基于虚拟现实技术的高中生物教学资源开发与应用 ——以《减数分裂》为例
作者单位：江西科技师范大学
学位级别：硕士
导师姓名：黄乐辉;雷萍
授予年度：2022年
摘 要：随着大数据和5G时代的到来,虚拟现实技术的发展步入了一个新的台阶,取得了巨大的进步。虚拟现实技术是从20世纪发展的一项新型实用技术,已经被广泛应用到计算机、医疗服务、旅游业、房地产、服装业、广告业和教育等众多行业当中,成为了一个全新的科学技术领域,推动了社会的发展。同时,虚拟现实技术与教育教学的融合也是当前重点研究的趋势,虚拟现实技术与高中生物教学结合,响应了国家教育信息化的号召,符合学生认知发展的特点。运用虚拟现实技术,有助于解决高中生物教学中的诸多问题,丰富了虚拟现实技术在生物学科中的应用。虚拟现实技术有沉浸式和交互性等特点,通过构建沉浸式的学习环境,使得学生可以不受外界的干扰,集中注意力,更加沉浸在学习环境中,从而可以提升学生的学习效率。本研究在心流理论、探究式学习理论、建构主义学习理论和人本主义学习理论等相关理论的指导下,根据高中生物学科的特点和学生认知的发展规律,基于虚拟现实技术设计和开发了高中生物教学资源,并到后期应用。通过Cinema4D和Unity 3D游戏引擎等开发工具设计了沉浸式的学习环境,以高二生物必修《减数分裂》为例,分析了虚拟现实技术与高中生物学科结合的必要性和可行性,通过对教师与学生的需求分析,探索虚拟学习环境在中小学应用的独特意义。通过调查问卷和访谈等研究方法,对收集的数据进行分析,并对虚拟学习环境对于学生学习的有效性进行研究,从而更好的解决教学中存在的问题。本文第一章绪论章节分别阐述了研究背景、国内外研究现状、问题的提出、研究目的及意义、研究内容、研究思路和研究方法。第二章是相关概念界定与理论基础部分,分别对虚拟现实技术、高中生物教学资源、心流理论、探究式学习理论、建构主义学习理论和人本主义学习理论进行了阐述。第三章探究了虚拟现实技术在高中生物教学中的可行性分析,通过阐述高中生物学科特点、课程目标、现状分析和虚拟现实技术在高中生物中的应用价值。后面的章节详细阐述了《减数分裂》VR生物教学资源的设计开发与应用的过程,通过SPSS和AMOS进行问卷数据分析,了解《减数分裂》VR生物教学资源的有效性,探索学生学习态度。
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