左伍衡，男，1973年6月生，湖南衡阳人，应用心理学博士，浙江工业大学教科学院副教授，教育学和计算机专业硕士生导师。当前主要研究方向为学习科学、可视分析与用户研究，主持和参与了国家自然科学基金、国家精品资源共享课程、浙江省科技厅公益性技术应用研究计项目、浙江省重点教材建设项目和浙江省高等教育课堂教学改革项目等多项课题，主编出版多部教材，在可视分析和空间学习方面发表论文多篇。

　　《三维虚拟空间学习绩效评估》在自行开发的三维虚拟迷宫漫游系统上，以寻路为学习任务，从用户特征、环境特征和任务特征三个方面，深入探讨影响空间学习绩效的主要因素及其交互作用，并采用神经网络模型构建空间学习绩效的预测模型。
　　《三维虚拟空间学习绩效评估》内容分为6章：第1章为绪论部分，主要介绍研究背景、意义、内容和方法；第2章为文献综述部分，主要综述国内外有关空间认知和空间学习及其绩效评估的相关文献；第3章为三维虚拟环境的建构部分，重点论述如何基于OpenGL技术设计与实现一个三维虚拟迷宫漫游系统；第4章为三维虚拟空间学习绩效主要影响因素的实验研究部分，详细介绍在三维虚拟环境中影响学习绩效的主要因素相关实验；第5章为三维虚拟空间学习绩效预测模型构建部分，主要介绍基于BPNN和GRNN两种建模方法来构建三维虚拟空间学习绩效的预测模型；第6章为总结论与展望部分，主要对研究结论以及研究的不足之处进行总结和分析，并对今后努力方向和未来研究进行展望。

　　《三维虚拟空间学习绩效评估》：
　　2.1.2 空间认知与空间学习概述
　　空间认知是认知科学的一个重要研究领域，目前尚未有严格统一的定义，不同的研究者有着不同的理解，例如：陈毓芬教授（2000）认为空间认知是对现实世界的空间属性，包括位置、大小、距离、方向、形状、模式、运动和物体内部关系的认知，是通过获取、处理、存贮、传递和解释空间信息，来获取新的空间知识的过程。王家耀院士（2003）认为空间认知研究是空间信息的处理过程。高俊院士（2008）认为空间认知是人们认识自己赖以生存的环境，包括其中的诸事物、现象的形态与分布、相互位置、依存关系以及它们的变化规律和发展趋势的能力和过程。认知心理学家认为，空间认知是通过获取、处理、储存、传递和翻译空间信息，获取空间知识的过程。因此，空间认知与空间的概念、空间知识的分类、人类的空间认知能力有关。空间认知的程度是通过一定的认知手段由空间认知能力决定的。
　　空间能力是人类生活中不可缺少的一种基本能力。人类生活在一定的空间范围内无时无刻不在与空间信息打交道，空间意识是人类重要的生存先决条件，人们无论是上班还是购物，无论是去学校还是与人交谈等都要用到空间认知能力。一般认为广义的空间能力指的是非语言信息加工中的个体差异，也指在日常生活中的个体差异；狭义的空间能力指的是完成空间测验中的个体差异。空间能力涉及对物体内部的关系，物体与物体的关系，物体与观察者的关系把握。空间能力一般包含三个因素：空间定向、空间想象和空间关系。空间定向是保持不被空间模式以不同方向呈现而弄糊涂的能力；空间想象是理解表象在三维中运动或操作想象中物体的能力；空间关系是精确地觉察空间模式并相互比较的能力。空间认知技能是由三种能力构成：准确知觉世界的能力；对知觉到的事物进行改造或修改的能力；重建视觉经验的能力。因此可以肯定，个体利用地图对周围环境中的事物进行空间定位与个体的空间能力有着一定的相关性。因为对物体的空间定位需要掌握物体之间的空间关系，对物体进行定向，而且还要有一定的想象能力，甚至心理旋转能力，而这些都是和一个人的空间能力分不开的。空间能力的发展是个体认识事物、探索客观世界的必要基础，空间能力和言语能力是智力的基本组成部分，在人类的职能研究中人们发现，言语能力并不是唯一的与智力有关的能力，空间能力也是较为独立的智力结构。空间能力是一种认知图形，是不同于一般的形象思维和抽象思维的特殊能力，它运用图形在头脑中的表象图形操作能力，其主要内容是在解决任务的过程中运用图形表象。它的操作单位是能表现客体的空间特征各关系的表象，如构成客体的各种因素的形状、大小、相互位置以及客体的各种构成因素在二维平面上、三维空间上相对于任何特定位置的排列顺序。视觉空间能力及其认知加工性质的研究不仅对理解人类空间认知行为具有重要的理论意义，而且还具有重要的应用价值（许华君，2008）。
