一种基于虚拟现实的实验控制学习方法技术

本发明专利技术涉及一种实验控制学习方法，一种基于虚拟现实的实验控制学习方法，包括以下步骤：(1)手机APP的开发，设计一款手机APP软件，能够通过该软件扫描硬件设备或二维实验图，(2)根据学习内容，手机APP扫描该实验所需的硬件设备或二维实验图，手机APP扫描电路图、实验台、实验器材、芯片以及原理图等，手机上半屏显示扫描对象的录像，学生可观看学习录像介绍的内容，手机下半屏根据所扫描的对象，生成相应的三维模型，可供学生操作学习。本发明专利技术操作简单，给人真实的操纵感，方便快捷，不受实验条件的影响而得到准确的实验数据。

An experimental control learning method based on virtual reality

The invention relates to an experimental control learning method, which is based on virtual reality. The method comprises the following steps: (1) the development of mobile phone APP, the design of a mobile phone APP software, which can scan hardware devices or two-dimensional experimental drawings through the software; (2) according to the learning content, the mobile phone APP scans the hardware required for the experiment. Device or two-dimensional experimental drawings, mobile phone APP scanning circuit diagram, experimental equipment, chips and schematic drawings, etc., the first half screen of mobile phone shows the video of the scanning object, students can watch the content of learning video introduction, the second half screen of mobile phone according to the scanning object, to generate the corresponding three-dimensional model for students to operate and learn. . The invention has the advantages of simple operation, giving a real sense of control, convenience and rapidity, and obtaining accurate experimental data without being affected by experimental conditions.

