基于混合现实的高校泛在学习研究

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1、学校代码10459学号或申请号201512121529密级硕士学位论文基于混合现实的高校泛在学习研究作者姓名：吕利婷导师姓名：庞振超副教授学科门类：管理学专业名称：教育经济与管理培养院系：教育学院完成时间：2018年5月摘要信息化的迅猛发展直接推动了学习理论的发展，学习方式的改变。多媒体网络和通信技术的发展，让学习方式进入了数字化学习（E－Learning）时代。移动技术的发展，把数字化学习推向了移动学习（M－Learning）。普适计算的发展，教育理论的创新，开启了泛在学习（U－Learning）的探索研究。泛在学习是一种随时随地、无处不在的新型

2、数字化学习方式，它符合人类终身学习的需求，是社会发展的历史必然。通过文献研究，研究发现泛在学习理论仍处于初级发展阶段，实践也处于项目实验阶段。泛在学习的发展与实践依托于信息技术的发展。虚拟现实、增强现实、混合现实技术被认为在教育领域里有着广泛的应用前景。在虚拟现实中用户仅能感受到由计算机构建的完全虚拟的三维空间，割裂了用户与现实的联系。增强现实是虚拟现实的进一步发展。在增强现实中用户可以将所需信息以三维的形式呈现于身边真实世界的指定位置，然而虚拟信息与周围真实环境并不存在交互，真实感较差。混合现实是增强现实的进一步扩展，它通过环境感知技术感知周围真

3、实环境的几何信息，可以随意放置任意量的三维虚拟信息在真实环境之中。并且三维虚拟信息可以与真实世界发生物理交互，如果虚拟物体足够真实，用户很难辨别什么是真实的，什么是虚拟的，真实感、沉浸感更强。混合现实的主要特征是虚实结合、实时交互、三维显示、情景交融、真实感强、沉浸感强。混合现实技术可以为泛在学习构建出真实的学习情景、呈现沉浸式三维的学习资源、采用自然的交互方式等提供技术支撑。混合现实与泛在学习更具亲和性。但是目前增强现实和虚拟现实在教育上的应用研究较多，混合现实还没有被涉及。因此，设计出系统的、可行的基于混合现实的泛在学习环境和实施架构，加强混合

4、现实技术与泛在学习的深度融合研究具有重要的理论价值。鉴于高校无线网络建设更加完善、知识更加复杂化、大学生学习内容更加个性化，大学生对新技术的接受能力更强，在高校中率先开展泛在学习实践研究，对于提升大学生的学习效果和泛在学习在全社会的普及有着重要的现实意义。通过问卷，本文对大学生泛在学习的现状以及对基于混合现实的学习方式倾向做了调查，研究发现：（1）大学生对泛在学习、混合现实技术认知度不高，但是支持度都很高；（2）时间过于碎片化、找不到合适的学习资源是阻碍大学生进行泛在学习的主要因素；（3）大学生智能手机普及率极高，泛在学习设备可接受成本跨度比较大；

5、（4）校园无线网络的覆盖面积、稳定性、速度仍有提升的空间；（5）学习资源主要倾向于动态的、生动的视频，但是三维学习资源的建设缺失；（6）大学生对基于混合现实的学习方式普遍表示支持，但是专业类别、在读学历倾向上存在一定的差异。在调查分析的基础上，设计了完整的、具体可行的基于混合现实的高校泛在学习环境，主要有以下五个方面：（1）基础支撑环境，包括了泛在学习云平台、混合现实云技术、校园无线网络、智能手机以及成本多样的三维智能眼镜；（2）沉浸式三维学习资源的构建；（3）沉浸式的三维交互；（4）构建真实的沉浸式的学习情景；（5）个性化的服务，主要包括建立个人

6、学习空间、课程个性化选择、个性化推荐。同时论文设计了混合现实的软硬件架构并分析了环境感知、三维交互关键技术，以供研发人员参考。基于上述大学生对基于混合现实的泛在学习现状与倾向的调查，以及构建基于混合现实的泛在学习环境的难点，为切实在高校落实与推广基于混合现实的泛在学习提出建议。混合现实是在真实环境下叠加虚拟三维信息最先进的技术，是未来改变我们的生活、学习甚至思维的最有潜力的技术之一。“人人、时时、处处”的泛在学习是建设学习型社会，实现终身学习理念的新型学习方式。本文在深刻理解混合现实的基础上，加强了混合现实技术与泛在学习的深度融合，丰富了泛在学习的

7、理论研究与技术支撑，为基于混合现实的泛在学习的落实提供了参考。关键词：泛在学习；混合现实；三维学习资源；沉浸式学习；高校AbstractTherapiddevelopmentofinformatizationdirectlypromotesthedevelopmentoflearningtheoriesandthechangingoflearningmethods.Thedevelopmentofmultimedianetworksandcommunicationtechnologieshasbroughtlearningmethodsintoth

8、eeraofdigitallearning(E-Learning).Thedevelopmentofmobiletechn