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1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 研究目标、内容和方法
1.2.1 研究目标和内容
1.2.2 研究思路和方法
1.3 论文结构
2 文献综述
2.1 空间及空间学习概述
2.1.1 空间和学习空间
2.1.2 空间认知与空间学习概述
2.2 三维虚拟空间情景中空间学习的相关研究
2.2.1 空间学习绩效评估
2.2.2 三维虚拟空间情景中学习绩效的主要影响因素
3 三维虚拟环境的建构
3.1 三维虚拟空间建构技术
3.1.1 环境建模技术
3.1.2 虚拟现实开发工具OpenGL简介
3.2 三维虚拟迷宫漫游系统的设计
3.2.1 迷宫概述
3.2.2 三维虚拟迷宫漫游系统的需求分析与功能设计
3.3 三维虚拟迷宫漫游系统的实现
3.3.1 迷宫地图编辑子系统
3.3.2 迷宫漫游子系统
4 三维虚拟空间学习绩效主要影响因素的实验研究
4.1 实验1：三维虚拟环境中被试个体特征对学习绩效的影响
4.1.1 实验目的
4.1.2 实验方法
4.1.3 结果分析
4.1.4 实验结论
4.2 实验2：三维虚拟环境中任务特征对学习绩效的影响
4.2.1 实验目的
4.2.2 实验方法
4.2.3 结果分析
4.2.4 实验结论
4.3 实验3：桌面式三维虚拟环境特征对学习绩效的影响研究
4.3.1 实验目的
4.3.2 实验方法
4.3.3 结果分析
4.3.4 实验结论
4.4 实验4：三维虚拟环境个体特征和任务特征对学习绩效的综合影响
4.4.1 实验目的
4.4.2 研究方法
4.4.3 结果分析
4.4.4 实验结论
4.5 实验5：三维虚拟环境个体特征和环境特征对学习绩效的综合影响
4.5.1 研究目的
4.5.2 研究方法
4.5.3 结果分析
4.5.4 实验结论
4.6 实验6：三维虚拟环境任务特征和环境特征对学习绩效的综合影响
4.6.1 研究目的
4.6.2 研究方法
4.6.3 结果分析
4.6.4 实验结论
4.7 实验7：个体特征、任务特征和环境特征对学习绩效的综合影响
4.7.1 研究目的
4.7.2 研究方法
4.7.3 结果分析
4.7.4 实验结论
5 三维虚拟空间学习绩效预测模型构建
5.1 基于BPNN的三维虚拟空间学习绩效预测模型构建
5.1.1 BPNN概述
5.1.2 BPNN构建
5.1.3 BPNN训练
5.1.4 基于BPNN的三维虚拟空间学.---j绩效预测模型拟合度分析
5.1.5 基于BPNN的三维虚拟空间学习绩效预测模型误差分析
5.1.6 基于BPNN的三维虚拟空间学习绩效预测模型敏感度分析
5.2 基于GRNN的三维虚拟空间学习绩效预测模型构建
5.2.1 GRNN神经网络的结构及特点
5.2.2 GRNN网络构建与训练
5.2.3 基于GRNN的三维虚拟空间学习绩效预测模型拟合度分析
5.2.4 基于GRNN的三维虚拟空间学习绩效预测模型误差分析
5.2.5 基于GRNN的三维虚拟空间学习绩效预测模型敏感度分析
5.3 三维虚拟空间学习绩效预测模型比较
5.3.1 两种模型的总体性能比较
5.3.2 神经网络模型的输入项敏感度比较
6 总结论与展望
6.1 总结论
6.2 本研究创新点
6.3 研究局限及未来研究方向
参考文献
索 引
附录：空间认知能力测验问卷