虚拟现实技术在初中物理实验教学中的应用

摘要

随着计算机技术和现代教育技术的迅速发展,虚拟现实技术的应用越来越广泛.虚拟现实作为继理论研究和实验研究之后的第三种科学研究方法,对社会发展和科技进步起着日益重要的作用,代表着科学研究方法的发展方向.不断深化的教育教学改革对实验教学在培养学生科学研究能力和综合素质方面提出了更高的要求.实验教学的教学内容、教学模式、教学方法亟待革新和完善.虚拟现实技术的成熟发展和实验教学改革的迫切需要使得虚拟实验在教学中的应用从理论研究走向了实际应用.
　　本文介绍了国内外虚拟现实技术的发展状况,分析了虚拟现实的建构主义、混合式学习理论和交互理论等理论基础以及所使用的技术.论文详细阐述了虚拟实验系统从设计到实现的全过程,并选择具有代表性的中学物理实验作为虚拟实验应用研究的对象,重点对虚拟现实在中学物理教学中的应用作了深入分析研究。一方面,虚拟现实应用于教师实验教学,论文介绍了虚拟现实辅助教师实验教学的教学模式和教学设计,并以“探究凸透镜成像的规律”实验为例,阐述了虚拟现实辅助教师光学实验教学的实际应用,同时还列举了教师在教学过程中用虚拟现实突破物理教学难点的案例;另一方面,本文以“天平的使用”为例介绍了教师在课堂教学中采用虚拟现实实验,获得了良好的效果;第三方面,虚拟现实应用于学生自主探究学习,论文介绍了学生自主探究学习模式和教学设计,并以探究“电路短路问题”实验为例,阐述了虚拟物理实验辅助学生电路学习的实际应用,同时还尝试将虚拟现实与真实实验有机结合更好地进行实验探究。三方面应用效果分析表明,使用虚拟现实辅助实验教学,有益于提高教师的教学质量,增强学生的自主学习能力.
　　最后,本文对虚拟现实在初中物理教学中的应用研究工作进行了认真总结,提出了进一步研究的方向.

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中文摘要

英文摘要

第一章 绪论

一、选题的意义

二、研究现状

三、论文研究的内容和方法

第二章 虚拟现实技术与虚拟实验

一、虚拟现实技术

二、虚拟实验

三、虚拟实验的分类

四、虚拟实验的技术分析

第三章 虚拟实验的组成和结构

一、虚拟实验的设计步骤

二、虚拟实验的设计原则

三、虚拟实验的实验过程

四、虚拟实验的结构

五、系统中的其它库

第四章 虚拟实验在初中物理实验教学中的应用实践

一、利用虚拟实验辅助实验教学模式

二、利用虚拟实验辅助教学的教学设计

三、虚拟实验教学模式的教学案例—《探究凸透镜成像的规律》

四、虚拟实验辅助教师教学案例—《天平的使用》

五、虚拟实验辅助学生自主探究学习案例—探究《电路短路问题》

六、虚拟实验在物理实验教学中的应用效果评价

第五章 总结与展望

一、论文总结

二、本论文研究的不足

三、研究与展望

附 录

注 释

参考文献

致谢

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