《虚拟现实与人机交互》教学大纲.docx

虚拟现实与人机交互教学大纲适用范困：2O2X版本科人才培养方案涕程代码：22150241课程性质：专业选修i果学分：2学分学时：32学时（理论24学时，实验8学时先修课程：计算机如成原理、操作系统、机器学习等后蟆课程：毕业设计适用专业：人工智能专业开课单位：智能工程学院一、课程说明力把拟现实与人机交互3是人工智能专业的专业选修课。本课程通过对相关的理论进行检理和规律探寻，并对三维虚拟现实及其交互设计的实际应用进行分析和研究，其中包括虚拟现实的概会、发展历史与特征、关键技术与应用、未来发展的势，三维动画的慨会、发展历史与特点、应用领域、未来发展挡势.交互设计的概念、设计目的和主要内衣、设计流程和设计原则、行业发展.该课程以设计案例为例.验证虚拟现实交互设计的理论方法和原则.该课程分析了交互行为、界而、体5金之间的关系,并对这一特殊的三维虚拟环境内受众的感宜需求、行为方式和心理进行了深入分析,为后续具体的设计方法和原则的确定提供了有力铺垫。二、课程目标辿过本课程的学习,使学生达到如下目标：课程目标1：了解虚拟现实交互设计的发展状况与研究内容：掌嘏虚拟现实、三维动面、交互设计的一般概念和原理：了耨虚拟现实相关技术.了解虚拟现实技术结构以及相应技术的框架.课程目标2；了解荷单的机潞学习和专家系统方法；初步学习和掌握虚拟现实的解决方案和设计开发，初步具备用经典的虚拟现实方法解决一些简单实际问魄的能力。课程目标3：通过本课程的学习，对虚拟现实与人机交互从整体上有一个较清晰全面的系统了解.培养枳极思考、严遂创新的科学态度、工匠精神和解决实际问时的责任担当.培养学生轲立正确科学的世界观、人生观和价值观坚定正确的政治方向：培养学生的法治观念、社会费什感和创新意识,树立IE确的审美观会和劳动观念。三、课程目标与毕业要求£虚拟现实与人机交互?课程教学目标时人工智能专业毕业要求的支撑见表1°表1课程教学目标与毕业要求关系毕业要求指标点课程目标支撑1.工程知识：具备数学、自然科能修将数学、自然科学、工程茶础和专业知识用于斛决人I：智能及交叉应用领域工程问遨.1.3 建立的对人工智能及交叉应用领域工程问题的合适数学模型.弁标合运用数学、自然科学、工程茶础和专业知识等进行问题的求解，1.4 分析人工智能系统的兔杂性,应用相关知识和数学模型方法用于专业工程问鹿解决方案。课程目标1：熟练掌握强化学习相关的知识,能合理分析强化学习中的遇到的问题,学生能够运用演化学习知识对人工智能问明提出相应解决方案。课程目标3：通过本谀程的学习.对虚拟现实与人机交互从整体上有一个较清晰全面的系统了解，培养枳极思考、严通创新的科学态度、工匠精神和解决实际问题的直任担当，培养学生树立正确科学的世界观、人生观和价值观,坚定正确的政治方向:培养学生的法治观念、社会贲任它和创新意识，树立正确的审美观念和劳动观如M3.设计/开发解决方案：能设计针对人工智能及交叉应用领域工程问题的解决方案和满足特定需求，并在设计中体现创新意识,考虑社会、环境、健康'安全、法律、文化答因素.3.1掌握人工智能应用演域的软现件体系的基本设计理论和设计方法.课程目标2：了解简单的机器学习和专家系统方法；初步学习和掌握虚拟现实的解决方案和设计开发,初步具备用经典的虚拟现实方法解决一些简单实际问的的能力.课程目标3：通过本课程的学习，对虚拟现实与人机交互从整体上有一个较清晰全面的系统了解.培养积极思考、严读创新的科学态度、工匠精神和翩决实际问题的优任担当,培养学生树立正确科学的世界观、人生观和价值观，坚定正确的政治方向；培养学生的法治观念、社会责任感和创新意识,树立正确的审美观念和劳动观念.M注：表中-H(MXM(中广表示课程与相关毕业要求的关联度.