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟现实的实验控制学习方法
本专利技术涉及一种实验控制学习方法，更具体地说，涉及一种基于虚拟现实的实验控制学习方法。
技术介绍
虚实结合的实验学习是将虚拟信息融入到真实的环境中，使信息的呈现不仅能够反映真实的物理空间，而且不受真实学习装置的约束，弥补了传统教学工具的不足。虚拟现实的实验控制学习方法的开发，能够为学习者提供方便的学习条件，节约了实验学习成本，将抽象的信息转化为具体的形态，对改善学习方式有着重要意义。现有的实验学习手段大多基于真实的实验室环境，针对不同的实验准备不同的实验器材，在固定的教室完成对应的实验操作。目前，国内一些学校在设立真实实验室的基础上，开发了虚拟实验室，但这些实验学习方法是在硬件设备的基础上进行实验操作，不能够灵活完成所需的各种实验项目，并耗费较多的时间。因此，对虚拟现实的实验控制学习方法的开发就显得尤为重要。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术目的是提供一种基于虚拟现实的实验控制学习方法。该方法通过一款AR虚拟技术的APP，将平台图中的实验设备扫描出3D立体的实验环境，模拟真实的实验环境，针对不同的实验项目完成不同的实验操作，不依托于真实的硬件设施，解决了实验设备短缺等各种现实问题。为了实现上述专利技术目的，解决己有技术中存在的问题，本专利技术采取的技术方案是：一种基于虚拟现实的实验控制学习方法，包括以下步骤：步骤1、手机APP的开发，具体包括以下子步骤：(a)、设计一款手机APP软件，能够通过该软件扫描硬件设备或二维实验图；(b)、该软件扫描某个硬件设备或二维实验图后，能够在当前页面分成两部分展示扫描结果，手机上半屏显示扫描该硬件设备或二维实验图的原理录像，手机的下半屏显示该硬件设备或二维实验图的可操作三维动态图；步骤2、根据学习内容，手机APP扫描该实验所需的硬件设备或二维实验图，扫描结果根据扫描对象的属性而改变，具体包括以下子步骤：(a)、手机APP扫描电路图，手机上半屏显示真实实验器材的录像，并按照电路图的连线情况显示在实验录像中，所录制实验中的连线按照电路图中芯片从左至右、从上至下，按顺序完成各个引脚的连线，手机下半屏根据电路图生成真实的三维实验箱，并拥有可操作性功能，参考上半屏的实验录像完成电路图的连接；(b)、手机APP扫描实验台，手机上半屏显示介绍当前实验台上设备的使用方法，并以具体的实验完成实验操作的演示，所录制的实验中主要介绍的是各个实验器材间的连接使用方法，整合实验台上所有的实验设备完成相应功能实验的演示，手机下半屏根据扫描的实验台生成具体的三维器件模型，可进行缩放、遥移操作，使学习者能够根据实验录像完成相应设备的学习；(c)、手机APP扫描实验器材，手机上半屏显示该实验器材的使用方法、内部构造及使用中常出现的问题，并根据问题，可观看提前录制讲解的针对各个问题的解决方案，学生可在手机下半屏所显示的三维实验操作界面中进行相应操作的演示，仔细学习视频中所提及的问题；(d)、手机APP扫描芯片，手机上半屏显示该芯片的内部构造，介绍各个引脚的功能和连接内容，并介绍该芯片所应用的实验项目和能够实现的功能，手机下半屏真实还原该芯片的三维模型，并可以扫描多个芯片进行操作连接，验证使用该芯片的实验效果；(e)、手机APP扫描原理图，手机上半屏显示该原理图对应设备工作原理的录像，学生可观看此录像，根据录像介绍的内容，学习设备的工作原理，手机下半屏根据该原理图，生成三维可操作性的实验设备，学生可通过操作该实验设备掌握其工作原理。本专利技术有益效果是：一种基于虚拟现实的实验控制学习方法，包括以下步骤：(1)手机APP的开发，设计一款手机APP软件，能够通过该软件扫描硬件设备或二维实验图，该软件扫描某个硬件设备或二维实验图后，能够在当前页面分两部分展示扫描结果，手机上半屏显示扫描该硬件设备或二维实验图的原理录像，手机的下半屏显示该硬件设备或二维实验图的可操作三维动态图；(2)根据学习内容，手机APP扫描该实验所需的硬件设备或二维实验图，扫描结果根据扫描对象的属性而改变，手机APP扫描电路图、实验台、实验器材、芯片以及原理图等，手机上半屏显示扫描对象的录像，学生可观看学习录像介绍的内容，手机下半屏根据所扫描的对象，生成相应的三维模型，可供学生操作学习。与己有技术相比，本专利技术操作简单，给人真实的操纵感，方便快捷，不受实验条件的影响而得到准确的实验数据。附图说明图1是本专利技术方法步骤流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。