基于虚拟现实技术的工程力学实验网络应用研究

论文摘要

继多媒体之后,教育技术领域又出现了一个新型的教学媒体,它就是虚拟现实技术(Virtual Reality)。本文从VR技术的发展过程出发,一步步阐述VR的定义、VR的特征(多感知性、存在感、交互性、自主性)、VR系统的基本构成和分类、VR的应用以及当前国内外对VR技术的研究现状等内容。指出将虚拟现实技术应用到工程力学网络教学的可行性和必要性。为了实现虚拟现实技术在工程力学网络教学中的应用,本文对工程力学材料力学部分的实验进行虚拟,使用3DS MAX软件建立模型,导出为VRML格式的文件,再通过VRML编程控制造型,设定交互性,完成的场景可以解决学生在家里也能进“实验室”动手做实验的难题。本文还使用VRML的PROTO扩展功能,编写了工程力学支座节点的VRML造型,使用起来很方便。在符合CAI基本教学理论和教学设计原则的情况下,使用Macromedia公司的Dreamweaver MX, Flash MX, Fireworks MX三个软件制作工程力学网络教学软件,并将制作的虚拟内容嵌入到制作的软件中,从而极大地丰富了远程网络教学内容。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 本文研究主要内容
• 2 虚拟现实技术介绍
• 2.1 虚拟现实的概念
• 2.2 虚拟现实技术的特征
• 2.3 虚拟现实系统的基本构成与分类
• 2.3.1 典型虚拟现实系统的基本构成
• 2.3.2 虚拟现实系统的分类
• 2.4 虚拟现实技术的应用
• 3 VR 技术与教育相结合的理论依据
• 3.1 VR 技术在教育中的应用
• 3.2 虚拟现实与教育相结合的理论依据
• 3.3 虚拟现实与教育相结合的发展前景
• 4 VRML
• 4.1 VRML 概念
• 4.2 VRML 的工作原理
• 4.3 VRML 的历史
• 4.4 VRML 的应用
• 4.5 VRML 可视化开发工具
• 4.6 VRML 常用浏览器
• 4.7 VRML 文件基本要素
• 5 CAI 基本教学理论与教学设计
• 5.1 CAI 基本理论
• 5.1.1 计算机辅助教育
• 5.1.2 计算机辅助教学
• 5.1.3 CAI 的基本模式
• 5.2 CAI 的教学设计原理
• 5.2.1 教学设计的基本原理
• 5.2.2 CAI 模式与媒体的选择
• 5.3 多媒体网络教学
• 5.3.1 多媒体网络教学系统的基本特性
• 5.3.2 网络教学的设计原则
• 5.3.3 网络教学的教学模式
• 6 VRML 在网络教学中的应用模式
• 6.1 VRML 应用于网络教学的优势
• 6.1.1 VRML 与建构主义切合的“3I”特性
• 6.1.2 VRML 与具体教学模式的切合
• 6.2 VRML 网络教学的适用模式
• 6.2.1 VRML 的应用优势
• 6.2.2 VRML 的使用范围
• 7 VR 技术在工程力学网络教学中的应用
• 7.1 实验中心的虚拟场景
• 7.2 低碳钢轴向拉伸试验的虚拟场景
• 7.2.1 测力度盘的虚拟
• 7.2.2 万能材料试验机的虚拟
• 7.2.3 试件的虚拟
• 7.3 在工程力学中应用VRML 的PROTO 扩展功能
• 7.4 VR 技术在工程力学刚体的简单运动及平面运动章节中的运用
• 7.5 工程力学网络教学中翻题板的VRML 设计
• 8 工程力学多媒体网络教学软件的开发
• 8.1 分析确定系统结构和功能模块
• 8.2 收集整理素材
• 8.3 软件制作
• 致谢
• 参考文献