一种基于VR的探究式智慧学习系统技术方案

本发明专利技术提供一种可以针对目标用户制定个性化教学方案，提高目标用户学习效率的基于VR的探究式智慧学习系统包括，虚拟成长助手单元，模块选择单元，场景切换单元；所述模块选择单元用于选择目标用户在虚拟现实环境中的学习模块；所述场景切换单元用于选择目标用户在虚拟现实环境中的虚拟场景；所述拟成长助手单元用于获取和分析历史用户对各板块场景的评价，计算历史用户与目标用户之间的相似度，选出与目标用户最相似的N个用户，将这N个用户学习效果最好的虚拟场景或学习模块推荐给目标用户。本发明专利技术通过对历史用户进行分析，通过历史用于与目标用户的相似度来为目标用户制定最佳的个性化教学方案，提高了目标用户的学习效率。

An Exploratory Intelligent Learning System Based on VR

【技术实现步骤摘要】
一种基于VR的探究式智慧学习系统
本专利技术涉及虚拟现实
具体涉及一种基于VR的探究式智慧学习系统。
技术介绍
我国教育依旧存在教学资源分配不均、办学质量参差不齐等问题。传统教学模式教学目标单一、漠视个体需求、缺乏人文关怀、被动式学习、主动性缺失。市场现有辅助学习软件多以填鸭式被动获取知识的方式为主，无法根本上解决教育教学中现有的问题。亟待通过新技术、新学习模式来高效、全面地培养求知者能力。现有技术中的传统教学模式对所有学生均采用同样的教学方案，不能针对目标用户个性化定制教学方案，目标用户学习效率较低。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种可以针对目标用户制定个性化教学方案，提高目标用户学习效率的基于VR的探究式智慧学习系统包括，虚拟成长助手单元，模块选择单元，场景切换单元；所述模块选择单元用于选择目标用户在虚拟现实环境中的学习模块；所述场景切换单元用于选择目标用户在虚拟现实环境中的虚拟场景；所虚拟成长助手单元用于获取和分析历史用户对各板块场景的评价，计算历史用户与目标用户之间的相似度，选出与目标用户最相似的N个历史用户，将这N个历史用户学习效果最好的虚拟场景或学习模块推荐给目标用户。进一步的，所述所虚拟成长助手单元采用以下公式计算用户i和用户j之间的相似度，Iij代表用户i和用户j共同评价过的场景或学习模块，Ri,x代表用户i对学习模块x的评分，表示用户i对所有场景或学习模块评分的平均分；所述所虚拟成长助手单元采用以下公式进行匹配推荐，式中为用户特征向量，为场景或学习模块内容向量，k为内容权值。进一步的，所述学习模块包括，英语模块，数学模块，语文模块，历史模块，物理模块。进一步的，所述场景模块包括，海洋模块，游乐场模块，恐龙世界模块，环游太空模块。进一步的，还包括空间选择单元；所述空间选择单元用于目标用户在虚拟现实环境中选择个人空间或交换空间。本专利技术的有益效果是，1本专利技术通过对历史用户进行分析，通过历史用于与目标用户的相似度来为目标用户制定最佳的个性化教学方案，提高了目标用户的学习效率。2本专利技术将VR、人工智能和大数据技术引入到探究式学习过程中，通过沉浸式探索学习，自主掌握学习需求知识和灵活运用知识的能力。3本专利技术基于VR技术的探究式智慧学习系统采用虚拟现实游戏引擎开发，能够根据用户兴趣爱好和学习目标，智慧地去引导用户自主探索学习，掌握目标知识和灵活运用知识，并在与现实世界深度融合的虚拟空间中实现系统用户间的相互沟通交流和行为互动，从而使综合能力得到提升。4本专利技术基于VR的探究式智慧学习系统是现实世界与虚拟空间的深度融合，可实现用户线上体验学习、线上交易、线下配送的新零售模式。5本专利技术基于VR的探究式智慧学习系统模拟了现实生活场景，用户在学习知识，运用知识，体验丰富生活的同时也规避了现实生活中的人身安全、财产安全等风险。6本专利技术与线下昂贵的培训机构相比，基于VR的探究式智慧学习系统提供给用户更加高效、便捷、全面的能力提升方案。7本专利技术用户在系统中不仅可以掌握自主学习知识、运用知识的能力，还可以通过系统进行虚拟的社会实践活动，从而达到提升综合素质的效果。附图说明图1为本专利技术一实施例系统结构示意图。图2为本专利技术一实施例系统流程示意图。图3为本专利技术一实施例功能模块关系示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。基于VR的探究式智慧学习模式实现是用户运用VR设备，通过基于VR的探究式智慧学习系统(智慧学习系统采用虚拟现实游戏引擎开发)，沉浸在根据需求所定制的虚拟空间中，对设定情景进行未知探索，达到自主学习目标领域知识和灵活运用知识、提升综合能力的目的。