基于增强现实技术的中学化学学习APP设计研究

摘要

化学是一门比较成熟的基础自然科学，学生在学习化学的过程中要接触元素、化学式等比较抽象的内容，而且在以前的生活中并没有接触过，教材上以二维表示方式展现的分子空间结构的可视化缺失，学生在认知和记忆上有一定的困难，需要一定的手段来辅助学习。另外，很多情况下学生的实验经历并不够，这是由很多原因造成的，包括化学实验中相当一部分实验具有危险性，实验现象不易观察，一些学校实验设备有限，不能保证及时更新换代，教学任务紧张，使得学生的实验经历很少或不能充分体验实验过程。中学化学课程中探究型实验占有重要地位，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动，也是构建化学基础知识和提高学生素养的需要。 增强现实技术作为信息化时代的一种高效的教学辅助技术，通过将真实环境和虚拟场景的景象叠加，把抽象的、不易于理解的知识概念形象化，给学生营造一种沉浸式的学习环境，达到建构知识的目的。本研究把增强现实技术与化学学习相结合，不但能直观展示分子结构，还能脱离实验室环境让学生进行实验。基于增强现实技术，本文首先分析了增强现实技术的国内外研究现状，尤其是在教育领域的应用情况。接着，对增强现实技术进行了概述，对设计这款增强现实技术学习APP的理论基础进行了研究。在对中学化学教学现状和三款有代表性的案例进行分析之后，从系统概述、视觉和功能设计三方面详细阐述了该APP的设计过程，并对开发人员进行访谈。最后，对本论文的研究做出总结，提出不足之处，并对下一步的工作做出了展望。总结出一个比较明确的设计思路和设计流程，为APP设计领域的设计者提供有效的信息参考和交流；该设计方案可以直接应用于开发，开发完成的APP通过实践可以投入学习过程中使用，节省了开发人员的前期调研和设计时间。力求能够通过设计使增强现实技术沉浸式的独特优势与教学内容相结合，为学生营造一个宽松和谐的学习环境，让学生在虚实结合的学习情境中，轻松高效地学习。

目录

声明

第一章 绪论

一、研究背景

二、研究意义

三、国内外研究现状

四、研究内容

五、研究方法

第二章 增强现实技术概述及相关理论基础

一、增强现实技术概述

二、相关理论基础

第三章 增强现实技术案例分析

一、中学化学教学现状分析

二、现有增强现实技术学习软件案例分析

第四章 APP设计

一、系统概述

二、视觉设计

三、功能设计

四、访谈与开发要点总结

第五章 结论与展望

一、论文总结

二、不足和展望

参考文献

附录

致谢

个人简历