【摘 要】
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在矿山现代化建设背景下,虚拟现实技术广泛应用于矿山应急救援培训。然而当前矿山应急救援虚拟现实培训系统的设计研究主要集中于仿真模拟方面,技术驱动下的培训方式设计缺乏规划且内容冗杂,限制了矿山救护队员进一步提升在复杂灾变环境中的救援能力,因此改善虚拟现实培训系统设计以提升其矿山应急救援培训效果成为需要研究的问题。已有研究表明,认知弹性理论（Cognitive Flexibility Theory,CF
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在矿山现代化建设背景下,虚拟现实技术广泛应用于矿山应急救援培训。然而当前矿山应急救援虚拟现实培训系统的设计研究主要集中于仿真模拟方面,技术驱动下的培训方式设计缺乏规划且内容冗杂,限制了矿山救护队员进一步提升在复杂灾变环境中的救援能力,因此改善虚拟现实培训系统设计以提升其矿山应急救援培训效果成为需要研究的问题。已有研究表明,认知弹性理论（Cognitive Flexibility Theory,CFT）在教育学领域能够有效指导教学人员开展教学设计,帮助学习者掌握在复杂情境中灵活运用劣构领域知识的能力。鉴于此,本文基于认知弹性理论开展矿山应急救援虚拟现实培训系统设计研究,具体包括以下3个部分。（1）相关理论研究:通过梳理认知弹性理论相关研究成果和产品设计相关模型,总结了基于认知弹性理论的教育培训类产品设计流程;在此基础上,结合总结的虚拟现实培训系统设计内容构建了设计框架,并且明确了针对劣构领域知识学习的设计分析与产品评估流程与方法。（2）设计策略研究:在理论研究的基础上,首先基于德尔菲法提取与分析了矿山应急救援劣构领域知识,明确了矿山应急救援虚拟现实培训内容需求和学习体验需求;然后,建立了矿山应急救援虚拟现实培训任务架构和培训方案;最后,从场景、交互、信息、导航、界面和动画等方面提出了矿山应急救援虚拟现实培训系统设计策略与方法。（3）实践与评估研究:根据所提出设计策略,开展了矿山应急救援虚拟现实培训系统的方案原型设计,使用Unity开发了培训系统整体方案;运用可用性验证、培训效果评测和学习体验调查方法,评估并总结了矿山应急救援虚拟现实培训系统中劣构领域知识培训效果与用户体验情况。通过本课题研究,可以认为,认知弹性理论能够指导矿山应急救援虚拟现实培训系统设计,所设计并开发的培训系统能够有效提高矿山应急救援培训效果和学习体验。论文共有图92幅,表32个,参考文献145篇
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