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虚拟现实环境下职业技能培训的教学系统设计模型研究与案例实现

作　者: 李春霞
导　师: 顾容
学　校: 浙江工业大学
专　业: 教育技术学
关键词: 技能习得虚拟现实教学系统设计模型案例验证
分类号: C975
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

当前,我国的职业技能培训存在着费时、费力、培训方式单一、培训结果不理想等问题。虚拟现实作为一种新兴的技术,具有沉浸性、交互性、想象性的特点,能够解决传统技能培训中存在的问题,而被广泛应用于各职业技能培训领域。作为一种教学工具,虚拟现实只有在教学理论的指导下应用才能充分发挥出促进教学的潜力。教学系统设计模型作为教学系统设计理论的简约形式,为教学系统设计活动和教学实践活动的实施提供指导。因此,研究虚拟现实环境下职业技能培训的教学系统设计模型对于促进虚拟现实技术在职业技能培训领域中的应用具有十分重要的意义。本研究的目标是虚拟现实环境下职业技能培训的教学系统设计模型的构建和验证。通过分析技能习得的认知心理学理论、虚拟现实技术的选择方法、一般教学系统设计模型的共同要素,构建了虚拟现实环境下职业技能培训的教学系统设计模型,该模型与其他教学系统设计模型的不同之处在于:它关注的是企业环境下职业技能的培训,将总体技能划分为自动化子技能和可控性子技能,教学系统设计工作围绕如何促进自动化子技能的“规则自动化”和可控性子技能的“图式建构”展开;该模型用于指导虚拟现实环境下的职业技能培训的实施,虚拟现实技术的选择和虚拟培训环境的设计以培训对象、培训内容和培训条件的分析为基础;采用柯氏评估模型对职业技能培训效果进行评估。在模型的验证阶段,本研究以新构建的模型为指导,设计、开发了发动机装配人员技能虚拟培训系统,通过系统的试用与评价验证了模型的可行性和有效性。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
第1章绪论  12-22
  1.1 问题提出的背景  12-15
    1.1.1 我国职业技能培训的现状  12-13
    1.1.2 我国职业技能培训存在的问题  13-14
    1.1.3 虚拟现实技术在职业技能培训中应用的优势  14-15
  1.2 问题的提出  15-16
  1.3 相关概念的界定  16-18
    1.3.1 技能  16
    1.3.2 职业技能  16
    1.3.3 职业技能培训  16-17
    1.3.4 教学系统设计  17
    1.3.5 教学系统设计模型  17-18
    1.3.6 虚拟现实  18
  1.4 研究的内容  18-19
  1.5 研究的意义  19-20
  1.6 论文结构  20-22
第2章国内外研究现状  22-33
  2.1 虚拟现实在职业技能培训中的应用案例  22-24
  2.2 4C/ID模型  24-26
    2.2.1 4C/ID模型的四要素  24-25
    2.2.2 4C/ID模型的具体描述  25-26
  2.3 职业认知技能训练教学系统化设计模型  26-28
    2.3.1 职业认知技能训练教学系统化设计模型的特点  27
    2.3.2 职业认知技能训练教学系统化设计模型的具体描述  27-28
  2.4 桌面型虚拟现实学习环境开发的教学设计模型  28-30
    2.4.1 桌面型虚拟现实学习环境开发的教学设计模型的宏观策略  28-29
    2.4.2 桌面型虚拟现实学习环境开发的教学设计模型的微观策略  29-30
  2.5 虚拟现实教学系统模型  30-31
  2.6 国内外研究现状总结  31-33
第3章模型的构建  33-65
  3.1 模型构建的原则  33-35
    3.1.1 模型应适用于职业技能培训  33-34
    3.1.2 模型应以虚拟现实技术为教学媒体  34
    3.1.3 模型应体现灵活性及可操作性等特点  34
    3.1.4 模型应体现系统性的特点  34-35
  3.2 职业技能习得的认知心理学理论  35-45
    3.2.1 知识的分类及表征  35-38
    3.2.2 技能的分类  38-39
    3.2.3 自动化技能的习得  39-42
    3.2.4 可控性技能的习得  42-44
    3.2.5 技能习得的认知心理学理论对模型构建的启示  44-45
  3.3 虚拟现实技术的选择  45-50
    3.3.1 虚拟现实技术概述  45-48
    3.3.2 虚拟现实技术与培训内容  48-49
    3.3.3 虚拟现实技术与培训对象的特征  49-50
    3.3.4 虚拟现实技术与培训条件  50
    3.3.5 对模型构建的启示  50
  3.4 一般教学系统设计模型的共同要素  50-54
    3.4.1 肯普模型  51-52
    3.4.2 史密斯-雷根模型  52
    3.4.3 迪克-凯瑞模型  52-53
    3.4.4 加涅-布里格斯模型  53
    3.4.5 一般教学系统设计模型的共同要素及对模型构建的启示  53-54
  3.5 模型的概述  54-56
  3.6 模型的具体描述  56-65
    3.6.1 培训需求分析  56
    3.6.2 培训对象分析  56
    3.6.3 岗位工作任务分析  56-57
    3.6.4 总体技能分析  57
    3.6.5 自动化技能分析  57-58
    3.6.6 可控性技能分析  58-59
    3.6.7 促进自动化技能规则自动化的策略设计  59-60
    3.6.8 促进可控性技能图式建构的策略设计  60-61
    3.6.9 整体任务的设计  61
    3.6.10 培训条件的分析和虚拟现实技术的选择  61-62
    3.6.11 虚拟培训环境的设计  62
    3.6.12 虚拟培训系统的开发  62-63
    3.6.13 虚拟培训的实施  63
    3.6.14 虚拟培训的评价  63-65
第4章模型应用案例  65-76
  4.1 发动机装配工技能虚拟培训的需求分析  65
  4.2 发动机装配工技能虚拟培训对象分析  65-66
  4.3 发动机装配工工作任务分析  66
  4.4 发动机装配工总体技能分析  66-67
  4.5 发动机装配技能可控性方面的分析与策略设计  67-68
    4.5.1 发动机装配技能可控性方面的分析  67-68
    4.5.2 可控性技能教学策略的设计  68
  4.6 发动机装配技能自动化方面的分析与策略设计  68-69
  4.7 发动机装配技能培训系统整体任务的设计  69
  4.8 培训条件的分析和虚拟现实技术的选择  69-70
  4.9 虚拟培训环境的设计  70
  4.10 虚拟培训系统的开发  70-73
  4.11 虚拟培训系统的试用与评价  73-76
第5章结论与展望  76-79
  5.1 研究结论  76-77
  5.2 研究创新  77
  5.3 研究展望  77-79
参考文献  79-83
附录  83-85
致谢  85-86
攻读学位期间参加的科研项目和成果  86

虚拟现实环境下职业技能培训的教学系统设计模型研究与案例实现

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