四、教学内容、基本要求与学时分配1.理论部分理论部分的教学内容、基本要求与学时分配见表2。*2教学内容、基本要求与学时分IE教学内容敦学要求，教学点膜点理论学时实疆学时对应的课程目标1.虚拟现实概述1 .】虚拟现实概述1.2虚拟现实发展过程被学要求：虚拟现实、三维动画、交互设计的一般概念和原理。对于虚拟现实技术，主要从虚拟现实发展历史与特征、求拟现实的关键技术与应用、虚拟现实未来的发展趋势三个方面进行分析和说明:对于三雄动画技术，主要从-：.维动画的发展历史与特点、三雉动画的应用领域、二:推动画未来的发展电势等方面进行分析和说明：对于交互设计技术,主要从交互设计的设计流程和主要内容、交互设计的界面设计和设计原则、交互设计的人机交互和行业发展三个方面进行分析和说明.点：虚拟现实概述2O1、32虚笊现实核心技术2.1虚拟现实结构2.2实物虚拟技术2.3虚物虚拟技术假学要求,探索虚拟现实相关技术,了解虚拟现实技术结构以及相应技术的框架，并介绍熠强现实、混合现实方面的一些技术.重点：虚拟现实结构、实物虚拟技术、速物虔拟技术6O2、3W虚笊现实系统的解决方案3.1 常用硬件设符1.2 2移动VR1.3 VR一体机1.4 塞于主机VR1.5 虚拟现实平台教学要求：对虚拟现实系统中常用的硬件设的进行了分类,然后分别针对不同类别中的硬件设招做了详细的介绍,并列举不同类别中目前市场上常见的几种解决方案，址后针对日前常用的几种VR应用的分发和筲卖平分进行详细的介绍.842,34虚拟现实设计与开发4.1 内容设计-1.2虚拟现实内容制作方式43交互功能开发4.4虚拟现实开发案例教学要求/解虚拟内容设计、虚拟现实内容制作方式、交互功能开发、掌握一些钱典虚拟现实开发案例点t址拟现实开发案例641,36.VR娱乐敬学要求，了解VR娱乐，虚2O1.2.35. 1游戏的分类和电子游戏5.2虚拟现实：更高阶段游戏体：,；：5.3虚拟现实也了游戏影响拟现实：更高阶段游戏体骁、也拟现实电子游戏影响五、教学方法及手段本课程采用课堂讲授和讨论相结合的方式。讲授环节主要采用教师讲解、演示、互动的教学形式.教师退好知识点、演示程序代码,使学生对知识点形成百规印©,并通过课堂教学双方互相提问,与学生互动,鼓励学生在课堂上发我自己的见解，加深对知识点的理解.注重理论指导的作用,枳极探究达到最佳视觉效果的典型做法.在教学环节引入多媒体演示.通过形象生动的视顼演示让学生们了解虚拟现实与人机交互的科学价值和实际应用所在.机领可以选用世界一流大学实脸室的开放多媒体内容,同时货彻理论和实践相结合的原则，给学生处一定量的思考，井要求完成一定年的作业，以提高学生的理论水平，培养学生的动手能力和创新精神.六、课程资源1 .推荐教材:H1.孙伟，吕云,王海泉，虚拟现实:理论、技术、开发与应用IM).北京：清华大学出版社。2019年4月。2 .参考书:II阳晓成张煜鑫冷菜亮.虚拟现实交互设计M.北京：化学工业出版社.2016年.2阿吉特辛格(AjitSingh).人工智能：虚拟现实：人机交互，浙江出版集出数字传媒有限公司.2020年.13)庞国锋.虚拟现实的IO堂课M.北京r电子工业出版社.2017年.3 .