如图1所示，一种基于虚拟现实的实验控制学习方法，包括以下步骤：步骤1、手机APP的开发，具体包括以下子步骤：(a)、设计一款手机APP软件，能够通过该软件扫描硬件设备或二维实验图；(b)、该软件扫描某个硬件设备或二维实验图后，能够在当前页面分成两部分展示扫描结果，手机上半屏显示扫描该硬件设备或二维实验图的原理录像，手机的下半屏显示该硬件设备或二维实验图的可操作三维动态图；步骤2、根据学习内容，手机APP扫描该实验所需的硬件设备或二维实验图，扫描结果根据扫描对象的属性而改变，具体包括以下子步骤：(a)、手机APP扫描电路图，手机上半屏显示真实实验器材的录像，并按照电路图的连线情况显示在实验录像中，所录制实验中的连线按照电路图中芯片从左至右、从上至下，按顺序完成各个引脚的连线，手机下半屏根据电路图生成真实的三维实验箱，并拥有可操作性功能，参考上半屏的实验录像完成电路图的连接；(b)、手机APP扫描实验台，手机上半屏显示介绍当前实验台上设备的使用方法，并以具体的实验完成实验操作的演示，所录制的实验中主要介绍的是各个实验器材间的连接使用方法，整合实验台上所有的实验设备完成相应功能实验的演示，手机下半屏根据扫描的实验台生成具体的三维器件模型，可进行缩放、遥移操作，使学习者能够根据实验录像完成相应设备的学习；(c)、手机APP扫描实验器材，手机上半屏显示该实验器材的使用方法、内部构造及使用中常出现的问题，并根据问题，可观看提前录制讲解的针对各个问题的解决方案，学生可在手机下半屏所显示的三维实验操作界面中进行相应操作的演示，仔细学习视频中所提及的问题；(d)、手机APP扫描芯片，手机上半屏显示该芯片的内部构造，介绍各个引脚的功能和连接内容，并介绍该芯片所应用的实验项目和能够实现的功能，手机下半屏真实还原该芯片的三维模型，并可以扫描多个芯片进行操作连接，验证使用该芯片的实验效果；(e)、手机APP扫描原理图，手机上半屏显示该原理图对应设备工作原理的录像，学生可观看此录像，根据录像介绍的内容，学习设备的工作原理，手机下半屏根据该原理图，生成三维可操作性的实验设备，学生可通过操作该实验设备掌握其工作原理。本专利技术优点在于：一种基于虚拟现实的实验控制学习方法，弥补了传统教学工具的不足，使信息的呈现不仅能够反映真实的物理空间，而且能够将虚拟信息融入到真实的环境中，灵活完成各项实验内容，为学习者提供方便的学习条件，提高学习效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟现实的实验控制学习方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、手机APP的开发，具体包括以下子步骤：(a)、设计一款手机APP软件，能够通过该软件扫描硬件设备或二维实验图；(b)、该软件扫描某个硬件设备或二维实验图后，能够在当前页面分成两部分展示扫描结果，手机上半屏显示扫描该硬件设备或二维实验图的原理录像，手机的下半屏显示该硬件设备或二维实验图的可操作三维动态图；步骤2、根据学习内容，手机APP扫描该实验所需的硬件设备或二维实验图，扫描结果根据扫描对象的属性而改变，具体包括以下子步骤：(a)、手机APP扫描电路图，手机上半屏显示真实实验器材的录像，并按照电路图的连线情况显示在实验录像中，所录制实验中的连线按照电路图中芯片从左至右、从上至下，按顺序完成各个引脚的连线，手机下半屏根据电路图生成真实的三维实验箱，并拥有可操作性功能，参考上半屏的实验录像完成电路图的连接；(b)、手机APP扫描实验台，手机上半屏显示介绍当前实验台上设备的使用方法，并以具体的实验完成实验操作的演示，所录制的实验中主要介绍的是各个实验器材间的连接使用方法，整合实验台上所有的实验设备完成相应功能实验的演示，手机下半屏根据扫描的实验台生成具体的三维器件模型，可进行缩放、遥移操作，使学习者能够根据实验录像完成相应设备的学习；(c)、手机APP扫描实验器材，手机上半屏显示该实验器材的使用方法、内部构造及使用中常出现的问题，并根据问题，可观看提前录制讲解的针对各个问题的解决方案，学生可在手机下半屏所显示的三维实验操作界面中进行相应操作的演示，仔细学习视频中所提及的问题；(d)、手机APP扫描芯片，手机上半屏显示该芯片的内部构造，介绍各个引脚的功能和连接内容，并介绍该芯片所应用的实验项目和能够实现的功能，手机下半屏真实还原该芯片的三维模型，并可以扫描多个芯片进行操作连接，验证使用该芯片的实验效果；(e)、手机APP扫描原理图，手机上半屏显示该原理图对应设备工作原理的录像，学生可观看此录像，根据录像介绍的内容，学习设备的工作原理，手机下半屏根据该原理图，生成三维可操作性的实验设备，学生可通过操作该实验设备掌握其工作原理。...

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实的实验控制学习方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、手机APP的开发，具体包括以下子步骤：(a)、设计一款手机APP软件，能够通过该软件扫描硬件设备或二维实验图；(b)、该软件扫描某个硬件设备或二维实验图后，能够在当前页面分成两部分展示扫描结果，手机上半屏显示扫描该硬件设备或二维实验图的原理录像，手机的下半屏显示该硬件设备或二维实验图的可操作三维动态图；步骤2、根据学习内容，手机APP扫描该实验所需的硬件设备或二维实验图，扫描结果根据扫描对象的属性而改变，具体包括以下子步骤：(a)、手机APP扫描电路图，手机上半屏显示真实实验器材的录像，并按照电路图的连线情况显示在实验录像中，所录制实验中的连线按照电路图中芯片从左至右、从上至下，按顺序完成各个引脚的连线，手机下半屏根据电路图生成真实的三维实验箱，并拥有可操作性功能，参考上半屏的实验录像完成电路图的连接；(b)、手机APP扫描实验台，手机上半屏显示介绍当前实验台上设备的使用方法，并以具体的实验完成实验操作的演示，所录制的实验中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王开宇，高庆华，马驰，李安琪，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21