摘要随着我国经济的发展,工作岗位的多元化以及企业对所需人才的要求也越来越高。而我国花巨资引进的先进设备,平均利用率远远达不到要求。种种现象表明:我国现阶段急需大量高技能人才。通过技能培训是一种有效方法,但是传统的培训方法有很多缺点。在这样的大背景下,提出利用虚拟现实技术的三特性:沉浸性、交互性、构想性,可以模拟现实环境,能够使培训人员在虚拟的环境下进行技能的培训。而虚拟现实技术只是一种学习的工具,怎么样充分、合理应用这个工具是关键。本论文研究的主要内容有:虚拟环境对于新手向专家的转变具有促进作用;专家一新手模型指导下的基于虚拟现实技术的技能培训系统的开发;对构建的专家一新手模型进行验证。通过分析国内外的专家一新手模型,找出专家一新手之间的区别;通过专家型学习方法之一认知学徒制以及技能迁移理论和RPD模型得出动态的学习环境有助于新手向专家过度;通过认知弹性理论阐述了对于复杂知识即非良构领域知识的学习方法,即随机通达教学策略。根据以上理论知识建立了专家一新手模型指导下的基于虚拟现实技术的技能培训模型。根据提出的技能培训模型,开发危险化学品行业液氯技能培训系统,并且对学习效果进行评估。结果显示,专家一新手模型指导下的虚拟现实技术技能培浙江工业大学硕士学位论文训系统具有良好的效果,体现了模型的科学性和有效性。
      关键词:专家,虚拟现实,技能培训,案例验证,认知弹性理论     

       
      第一章绪论…………………………………………..1l
      1.1问题提出的背景……………………………………………….11
      1.1.1目前我国对技能型人才的需求分析……………………………111。
      1.2当前技能培训存在的问题………………………………….12
      1.2问题的提出………………………………………………….13
      1.3相关概念的界定………………………………………………13
      1.3.1技能………………………………………………….13
      1.3.2动作技能………………………………………………141。
      3.3专家………………………………………………….14
      1.3.4新手………………………………………………….15
      1.3.5心智技能………………………………………………15
      1.3.6虚拟现实技术…………………………………………..15
      1.4研究的内容………………………………………………….15
      1.5研究的目的和意义…………………………………………….16
      1.6研究方法……………………………………………………16
      1.7论文结构……………………………………………………17
      第二章专家前手模型相关理论………………………………..19
      2.1国外关于专家一新手模型的研究……………………………………19
      2.1.1西尔维亚·法纳姆·迪戈蕾模式…………….………………..20
      2.1.2德莱弗斯模型…………………………………………..20
      2.2国内关于专家一新手模型的研究……………….…………………..2l

      2.2.1“段位梯级式”的培养模式…………………………………21
      2.2.2专长的研究…………………………………………….22
      2.3专家和新手的区别…………….………………………………23
      2.3.1认知结构………………………………………………23
      2.3.2实践性知识…………………………………………….24
      2.3.3领域知识………………………………………………25
      2.3.4自我监控能力…………………………………………..25
      2.4专家型学习的方法………………………………….………….25
      2.5有关技能学习理论的研究……………………….……………….28
      2.5.1产生式的迁移理论(ACT)…………………………………28
      2.5.2基模理论………………………………………………30
      2.6虚拟现实技术…………………………………………………3l
      2.6.1虚拟现实技术的概念……………………………………..31
      2.6.2虚拟现实技术的特征……………………………………..3l
      2.6.3虚拟现实技术的分类……………………………………..32
      2.6.4虚拟学习环境下的学习学习类型…………………………….33
      2.6.5虚拟现实技术在技能培训中的优势…………………………..33
      2.7理论研究总结……………………………………………….3S
      第三章专家嘶手模型的构建………………………….………37
      3.1认知弹性理论………………………………………………..37

      3.2RPO模型和NDM模型…………………………………………..38
      3.3专家一新手模型指导下的基于虚拟现实技术的专家一新手技能模型构建……….39
      第四章专家前手模型应用案例………………………………..42
      4.1危险化学品行业事故阐述………………………………………..42
      4.2危险化学品专家和新手的界定…………………………………….43
      4.3危险化学品技能培训系统分析…………………………………….44
      4.3.1系统设计方法的选择……………………………………。.44
      4.3.2危险化学品技能培训人员分析………………………………45
      4.3.3危险化学品培训系统需求分析………………………………46
      4.4危险化学品液氯事故预案设计…………………………………….48
      4.4.1确定演练的范围…………………………………………48
      4.4.2确定演练的目标…………………………………………49
      4.4.3总体事件概述…………………………………………..494。
      4.4详细事件描述…………………………………………..s0
      4.4.5技能评价指标…………………………………………..5l
      4.5危险化学品技能培训系统框架…………………………………….S2
      4.6危险化学品技能虚拟培训系统的开发……………………………….S56
      4.6.1开发工具的介绍…………………………………………55
      4.6.2虚拟场景的建立和优化……………………………………s5
      4.6.3虚拟培训系统的交互设计………………………………….6l
      4.7虚拟培训系统的试用与评价………………………………………69
      第五章结论与展望………………………………………··7l
      5.1研究结论……………………………………………………7l
      5.2研究创新……………………………………………………72
      5.3研究展望……………………………………………………72
     
      第一章绪论本部分内容主要介绍研究背景、问题提出、相关概念的界定、研究的内容、研究的目的和意义、研究方法以及论文的框架等内容。从我国对技能型人才的需求分析和当前技能培训存在的问题两个方面分析了研究的背景;通过对国内外虚拟现实技术在技能培训中应用现状的分析确定研究的问题,即需要构建一种专家.新手模型指导下的虚拟现实技能培训模型;通过对相关概念的界定,明确研究的领域;对研究内容、目的和意义以及研究方法进行阐述;最后,对本文的框架进行描述。