虚拟实验的回旋性设计研究

虚拟实验的回旋性设计研究

作者:师大云端图书馆 时间:2016-01-15 分类:硕士论文 喜欢:2313
师大云端图书馆

【摘要】虚拟实验在教学中的广泛应用,更多的是体现在技术本身纯粹的功能,即形象、生动。因此,其教学的有效性和可持续性还略受质疑。虚拟实验的研究更多关注技术的基因形式,而忽视了如何使用其形式的方法,即功能的设计,使得在其应用的过程中仍存在实验易用性较差、忽视学习者的多样化需求与体验、缺乏培养解决问题能力等方面的问题。如何使虚拟实验设计更加符合学习者的认知特性和行为习惯,获得良好的情感体验,满足不同层次学习者的需求,是虚拟实验设计的重点研究内容之一。许多不同领域的先进设计思想不断地被引入虚拟实验的设计中,以期提高虚拟实验的教学质量,但是关于学习者体验过程中需求与感受的相关研究较为缺乏。威廉·立德威尔(WilliamLidwell)等学者在《设计的法则》中提出的“回旋性”是设计领域中新的设计思想,从多个角度提高产品的使用效率和易用性,灵活而有弹性地设计产品。本研究尝试将这一设计理念引入虚拟实验中,以寻求改善和优化虚拟实验设计品质的可行方案。本文通过对虚拟实验研究现状进行深入分析,总结当前虚拟实验存在的问题,将所发现的不足作为研究的方向和重点,在用户体验的需求层次理论、沉浸(Flow)理论和设计心理学等重要理论的指导下,将设计领域中的回旋性思想引入虚拟实验的设计中,析出了虚拟实验回旋性的设计理念。从学习者需求的角度出发,运用系统动力学的方法构建基于学习者需求的虚拟实验回旋性设计驱动模型,对影响回旋性设计的各要素及相互间的动态关系进行了描述,在此基础上,构建了虚拟实验回旋性设计模型,从功能可见性、可逆性、容错性及安全网方面为虚拟实验设计提供了具体的实现方式及设计原则。并以《机械基础虚拟实验系统》为案例将虚拟实验回旋性设计模型的指导方法具体应用于设计中。论文的组织结构和各章的主要内容如下:第一章绪论部分将研究问题的背景进行简单介绍,并通过分析典型案例的优缺点,阐述虚拟实验在得到广泛应用及发展的过程中,仍存在一定亟需改善的问题;通过搜索和研究国内外的文献资料,总结了所存在的问题,引出了回旋性设计理念,说明虚拟实验回旋性设计的必要性,并以此作为研究方向和重点进行深入研究,同时简述了本文的研究内容、研究方法及研究意义。第二章概述“回旋”和“回旋性设计思想”的定义和由来,通过对用户体验的需求层次理论、沉浸(Flow)理论和设计心理学等相关理论的分析,在总结马斯洛需求理论和用户体验的五个需求层次理论的基础上,与虚拟实验特性相融合,对虚拟实验中学习者体验的需求层次进行了划分;应用沉浸(Flow)理论详细分析了影响沉浸感的各种因素,为学习者在体验虚拟实验过程中获得沉浸体验提供借鉴;设计心理学中的感知觉、认知、情感、可用性等理论对虚拟实验包含的要素、学习者体验及回旋性设计的分析与研究具有重要作用。在这些理论的指导下结合虚拟实验自身特性,提出了虚拟实验的回旋性概念。第三章从虚拟实验的回旋性设计应满足学习者多样化需求的角度出发,分析了虚拟实验中的学习者需求,将其与虚拟实验的回旋性特性耦合,运用系统动力学的方法描述影响回旋性设计的各要素间的动态关系,并以功能可见性、可逆性、容错性及安全网四种实现方式构建具体指导虚拟实验的回旋性设计模型。第四章为了实现虚拟实验的回旋性设计,选取《机械基础虚拟实验系统》作为研究案例,将虚拟实验回旋性设计模型具体应用于案例,设计包含功能可见性、可逆性、容错性和安全网的虚拟实验,并通过问卷调查获取学习者的评价信息。第五章对研究过程中的主要研究成果和不足之处进行总结,对存在的问题进行评价与反思,同时对后续的研究工作进行展望。
【作者】李宇佳;
【导师】杨雪;
【作者基本信息】吉林大学,教育技术学,2014,硕士
【关键词】虚拟实验;回旋性;驱动模型;设计模型;

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