【技术实现步骤摘要】
一种面向虚实融合的闯关交互式实验方法和系统
本专利技术属于化学实验教学
，特别涉及一种面向虚实融合的闯关交互式实验方法和系统。
技术介绍
化学是一门以实验为基础的自然科学，它主要研究物质的组成、结构、性质和变化规律。化学实验是获取化学知识的重要方式，能够帮助学生快速地记忆和理解化学知识。调研并分析现有的中学化学实验的展开形式，我们发现化学教学实验中存在以下几点问题。对于传统化学实验教学(即真实展开的化学实验教学)，首先在实验进行过程中，容易生成污染性、有毒物质，同时化学实验中还存在一些实验的试验周期过长、数据不易获得、实验器材损耗严重和实验材料昂贵等问题，这些因素会影响学生实验活动的正常展开。其次，对于我国教育资源分布不均衡的现象，教师为了完成教学安排，或者在实验材料不充分的制约下，在短时间内向学生灌输大量的知识点而不进行实验操作演示，学生很难有机会动手实践，只能从教师的讲解和书本呈现的知识凭空想象实验反应现象。随着教育信息化的发展，其它形式的化学实验也被引入的中学实验之中，但是也无可避免的带来其它存一些问题，如以虚拟...
【技术保护点】
1.一种面向虚实融合的闯关交互式实验方法，其特征在于，包括以下步骤：/n获取与实验操作相关的用户意图集合，根据所述用户意图集合的不同模态表达方式确定在一段时间内用户意图；根据所述用户操作意图出现的时间确定在某时刻的用户意图；/n通过在某时刻的用户意图对智能化虚实融合实验仪器的操作进行实验，在实验中设计与实验内容相应的关卡，并根据用户对关卡的不同选择进行不同实验步骤或者呈现不同实验效果。/n
【技术特征摘要】
1.一种面向虚实融合的闯关交互式实验方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取与实验操作相关的用户意图集合，根据所述用户意图集合的不同模态表达方式确定在一段时间内用户意图；根据所述用户操作意图出现的时间确定在某时刻的用户意图；
通过在某时刻的用户意图对智能化虚实融合实验仪器的操作进行实验，在实验中设计与实验内容相应的关卡，并根据用户对关卡的不同选择进行不同实验步骤或者呈现不同实验效果。
2.根据权利要求1所述的一种面向虚实融合的闯关交互式实验方法，其特征在于，所述与实验操作相关的用户意图集合包括基于视觉的手势动作意图集合、基于听觉的语音意图集合、基于触觉的传感器信息集合和场景集合；
所述手势动作意图集合Hk＝{H1,H2,...,Hn}；所述语音意图集合Sk＝{S1,S2,...,Sn}；所述传感器信息集合Tk＝{T1,T2,...,Tn}；所述场景集合Ek＝{Et1,Et2,...,Etn}；
其中ti为不同时刻的场景信息；所述k为约束参数,k＝a或b，a为语音意图的权重，b为传感器意图的权重。
3.根据权利要求2所述的一种面向虚实融合的闯关交互式实验方法，其特征在于，所述根据所述用户意图集合的不同模态表达方式确定在一段时间内用户意图的表达式为：
其中，为一段时间内用户意图；SA为a或b并集计算为a时的语音集合；TB为a或b并集计算为b时的传感器集合；Hi∈Hk；Ei∈Ek。
4.根据权利要求3所述一种面向虚实融合的闯关交互式实验方法，其特征在于，所述根据所述用户操作意图出现的时间确定在某时刻的用户意图的方法为：
根据实验步骤和时间节点设置意图时间序列集合V＝{Vt1,Vt2,...Vtn}；其中Vt1至Vtn是根据实验步骤和意图出现的时机设置的意图时序序列，Vti为一个m维的向量，表示当前出现的用户意图；
根据V＝{Vt1,Vt2,...Vtn}，结合可得到在某时刻的用户意图为
5.根据权利要求1所述的一种面向虚实融合的闯关交互式实验方法，其特征在于，所述智能化虚实融合实验仪器包括烧杯、分液漏斗、搅拌棒、胶头滴管和称量台；
所述烧杯的底部中心点设置加速度传感器，或者在杯体的外壁设置若干触觉传感器；所述加速度传感器用来获取烧杯的倾倒角度；所述烧杯的三维角度表示为A1＝(x,y,z)；所述触觉传感器用于...
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