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表目录
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 新技术的引入对教育理念的影响
1.1.2 桌面虚拟现实技术发展日渐成熟
1.1.3 天文主题教学手段有待改进
1.2 研究的目的及意义
1.3 相关概念界定
1.3.1 三维虚拟学习环境
1.3.2 与其他相近概念的区别
1.4 国内外研究现状
1.4.1 国外研究现状
1.4.2 国内研究现状
1.5 研究的主要内容及研究方法
1.5.1 研究主要内容
1.5.2 研究方法
2 天文主题的教学现状及需求分析
2.1 学科特征和教学需求
2.1.1 强调对于运动过程的理解
2.1.2 对学生空间认知和想象力有较高的要求
2.2 教学现状及问题
2.2.1 教学媒体有待改进
2.2.2 现有资源难以与课程有效整合
2.3 虚拟现实技术应用于天文主题教学的优势
2.4 最需要应用虚拟现实技术的教学内容调查
3 理论基础
3.1 建构主义理论对虚拟学习环境设计的启示
3.2 认知主义理论对虚拟学习环境设计的启示
3.3 行为主义理论对虚拟学习环境设计的启示
4 三维虚拟学习环境的构建方法
4.1 基于“隐喻投射”的系统组织结构
4.2 场景层设计
4.2.1 虚拟场景架构
4.2.2 界面布局
4.3 学习层设计
4.3.1 教学目标的确定
4.3.2 学习内容的组织
4.3.3 教学策略的设计
4.3.4 教学情境创设
4.3.5 学习活动类型的选择
4.4 导航层设计
4.4.1 场景按钮导航
4.4.2 视点切换导航
4.4.3 自动漫游
4.4.4 自由漫游
4.5 交互层设计
5 天文主题三维虚拟学习环境的架构
5.1 环境的体系结构
5.2 环境的学习设计
5.3 环境的场景设定及功能模块划分
5.3.1 场景“太阳系与星际航行”
5.3.2 场景“月相”
5.4 环境功能实现的关键环节
5.4.1 真实性场景架构
5.4.2 导航和交互设置
6 天文主题三维虚拟学习环境的具体实现
6.1 开发平台的选择
6.1.1 可用于开发桌面三维虚拟学习环境的相关软件
6.1.2 本文选择的开发平台
6.2 开发流程
6.3 3DS Max中天体模型的构建
6.3.1 建模
6.3.2 赋予模型材质和纹理
6.3.3 模型场景的合并(merge)
6.3.4 模型的优化
6.3.5 导出
6.4 Virtools中导航交互功能实现
6.4.1 开启并汇入三维场景
6.4.2 真实场景的模拟
6.4.3 趣味场景的模拟
6.4.4 导航设计
6.4.5 交互设计
6.4.6 其他辅助模块的设计
6.4.7 输出虚拟场景文件
7 实现效果
8 教学应用效果评价及反思
8.1 总体评价
8.1.1 教师试用评价
8.1.2 学生试用评价
8.2 反思:虚拟学习环境如何与真实教学环境互补互融
9 总结与展望
参考文献
附录1 前期的访谈问卷
附录2 多媒体课件评价标准
攻读学位期间取得的研究成果
致谢