基于VR的探究式智慧学习系统包含多场景、多学习板块及虚拟助手，用户可在任一场景下选择学习板块，进入到个人学习空间或交互学习空间。用户可通过个人学习空间中的能力培养板块，获得相应的自主学习知识和灵活运用知识的能力。交互学习空间也是知识运用空间，可以实现系统用户间的相互沟通交流与行为互动，用户可通过与现实世界深度融合的虚拟空间使综合能力得到提升。虚拟助手具有兴趣引导功能，用户可根据个人喜好进入虚拟成长助手选择模式，与其进行多方面对话交流，系统后端对应生成该用户的个人数据库，学习系统具备通用性，可覆盖各年龄层有不同学习需求的用户，根据各用户的个人数据，采用云计算、数据深度挖掘等技术衍生出更加适合用户的兴趣引导方案。基于VR的探究式智慧学习系统是现实世界与虚拟空间的深度融合，用户可通过系统中的虚拟现实场景进行行为交互(社会实践)，可实现线上体验、线上交易、线下配送的新零售模式。总体流程如图2所示。如图1所示本专利技术提供一种可以针对目标用户制定个性化教学方案，提高目标用户学习效率的基于VR的探究式智慧学习系统包括，虚拟成长助手单元，模块选择单元，场景切换单元；虚拟成长助手单元，模块选择单元，场景切换单元均为实现特点功能的软件模块。所述模块选择单元用于选择目标用户在虚拟现实环境中的学习模块；所述场景切换单元用于选择目标用户在虚拟现实环境中的虚拟场景；所虚拟成长助手单元用于获取和分析历史用户对各板块场景的评价，计算历史用户与目标用户之间的相似度，选出与目标用户最相似的N个历史用户，将这N个历史用户学习效果最好的虚拟场景或学习模块推荐给目标用户。学习效果通过对历史用户学习完成后进行考试来量化。学习效果最好指用户学习完成后考试成绩最高。历史用户为曾经使用过本系统的用户，历史用户在使用本系统后通过虚拟成长助手单元进行评价反馈，形成历史用户评价反馈数据库。目标用户为正在使用本系统的用户。所述所虚拟成长助手单元采用以下公式计算用户i和用户j之间的相似度，Iij代表用户i和用户j共同评价过的场景或学习模块，Ri,x代表用户i对学习模块x的评分，表示用户i对所有场景或学习模块评分的平均分；所述所虚拟成长助手单元采用以下公式进行匹配推荐，式中为用户特征向量，为场景或学习模块内容向量，k为内容权值。本专利技术通过上述公式来判断用户之间的相似度并进行匹配，可以为目标用户制定最佳的学习方案，提高了目标用户的学习效率。所述学习模块包括，英语模块，数学模块，语文模块，历史模块，物理模块。所述场景模块包括，海洋模块，游乐场模块，恐龙世界模块，环游太空模块。学习模块和场景模块均为实现特点功能的软件模块，学习模块包括对于特定学科的教学内容和测试内容。场景模块为用户在虚拟现实中所处的模拟现实环境的虚拟环境建模。还包括空间选择单元；所述空间选择单元用于目标用户在虚拟现实环境中选择个人空间或交换空间。空间选择单元为实现特定功能的软件模块。个人空间和交互间均为用户在虚拟现实中的虚拟空间。目标用户选择个人空间则为单机模式，目标用户不能与其他用户交换信息。目标用户选择交互空间则为在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于VR的探究式智慧学习系统，包括，虚拟成长助手单元，模块选择单元，场景切换单元；所述模块选择单元用于选择目标用户在虚拟现实环境中的学习模块；所述场景切换单元用于选择目标用户在虚拟现实环境中的虚拟场景；所述虚拟成长助手单元用于获取和分析历史用户对各板块场景的评价，计算历史用户与目标用户之间的相似度，选出与目标用户最相似的N个历史用户，将这N个历史用户学习效果最好的虚拟场景或学习模块推荐给目标用户。

【技术特征摘要】
1.一种基于VR的探究式智慧学习系统，包括，虚拟成长助手单元，模块选择单元，场景切换单元；所述模块选择单元用于选择目标用户在虚拟现实环境中的学习模块；所述场景切换单元用于选择目标用户在虚拟现实环境中的虚拟场景；所述虚拟成长助手单元用于获取和分析历史用户对各板块场景的评价，计算历史用户与目标用户之间的相似度，选出与目标用户最相似的N个历史用户，将这N个历史用户学习效果最好的虚拟场景或学习模块推荐给目标用户。2.如权利要求1所述的一种基于VR的探究式智慧学习系统其特征在于，所述所虚拟成长助手单元采用以下公式计算用户i和用户j之间的相似度，Iij代表用户i和用户j共同评价过的场景或学习模块，Ri,x代...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴攀，黄著龙，詹昊，袁壮，万宇婷，何顺洪，任文慧，田力羽，
申请(专利权)人：重庆电子工程职业学院，
类型：发明
国别省市：重庆,50