课题申报书基于虚拟现实的项目工场沉浸式教学研究Word格式文档下载.docx

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关键词：

虚拟现实，项目工场，沉浸式，高职，教学

申报级别：

全国教育信息技术研究课题

课题类别：

专项课题

学科分类：

信息技术

研究类型：

预期研究成果：

立项号：

166233651

课题设计论证

一、本课题国内外研究现状述评、选题意义和研究价值

沉浸理论（flowtheory）是由美国芝加哥大学著名的心理学家米哈里·

契克森米哈（MihalyiCsikszentmihalyi）于1975年首先提出、并逐步得到完善的认知心理学理论[1]。

自提出有关沉浸体验的概念以来，有关研究已经广泛涉及人机交互、体育休闲、教育学习等诸多方面。

在教育领域，沉浸体验已经广泛运用，国内外学者已经从外语学习的沉浸体验和学生在计算机教学下的沉浸体验、沉浸理论指导下的学习环境等角度进行了研究和大量实践，涉及到语言、音乐、美术等多个学科，也广泛应用于信息化教学、教育游戏等许多方面。

Liao（2006）通过建构模型来评估学生在远程学习中所体验到的沉浸，研究发现沉浸体验对学生在远程学习环境中的学习很重要，可以激发学生学习的内在动机，体验到沉浸的学生对远程学习抱以积极的态度，积极主动地利用远程学习。

陶明华、王斌（2016）以沉浸理论为指导，提出了构建虚拟学习环境系统的关键要素，从沉浸调整的角度对虚拟学习环境的设计提出了一些策略和建议。

陶侃（2009）在研究和揭示虚拟交互、沉浸感学习其内在动力的基础上，论述了沉浸感、沉浸式交互与成人学习者“学习内存”的关系，并对成人学习者“学习内存”的构成、功能与拓展作了一定的阐述，分析探讨了虚拟交互与学习过程中，构建成人学习者沉浸感学习的依据、要素与实施策略。

闫振中（2010）认为沉浸理论应当成为远程教育的理论基础之一，应该更多地对远程学习者在远程学习过程中的内部心理过程予以关注。

在高职教育领域，针对现阶段我国高职生源特点、学习积极性、学习能力等普遍表现的“习得性无助”状态，通过进一步探析高职学生学习沉浸体验的特点和影响因素，尝试通过虚拟现实技术和手段，在加强课程虚拟现实教学资源的同时，有效改革教育教学模式，通过沉浸式教学带来的愉悦体验，极大地帮助提高学生的学习兴趣和学习积极性，依托“项目工场”这个教学组织形态，促进学生项目组设定共同目标、提供及时反馈、设计挑战性任务等方法来促进学生沉浸体验，对提高高职教学质量有着极大裨益。

二、本课题的研究目标、研究内容、主要观点和创新之处

（一）研究目标

本课题研究的目的，旨在分析现阶段高职学生学情现状和特点的基础上，进一步探析高职学生沉浸式体验学习的主要影响因素，并以我院江苏省软件与服务外包实训基地“项目工场”为例，探索和实践基于虚拟现实等技术支撑下的项目工场沉浸式教学。

（二）研究内容

1、分析现阶段我国高职学生的生源特点、学习积极性、学习能力等普遍表现的“习得性无助”状态，探析其沉浸式体验学习的主要影响因素。

无论从现实表现还是调查研究都反映出，高职学生是具有代表性的“习得性无助”群体。

高职学生普遍所表现出的焦急、消极、倦怠心理状态是“习得性无助”的直接后果，主要表现在：

缺乏成就动机，较低的自我概念，消极定势思维，自我效能感降低[3]。

影响高职院校学生学习积极性主观因素的前三位分别是：

学习动力不强，学习意愿不强，学习习惯不好[4]。

而高职学习氛围缺失[5]、教学方式不够新颖等是直接影响学生学习积极性的客观因素。

因此，高职院校要从校园文化氛围、教育教学资源、教学模式等全方位教改入手，把学生由游离的个体有机地组织凝聚起来，对紧张而又枯燥的学习生活进行适度调节，从提高学生的学习兴趣和学习积极性入手，帮助学生获得良好的沉浸式学习体验。

2、通过虚拟现实技术和手段，加强沉浸体验课程实训环境。

借助于MiddleVR中间件和Unity3D引擎等技术，以及数字头盔等穿戴式体验设备，将虚拟现实（VirtualReality）引入到课程教学平台，通过沉浸体验式教学平台，将学生的听觉、触觉、运动等感知，建立虚拟模型，观察、操纵虚拟对象，产生交互，从而让学生自主设定实训目标、协同“挑战”任务、及时获得反馈，通过虚拟现实教学实训的沉浸体验，提高学生的学习兴趣和体验度，从而提高课程教学质量。

3、探索线上线下结合、课堂“翻转”的沉浸式体验教学模式，依托“项目工场”教学组织形态，促进学生项目组协同沉浸体验学习。

“项目工场”是我院江苏省软件与服务外包实训基地建设的主要载体形态，既是开展实训教学、技术培训和研讨的主要场所，也是企业或创新团队的真实项目和产品的发布、测试、展示和体验中心。

其中，“项目组”是项目工场最基础的教学组织单元，是学生自主学习、团队协作学习、培养学生团队协作精神和创新能力的重要载体。

依托基于虚拟现实的沉浸体验式教学平台，以及真实场景中仿真企业的实训场景，让授课教师更多的承担学生参与专业实践的“引导着”职责、或类似企业项目团队的“项目经理”角色，而让学生成为学习和专业实践活动的主体。

