一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学系统以及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学系统以及方法，涉及技术领域，包括实验基础知识学习模块、实验专业流程学习模块、实验系统流程操作模块、测试考核题模块以及实验报告步骤模块，基于用户配置生成的虚拟仿真教学系统和方法提供标准的虚拟仿真教学实验系统模块，通过按流程自由配置以及保存配置，可生成导出一套可执行的虚拟仿真教学系统，从而减低开发虚拟仿真教学系统的人员门槛，也减少了研发人员的研发成本，提高研发效率，加快研发周期，通过对各模板及资源库的迭代扩展，后期可覆盖配置生成更多类型、专业的虚拟仿真实验系统。虚拟仿真实验系统。虚拟仿真实验系统。

【技术实现步骤摘要】
一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学系统以及方法


[0001]本专利技术涉及仿真教学
，特别是涉及一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学系统以及方法。

技术介绍

[0002]虚拟仿真技术，或称为模拟技术，就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术，虚拟仿真实际上是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统，此种虚拟世界由计算机生成可以是现实世界的再现，亦可以是构想中的世界，用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互，它是以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界，并通过头盔显示器(MD)、数据手套等辅助传感设备，提供用户一个观测与该虚拟世界交互的三维界面，使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，产生沉浸感。
[0003]虚拟仿真技术为人们提供了一种理想的教学手段，目前在国内外己逐渐广泛应用在军事教学、体育训练、医学实习和一些院校的实际教学中，借助虚拟仿真技术完成教学课程中的相关实验，具有效率高、费用低、内容丰富、性能有效、安全性好等明显优势。
[0004]虚拟仿真教学是依托虚拟仿真制作，将现有的科学知识用3D场景和模型展示出来，是纸质知识或者电子知识转变成3D数字内容的模拟开发，为了能实现高效教育，虚拟仿真教学课件满足了教学的所有条件，并将传统的教学流程转换成了借助3D虚拟环境或3D立体现实设备呈现的对应学科训练环境、条件、流程，让知识点隐藏的真实面貌都展露无遗，这种提供接近真理的仿真体验，更受师生喜爱。
[0005]虚拟仿真教学系统通过对某一需要进行仿真的教学实验深度了解其流程和需求功能后，根据该系统实际需要达到的功能需求进行个性化定制研发，根据该系统的难易程度在开发周期和研发成本上会产生较多的时间和较高的费用，具有较多的不确定性，对于相同专业、类型、系统架构、接口对接及功能需求相似的虚拟仿真教学系统，存在重复开发的现象，会造成时间和研发成本的增加。

