摘要：随着信息化的不断推进，虚拟实验越来越丰富，但是目前的实验平台并不能很精准地评价学习者的学习过程。本文参照学习行为分析理论、沉浸理论和发展性评价理论，以现有的虚拟实验平台为基础，采用多项技术设计开发了具备精准过程评价能力的Web3D虚拟实验平台。在学习者方面，本文将学习者的学习行为分为以下四个类别，基础操作、理解能力、情感能力、应用能力，以此来保证后期行为的数量化。为了学习者学习行为记录和分析的准确性，本文设计开发了几个虚拟实验进行测试，在虚拟实验前中后三个阶段分别记录学习者的学习行为，例如实验前测、实验假设、实验中具体操作、实验后测等，并将其汇总分析后以图表的形式反馈给学习者，学习者可根据评价图表来了解实验过程中的错误，加强对实验知识点的掌握。在教师方面，本文设计了教师管理系统，教师可以查阅学生个体历史实验过程、评价，也可以查阅班级内学生总体实验情况，例如实验中各个操作的正确性，以此来进行针对性教学。短期应用证明：本平台可以精准地记录学习者的各类学习行为，分析后可以提供较为完善的错误评价分析图表，学习者可以通过实验评价加强对该实验知识点的认识,教师通过学习者统计图表能够清晰地认知到学生实验的不足，并展开针对性教学。

关键词：虚拟实验； 学习行为分析； 学习行为记录； Web3D

 

目录

摘要

Abstract

1绪论-1

1.1-选题背景-1

1.1.1-研究背景-1

1.1.2-研究意义-1

1.2-国内外研究现状分析-2

1.2.1-国内研究现状综述-2

1.2.2-国外研究现状综述-3

1.3-研究的基本内容和拟解决的主要问题-4

1.3.1-拟解决的主要问题-4

1.3.2-研究的基本内容-4

1.4-研究方法及技术路线-4

1.4.1-研究方法-4

1.4.2-技术路线-5

1.4.3-可行性分析-5

2相关概念界定和理论基础-6

2.1-相关概念界定-6

2.1.1-虚拟实验平台-6

2.1.2-在线学习行为分析-6

2.2-相关理论依据-6

2.2.1-沉浸理论-6

2.2.2-发展性评价理论-7

2.2.3-学习分析理论-8

3平台的设计-8

3.1-设计思路-8

3.1.1-用户特点-8

3.1.2-实验环境特点-9

3.2-功能设计-9

3.2.1-个人中心-9

3.2.2-记录实验访客数量-9

3.2.3-记录学习者行为-9

3.2.4-实验结果反馈-9

3.3-学习者行为分类-10

4平台的实现-10

4.1-数据结构-10

4.1.1-用户数据结构-11

4.1.2-行为数据结构-11

4.1.3-班级数据结构-12

4.1.4-实验数据结构-12

4.2-整体架构-13

4.3-前端设计-13

4.3.1-个人中心模块-14

4.3.2-资源模块-16

4.4-后端设计-20

4.4.1-逻辑设计-20

4.4.2-记录实验操作行为-20

4.4.3-实验前行为记录-22

4.4.4-用户身份验证-24

4.4.5-教师端学生学习行为分析-25

5总结与展望-30

5.1-总结-30

5.2-展望-30

参 考 文 献-31

致  谢-33

附 录 1-34

附 录 2-38

附 录 3-47