在项目组每个成员的比学赶拼、合作共进的过程中，锻炼每个学生的团队协作精神，同时也达到学以致用、互帮互学的效果，重点培养学生的自信心、竞争精神、学习能力。

（三）主要观点和创新之处

依托虚拟现实技术，构建在沉浸体验理论指导下的沉浸体验式教学平台，通过线上线下的沉浸式体验教学模式改革和实践，化解高职学生“习得性无助”难题，提高学生学习兴趣和学习积极性，有效提高高职教学质量。

三、本课题的研究思路、研究方法、技术路线和实施步骤

1、问卷调查和访谈。

通过设计《学习沉浸体验量表》等调查问卷，选取江阴职业技术学院各年级学生为主、苏锡常地区高职院校学生抽样为辅的调研对象，获取并探析影响高职学生沉浸体验学习的主客观因素；

选取江阴职业技术学院及苏锡常地区部分高校重点专业课程及其老师为访谈对象，进一步探析专业课程建设和教学过程中影响学生沉浸体验的消极、积极因素。

2、沉浸体验式教学平台开发和试运行。

以江阴职业技术学院3D虚拟现实体验中心为载体，在数字媒体、动漫制作、嵌入式系统等专业方向选取1门课程试点，开发基于MiddleVR和Unity等3D虚拟现实的沉浸体验式教学平台，支持学生团队自主设定实训目标、选择“挑战”任务，并且实时获取实训反馈。

3、探索和实践沉浸体验式教学模式改革。

以1门课程教学试点，线上沉浸体验式教学平台为技术支撑和教学互动载体，线下基于项目工场的项目组为基础教学组织单元，线上线下协同，将课堂“翻转”，引导学生在课程学习中沉浸体验。

课题研究步骤：

1、准备阶段（2016年5—7月）：

协商制定课题研究方案，完善课题理论准备；

设计调查问卷，确定调研及访谈对象；

选取教改试点课程和教师。

2、实施阶段（2016年8月—2017年6月）：

组织调研及访谈，全面收集与积累研究资料；

与教改试点课程共同开发课程资源（3D建模和交互）；

开发测试基于MiddleVR和Unity等虚拟现实技术的教学平台；

组织线上虚拟现实教学体验；

采样反馈沉浸体验数据，修正教学平台设计及教学资源开发。

3、推广阶段（2017年7月—2018年5月）：

将研究初步成果推广于本院其他一些教改课程与教师，逐步在更大范围探讨反思课题成效。

4、总结阶段：

（2018年5月—6月）：

撰写总课题研究结题报告；

发表期刊论文；

成果鉴定。

课题可行性分析

一、已取得的相关研究成果和主要参考文献

[1]高职院校学生党员发展质量保障体系的研究[J].常州信息职业技术学院学报,2015（12）

[2]以就业为导向的机械制造与自动化专业教学改革实践与思考[J].JournalofCPCI,2015（12）

[3]产业集群视野下的高职院校专业群建设[J].JournalofCPCI,2015（9）

[4]高职“项目工场”人才培养模式的研究与实践[J].计算机教育,2015（12）

[5]苏南高职工科实践教学师资队伍建设研究[J].江苏教育学院学报（自然科学版）,2013（4）

[6]校企合作促进高职实训课程教学的研究与实践[J].南京工业职业技术学院学报,2013（9）

2、主要参考文献

[1]景娟娟.国外沉浸体验研究述评[J].心理技术与应用,2015（3）:

54-58

[2]邓旭华,袁定治.沉浸式项目教学法在JAVA课程中的应用[J].中国职业技术教育,2014（26）:

5-7．

[3]周荣.高职高专学生“习得性无助”问题探析[J].湖北医药学院学报,2015（5）．

[4]焦建云.影响高职院校学生学习积极性因素分析及对策研究[J].高职教育研究,2011．

[5]严志等.高职计算机类专业学生学习影响因素研究[J].计算机教育,2014（22）:

13-15．

[6]黄人薇,肖云等.高职计算机专业学生学习动力不足影响因素及对策研究[J].计算机教育,2013（4）:

9-12.

[7]梅文涛等.沉浸虚拟现实技术在高职院校实训教学中的应用探索[J].天津职业院校联合学报,2015（8）:

78-81．

[8]张金华,叶磊.体验式教学研究综述[J].黑龙江高教研究,2010（6）:

143-145．

[9]赖蘋华.基于虚拟现实和项目教学的高职计算机软件专业建设改革的探索与研究[J].职教论坛,2014:

63-66． 

二、主要参加者的学术背景和研究经验、组成结构

课题负责人及主要参加者均为江阴职业技术学院教科研骨干教师，长期从事高等职业教育研究、教育教学管理和信息化教学研究，承担有省市级以上教改课题、精品课程、教学资源课题，教改研究经验丰富；

研究团队中，平均有7-20年高职领域工作经验，张庆堂同志为主管教学科研的副院长，吴懋刚同志为计算机科学系、现代教育技术中心主任，张素俭同志为教务处处长，唐洁同志长期从事高职教育渗透心理教育研究，王富伟等同志长期从事现代教育技术在专业课程、教育教学中的应用研究，研究团队结构合理。

三、完成课题的保障条件

1、组织机构及研究团队保障：

本课题是江阴职业技术学院支持的重点教改方向之一，院长室、教务处、科研处、现代教育技术中心及计算机科学系等部门，组成课题研究团队，学院全力支持该课题研究与实践，课题组有着较好的课题研究和实践能力，将确保该课题达到预期研究成果。

2、信息化建设硬件保障：

江阴职业技术学院建设有“江苏省软件与服务外包实训基地”，在基地建设有3D虚拟体验实训中心、移动体验实训系统等设备领先、资源丰富的实验实训条件，能够有效支撑课题开展研究。

3、研究经费保障：

学院高度重视，在政策、经费等各方面都给予配套支持。

预期研究成果