期刊：1.NDozio.FMaivo1.in»GWScurati>Adesignmethodo1.ogyforaffec(iveVirtua1.Rea1.ityJ.2022.2ZhihanI.V.Vinuabrca1.ityandinte1.1.igenthardwareinDigita1.TwinsJ.20223 CBethanyJ.Hanya.Acce1.erating1.earning:Virtua1.Rea1.ityintheCIassroom(J).2022.4 .网络资源:111中国大学MOoC(慕课)国家梢品课程在畿学习平台：https:小VwW.icouRe1.63QW.2智意树在浅教育平台：https:/www.zhihuishu.conV.学堂在线国家精课驾在线学习平台：hups:WWW.XuctangX.Comz4JCoUrSCra住线课程平台：https:/www.courscra.org,i，coun>cs.七、课程考核对课程目标的支撑课程成绩由过程性考核成绩和期末考核成绩两部分构成，具体考核/评价细则及对课程目标的支推关系见表3。表3课程考校对课程目标的支撑考核环节占比考核/讦价编1则目标123过程性考核课堂我现10(1)根据课堂出勤情况和课堂回答何速情况进行考核,满分100分.(2)以平时考核成绩乘以其在总评成缢中所占的比例计入课程总评成绩.235作业15(1)主要考核学生对各章节知识点的更习、理艇和掌握程度，满分K)O分：(2)好次作业单独评分，取各次成绩的平均值作为此环节的地终成绩。(3)以作业成绩乘以其在总评成绩中所占的比例由入课程总评成绩.55515(I)根据学生参与的所有线上、戏下小殂任务活动彼得的分数取平均分，满分100分。(2)以平时考核成绩乘以其在总评成绩中所占的比例计入课程总评成绩.555大作业60(1)大作业为我下考核为主，年位同学应从多个题目中选取一个进行撰写相关报告或论文。(2)学生应当独立完任务.报告或论文应当逻辑通侬、内容丰富，有自己的见解.<3)禁止抄袭.252510合计：100分373825八、考核与成绩评定1 .考核方式及成绩评定考核方式：本课程主要以课堂表现、作业、大作业等方式对学生进行考核评价.考核基本要求：考核总成绩由大作业成绩和过程性考核成绩组成.其中：大作业成绩为100分权更仪用)，要求学生独立完成一份报告或论文：课堂表现、作业、分组任务等过程性考核成绩为100分(权重40%).2 .过程性考核成绩的标准过程性考核方式Ifi点考核内容、评价标准、所占比Ifi见表4。表4过程性考核方式评价标准考核方式所占V(*)100>x>9090>x>8080>x>7070260x<60课堂表现25笔记完整.枳极参与教学活动,虢跃回笔记完整，认真参与教学活动.0完参活不的学已偶教笔热与上课不认真.上课不记笔记,偶认不不不办Jc深由上.Jx.记答问题,准确率大于90%.答问题准确率大于8*。动,回答问题准确率大T70%.尔参与教学活动。参与教学活动.作业37.5作业完整,思路清晰，准确率大于90%.字迹工整.作业完整.准确率大于80%,字迹工解.不交作业2次以内，准确率大于70%.不交作业4次以内,准确率大于6.不交作业5次以上，准确率小于60%.分组任务37.5按时完成小组任务,能切充分询动小组成员的枳极性,参与度高，任务完成度高,思路清麻，准确率航按学习通统计数据计算，按时完成小组任务，能终充分调动小组成员的枳极性,参与度高，任务完成度高,思路较清嘛,准确率较高一按学习通统计数据计算.不按时提交作业2次以内，或小组成员基本参与，有一定的思路，准确率,殷按学习通统计数据计力.不按时提交作业3次以内，或小组成员基本参与，有一定的思路，准确率一般，按学习通统计数据计克.不按时交作业4次以上，或小组成员参与度不高,思路不清晰，准确率低.按学习通统计数据计算。