创新团队
“基于Web 3D的儿童虚拟交互学习环境的关键技术研究与应用”湖南省科技创新团队
来源:阮煜   发布日期:2021-12-17  点击:

本团队自2010年6月立项建设以来,依托我校已建设的“湖南省教育科学信息技术学科研究基地”、“湖南省基础教育数字化资源研究与开发中心”、“湖南省高等学校省级教学团队—小学教育信息技术系列课程教学团队”、“湖南省普通高等学校实践教学示范中心—小学教育信息技术实践教育示范中心”等省级平台及“教育技术学”校级重点学科进行建设,现有团队成员26人,其中教授7人、副教授11人、讲师7人、助教1人,具有博士学位者7人,在读博士3人,其余成员均具有硕士学位。

本团队依据我校的办学定位与特色,针对儿童学习心理特征及脑学习机理,立足儿童数字化智能学习空间的构建,紧密围绕国家和湖南省中长期科技发展规划及国家数字媒体重大产业技术创新的背景,面向湖南省教育信息技术及其产业,服务湖南省基础教育信息化的普及与发展,坚定不移地在教育信息技术及其产业领域、特别是儿童数字化教育产业领域,开展创新性研究。形成了5个方面稳定的科学研究方向:一是基于情感计算的儿童网络在线学校模式研究;二是基于增强现实的儿童虚拟交互学习环境构建研究;三是基于体感自然人机交互的儿童虚拟交互学习环境构建研究;四是基于信息隐藏的儿童数字化资源版权保护技术研究;五是基于无线传感技术的儿童数字化智能学习空间构建研究。立项建设以来,团队新增科研项目45项,其中国家自然科学基金项目1项;教育部人文社会科学基金研究项目3项;全国教育科学规划课题1项;湖南省自然科学基金重点项目1项,一般项目5项;湖南省社科基金重点项目1项,一般项目2项;湖南省科技计划重点项目1项,一般项目8项;湖南省教育科学规划重大招标课题1项,重点项目1项,一般项目2项;湖南省高等学校教学改革研究项目6项;湖南省教育厅科学研究重点项目3项,优秀青年项目1项,一般项目5项;获得湖南省科技进步奖1项,湖南省高等教育省级教学成果三等奖1项,湖南省第十三届自然科学优秀学术论文一等奖1项、三等奖1项,湖南省教育教学改革发展优秀成果二等奖1项;公开发表研究论文110篇,其中CSSCI(CSCD)核心库期刊收录52篇,SCI收录6篇,EI收录12篇,CSSCI扩展库期刊收录3篇,全国中文核心期刊12篇,其它国家级专业期刊与大学本科院校学报及省级专业期刊25篇;公开出版学术专著与教材6部;获国家专利4项。

2013年10月22日本团队以“优秀”等级通过湖南省教育厅组织的专家组的评估验收。

本团队在“基于Web3D的儿童虚拟交互学习环境”构建的理论基础研究、增强现实和体感交互及情感计算技术支持的儿童虚拟交互学习环境的结构模型与建模方法、增强现实和体感交互及情感计算技术支持的儿童虚拟学习环境原型实现的关键技术、增强现实和体感交互及情感计算技术支持的儿童虚拟交互学习环境的应用策略、儿童自然和谐的人机情感交互学习系统、儿童增强现实多媒体科普电子书、儿童体感交互多媒体电子书、儿童增强现实交互学习机等方面都取得了突破性进展。其中增强现实和体感交互及情感计算技术支持的儿童虚拟交互学习环境结构模型与建模方法、儿童自然和谐的人机情感交互学习系统、儿童增强现实多媒体科普电子书、儿童体感交互多媒体电子书、儿童增强现实交互学习机等开发的新理论是本团队首次提出并不断开拓创新的新领域,属于具有重要学术意义和实际应用价值的新成果。这些成果进一步完善了教育技术学中的教育信息技术学科体系,在国内外同类研究中居于领先水平。

目前市场上的儿童数字化教育产品一般都是二维平面的,缺乏空间感,交互性差,更缺乏自然的人机交互,一些网上流行的国外儿童数字产品还存在着不利于儿童健康成长的内容。本团队研究开发的“基于增强现实和体感交互及情感计算技术支持的儿童虚拟交互学习平台”及其儿童增强现实多媒体科普电子书、儿童体感交互式多媒体电子书、儿童增强现实交互学习机等系列儿童数字化教育产品,融合了现代教育理念,能够为儿童提供有沉浸感的、交互性强的、形象、生动、活动、健康及富有丰富情感交流的交互学习平台,寓教于乐,有利于儿童的身心健康发展。同时,该系列产品还从儿童知识学习、激发创造、虚拟实验和技能训练等方面,集实物仿真、创新设计和智能指导于一体,具有良好的自主性、交互性、可扩展性和安全性。在当今上网已成为儿童主要课余活动的网络信息化时代,该系列产品具有巨大的市场前景,可以形成新兴的儿童数字化教育产业,促进儿童消费品行业向有益于儿童身心健康成长的方向发展,产品成型后的形态为计算机软件系统,易于大规模生产与大范围推广应用,能产生显著的社会效益和经济效益。另外,本团队研究的这一系列产品实现的关键技术还可进一步推广与应用到网络三维卡通、动画、游戏等系列儿童数字化教育产业中,有助于我国在该领域的研究成果进入国际先进行列,并形成在数字化教育领域可持续发展的现代教育产业支撑体系;同时,也可推广应用到国家教育部着力推行的基础教育领域的“中小学校校通工程”和高等教育领域的智能计算机辅助教学系统(HICAIS)中,可有效地解决我国教育面临的规模与质量之间的矛盾和创新能力不足等问题。


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