基于具身认知理论的VR教学资源的开发研究

来源 :天津职业技术师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhang328061832
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随着5G技术商用化程度加快,VR行业迎来了新一轮蓬勃发展的重要时机。在VR技术自身发展的同时,“VR+教育”也出现了生机,教育部明确指出计划到2020年认定1000项左右示范性虚拟仿真实验教学项目。我国经济的发展对化工产品的需求量快速增长,随之而来的化工操作人员技术不到位、化工厂事故频发、无法做到“绿色化工”等问题尤为突出,设计和开发更适合学习者的VR教学资源势在必行。国内外学者尝试将教学相关理论落地到虚拟实验中,让虚拟实验更贴合于实验教学。具身认知认为将身体、环境(物理、人文、社会等)和心智三者在认知过程中形成有机的统一体,不仅强调身体的参与,还需要身体所处的环境对认知的影响,可见具身认知理论和虚拟实验的融合能提高沉浸感,提升学习效果,进而推动教育教学的发展进程。本研究以基于具身认知理论的VR教学资源的开发研究为主题,运用文献研究法,分析了VR教学资源国内外研究现状、具身认知和具身学习的概念形成和发展,提炼出具身学习环境的要素和具身层次,深入分析了沉浸理论和建构主义学习理论,并结合虚拟现实技术的特点,完成了VR具身学习环境模型构建,为具身认知理论VR教学资源的开发研究奠定了理论基础。通过对部分化工厂的调查和高职高校的化工系师生的走访,并在具身认知理论的指导下对VR教学资源进行设计,选择工业制取氯化铝原理的实验室制法,模拟其工业制法作为本虚拟实验的实验内容,依据VR具身学习环境模型,设计化工厂漫游模块和虚拟实验模块,以期设计出适合学习者的虚拟化工实验教学资源,提高学习者的积极性和参与度。本研究以资源设计为依据,以Unity3D为开发环境结合SteamVR Plugin和VRTK插件,借助HTC Vive的硬件支持以及3ds Max的建模,完成了基于具身认知理论的VR教学资源的开发,并对场景进行了大量的优化处理。研究融合具身认知理论和虚拟实验,对VR化工实验教学资源进行设计开发,该教学资源既能够增加学习者的学习兴趣,提高学习质量和效果,又丰富了实验教学形式。在未来的研究工作中,将继续深入学习具身认知和虚拟实验的融合,以期设计开发更好的VR教学资源。
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