创设探究型虚拟现实学习环境，促进小学科学课程教学变革

摘要

随着三维电脑图形技术和人机交互技术的快速发展，三维虚拟现实技术应用于教育是教育技术发展的一个飞跃。它创造了“自主学习”的环境，通过自身与信息环境的相互作用，学习者以此来得到知识、技能的新型学习方式逐渐取代了传统的“以教促学”的学习方式。学生能够通过虚拟现实技术提供得生动、逼真的学习环境，在科学课程领域提供无限的虚拟体验，从而促进和巩固学生学习知识的过程。 学生在科学课程中的学习是体验科学的过程，是理解科学本质、领会科学精神、培养创新精神和实践能力的主要学习途径。在探究中学习科学是一种促进儿童学习的极好方法。但是，在实际的科学教学实践中，由于多方面的问题，探究教学的实际效果并不理想。本文的研究目标是将虚拟现实技术应用于科学课程的探究式教学中，让学生在创造的虚拟现实环境中亲身去经历、亲身去感受。 本文主要围绕以下三个方面展开研究：小学科学课程的现状与需求、探究式教学法、虚拟现实技术在科学课程的教学中应用的理论综述。然后根据“启发—探究”教学法，设计问题的情境，利用VR—Platform软件对小学科学课程中植物的种子部分进行虚拟现实的学习环境的设计，并对设计思路、实施方法进行研究和探索。通过这种教学手段，激发学生的学习兴趣，使学生能积极、主动地学习，引起学生探究问题的兴趣，发挥学生主体作用，达到培养学生科学素养的目的。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章绪论

1.1选题背景

1.2国内外的研究现状

1.2.1国外虚拟现实技术在教育中应用现状

1.2.2国内虚拟现实技术在教育中应用现状

1.3研究内容、研究目的及意义

1.3.1研究内容

1.3.2研究的意义

1.3.3研究目标

1.3.4研究创新点

1.3.5技术路线

1.3.6文章结构

第二章科学课程综述

2.1科学课程的发展与科学课程观念革新

2.1.1科学课程的发展

2.1.2后现代科学观的革新所带来的启示

2.2小学科学课程的教学现状及需求分析

2.2.1小学科学课程的学科特征

2.2.2小学科学课程的教学需求

2.2.3小学科学课程的教学现状及问题

2.3科学课程发展的思考和启示

第三章以探究为中心的科学课堂与虚拟现实教学方法

3.1.以探究为中心的科学课程

3.1.1以探究为中心的科学课程教学法与科学课程学习方式变革

3.1.2“以探究为中心的科学”应用于科学课程的优点

3.2现代信息技术——虚拟现实技术——融入科学教育

3.2.1虚拟现实技术在教育中应用的优势及特点

3.2.2虚拟现实教学方法——“启发探究”教学法

第四章案例设计

4.1案例的宏观设计概述

4.1.1基于探究性学习的虚拟试验教学的设计

4.2.2虚拟现实教学内容的选择

4.2.3虚拟现实技术的选择

4.2案例的微观设计

4.2.1情境的设计

4.2.2问题——任务的设计

4.2.3交互的设计

4.3虚拟现实环境的实现

4.3.1情境设计的实现

4.3.2交互设计的实现

4.3.3界面的加载的实现

4.3.4案例的生成

4.4案例的实际使用

4.4.1进入情境

4.4.2查看提示，提出问题

4.4.3在虚拟现实环境中进行探究

4.4.4任务的提出

第五章总结与展望

5.1研究成果总结

5.2不足与反思

5.3研究展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的学术成果