互动式计算机教学论文提纲

论文题目：基于VR的互动式教学平台的设计与实现

摘要：职业教育的发展已经成为我国现阶段教育领域至关重要的一环,全面提高职业教育办学水平和教学质量已成为迎接新一轮技术革命和产业变革的重要举措。传统的教学模式已不能适应行业、企业对岗位能力的需求,各高职院校都在积极思考如何进行教学改革。为了加快教学改革的进程,基于多媒体计算机技术和网络技术的交互式在线学习平台不断涌现。这些教学平台虽然克服了时间上、空间上资源配置不均的问题,提高了教学效果,但仍然无法满足学生对实验、实操、实训的需求,难以实现师生实时互动,教师也无法履行指导和监督的职能。虚拟现实技术VR（Virtual reality）可有效解决上述弊端,但现有的VR系统的硬件设施价格很昂贵,使得它无法在教学中普及。在这样的背景下,本文基于VR进行互动教学平台的设计。主要包括以下内容。首先,详细研究了VR技术的历史和发展,总结出VR技术在不同领域的使用情况,重点对国内外应用VR技术在教学中的现状进行分析与整理,总结其优缺点,进行需求分析。这为后文VR的互动式教学平台的设计与实现指明了方向。其次,对虚拟现实关键技术进行讨论,并介绍了相关理论基础,描述当前普及程度较高的虚拟现实设备及优劣势进行系统分析。从教学设计的角度出发,研究利用VR技术开发学习场景进行人机交互教学过程的设计,介绍三维建模技术,模型构建,图片文字展板的制作,视频素材的制作以及虚拟导游三维场景的建立。该设计的原理是利用3dmax和Unity3D引擎构建立体视觉构造出教学需要的三维视图,从而设计出高质量的图片和视频动画。接着介绍采用VR眼镜（入门级）、智能手机（android/ios）、以及蓝牙无线手柄搭建形成的一种简单的互动式教学平台,该平台建设成本低、学生覆盖面广,还能解决教学资源紧缺、设备条件滞后、课程内容老化、师生无法实时互动等一系列难题。最后,以导游实务课程为例建立教学资料库,设计场景,进行虚拟角色扮演和紧急情况模拟演练及教学录制与回放,并对平台进行应用测试,展示平台在导游实务课程的应用效果,测试结果验证了系统的有效性及可行性。

关键词：VR技术;人机交互;三维建模;教学平台

学科专业：工程硕士（专业学位）

摘要

abstract

第一章 绪论

1.1 选题的背景与意义

1.2 VR技术在国内外的研究历史和发展现状

1.2.1 VR技术在国内外的研究历史

1.2.2 VR技术的发展现状

1.3 平台需求分析

1.3.1 功能需求分析

1.3.2 性能需求分析

1.4 本文的主要研究内容

1.5 本文的结构安排

第二章 VR的关键技术和显示设备

2.1 VR的关键技术

2.1.1 三维立体视觉技术

2.1.2 三维人体跟踪技术

2.2 VR的显示设备

2.2.1 Google Cardboard

2.2.2 VR眼镜

2.3 本章小结

第三章 课前三维模型素材设计

3.1 三维建模

3.1.1 各种建模技术

3.2 模型构建

3.2.1 三维地形构建

3.2.2 三维景点构建

3.2.3 三维器件构建

3.3 视频素材的制作

3.4 虚拟导游三维场景的建立

3.5 本章小结

第四章 基于VR的互动式教学平台课中应用的设计与实现

4.1 互动式教学平台的设计

4.1.1 平台的硬件选用

4.1.2 平台的功能描述

4.1.3 平台结构框架

4.2 平台功能模块设计

4.2.1 用户管理设计

4.2.2 课程信息管理设计

4.2.3 留言管理设计

4.2.4 课程作业管理设计

4.2.5 信息发布设计

4.3 系统实现

4.3.1 双目立体视觉的实现

4.3.2 头部姿态跟踪的实现

4.3.3 虚拟现实漫游的实现

4.3.4 系统效果展示

4.4 系统性能分析与评价

4.4.1 系统性能分析

4.4.2 系统评价

4.5 本章小结

第五章 VR互动教学平台在导游实务课程中的应用

5.1 导游实务课程应用测试

5.1.1 建立教学资源库

5.1.2 设计场景

5.1.3 虚拟角色扮演和紧急情况模拟演练

5.1.4 教学录制与回放

5.2 导游实务课程应用效果

5.2.1 VR互动教学平台在导游实务课程中的应用情况

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 后续工作展望

致谢

参考文献