教學方法選擇56-57
• 5.3 教學實施過程57-64
• 5.3.1 虛擬實驗過程57-60
• 5.3.2 初步建構(gòu)認知60-61
• 5.3.3 真實實驗過程61-64
• 5.3.4 二次建構(gòu)認知64
• 5.4 教學效果分析64-68
• 第六章 研究總結(jié)與研究不足68-70
• 6.1 研究總結(jié)68-69
• 6.2 存在的問題與不足69-70
• 參考文獻70-73
• 附錄 初中化學虛擬實驗教學應用調(diào)查73-75
• 致謝75-76
• 附：本人讀研期間發(fā)表的科研情況一覽表76

【參考文獻】

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本文編號：647989