技术实现思路

[0006]为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学系统，包括预存有学习库资源信息的后台数据库、学习模式模块以及考核模式模块，学习模式模块包括
[0007]实验基础知识学习模块，用于从后台数据库调用实验基础知识资源信息，实验基础知识资源信息包括实验简介模块、实验原理模块以及教学方法模块，实验基础知识资源信息以视频、文案、图片以及动画形式中的一种或多种形式在虚拟仿真教学系统中进行展示；
[0008]实验专业流程学习模块，用于从后台数据库调用实验专业流程资源信息，实验专业流程资源信息包括模型交互模块、模型拆解模块以及模型认知模块，模型认知模块以视
频、文案以及图片形式中的一种或多种形式在虚拟仿真教学系统中进行展示；
[0009]考核模式模块包括
[0010]实验系统流程操作模块，供用户进行实验的操作流程，在仿真场景内对场景以及模型进行交互操作，并通过模型的动画、声音、文字以及动态效果的形式对操作进行反馈；
[0011]测试考核题模块，供用户对测试题进行回答，并通过回答测试题得到相应的得分；
[0012]实验报告步骤模块，通过实验系统流程操作模块中的操作、测试考核题模块的答题以及赋分模型，获得操作以及测试题得分，通过用户在实验系统流程操作模块中的操作所获取的数据生成图像，得到一份以分数、图像和评价为内容的实验报告。
[0013]本专利技术进一步限定的技术方案是：
[0014]进一步的，实验专业流程资源信息中的模型交互模块，供用户通过对模型旋转、放大以及缩小来对模型进行360度全方位的观察；模型拆解模块供用户通过对模型进行分解来对模型的各个零部件进行观察。
[0015]前所述的一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学系统，测试考核题模块中，测试题包括单选题、多选题以及填空题。
[0016]本专利技术还提供一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学方法，包括学习模式设计方法和考核模式设计方法，学习模式设计方法包括实验基础知识展示方法和实验专业流程展示方法；
[0017]实验基础知识展示方法包括以下步骤，首先用户对自主上传的图片、文案、音视频以及交互方式中的相应内容进行排版和设计的配置，生成上述图片、文案、音视频以及交互方式中对应模块的实验基础知识展示内容，或者通过对系统预设的模板进行配置来生成该模块的实验基础知识展示内容，接着对上述配置进行保存；
[0018]实验专业流程展示方法包括以下步骤，首先用户对自主上传的模型库、图片、文案、音视频以及交互方式中的相应内容进行排版和设计，生成上述图片、文案、音视频以及交互方式中对应模块的实验专业流程展示内容，或者通过对系统预设的模板进行配置来生成该模块的实验专业流程展示内容，接着对上述配置进行保存；
[0019]考核模式设计方法包括实验系统流程操作设计方法、考核测试题设计方法以及实验报告设计方法，实验系统流程操作设计方法包括以下步骤，首先对模板、场景、模型、交互、覆盖物、文案以及导入进行配置来生成对应模块的实验流程涉及内容，接着对上述配置进行保存；
[0020]模板的配置步骤包括，用户从模板库中拖拽预设好的模板进行适应性修改，接着保存修改后的模板；
[0021]场景的配置步骤包括，根据业务分类将场景卡片拖拽至视图区，接着对场景进行加载，加载完成后在主视区生成三维场景；
[0022]模型的配置步骤包括，在分类栏中选择模型的分类，将模型卡片拖拽至三维场景中；
[0023]交互的配置步骤包括，首先激活交互操作工具，接着选中需要交互的模型，通过操作执行工具对模型进行落地、复制、拍平、隐藏以及删除；通过移动工具将模型在三维场景中进行移动；通过旋转工具对模型进行旋转；通过缩放工具对模型进行放大和缩小；
[0024]覆盖物的配置步骤包括，覆盖物包括POI、特效、可视域以及圆形区域轮廓，首先在
交互资产列表的分类中选择覆盖物，点击覆盖物卡片进入打点模式，通过鼠标将覆盖物放置于三维场景中，接着对覆盖物的属性进行配置，覆盖物的属性包括名称、位置以及样式；
[0025]导入的配置步骤包括，首先导入模型资产，导入后新资产卡片显示为可用状态，在导入资产列表中对数字资产模型进行浏览，接着对上述配置进行保存；
[0026]考核测试题设计方法包括以下步骤，首先对测试题的题目和答案进行配置，或者通过对系统预设的模板题型进行配置，再通过赋分模型对测试题的得分规则进行配置，接着对上述配置进行保存，测试题的类型包括单选题、多选题以及填空题；
[0027]实验报告设计方法包括以下步骤，首先对模板、排版、文案、分值统计以及图片进行配置，接着对上述配置进行保存；
[0028]在上述学习模式设计方法和考核模式设计方法完成后，根据配置流程对整个虚拟仿真教学系统进行预览模拟实验，若符合预期则导出该虚拟仿真教学系统。
[0029]本专利技术进一步限定的技术方案是：
[0030]进一步的，实验专业流程展示方法中，在预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学系统，其特征在于：包括预存有学习库资源信息的后台数据库、学习模式模块以及考核模式模块，学习模式模块包括实验基础知识学习模块，用于从后台数据库调用实验基础知识资源信息，实验基础知识资源信息包括实验简介模块、实验原理模块以及教学方法模块，实验基础知识资源信息以视频、文案、图片以及动画形式中的一种或多种形式在虚拟仿真教学系统中进行展示；实验专业流程学习模块，用于从后台数据库调用实验专业流程资源信息，实验专业流程资源信息包括模型交互模块、模型拆解模块以及模型认知模块，模型认知模块以视频、文案以及图片形式中的一种或多种形式在虚拟仿真教学系统中进行展示；考核模式模块包括实验系统流程操作模块，供用户进行实验的操作流程，在仿真场景内对场景以及模型进行交互操作，并通过模型的动画、声音、文字以及动态效果的形式对操作进行反馈；测试考核题模块，供用户对测试题进行回答，并通过回答测试题得到相应的得分；实验报告步骤模块，通过实验系统流程操作模块中的操作、测试考核题模块的答题以及赋分模型，获得操作以及测试题得分，通过用户在实验系统流程操作模块中的操作所获取的数据生成图像，得到一份以分数、图像和评价为内容的实验报告。2.根据权利要求1所述的一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学系统，其特征在于：所述实验专业流程资源信息中的模型交互模块，供用户通过对模型旋转、放大以及缩小来对模型进行360度全方位的观察；模型拆解模块供用户通过对模型进行分解来对模型的各个零部件进行观察。3.根据权利要求1所述的一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学系统，其特征在于：所述测试考核题模块中，测试题包括单选题、多选题以及填空题。4.一种基于用户配置生成的虚拟仿真教学方法，其特征在于：包括学习模式设计方法和考核模式设计方法，学习模式设计方法包括实验基础知识展示方法和实验专业流程展示方法；实验基础知识展示方法包括以下步骤，首先用户对自主上传的图片、文案、音视频以及交互方式中的相应内容进行排版和设计的配置，生成上述图片、文案、音视频以及交互方式中对应模块的实验基础知识展示内容，或者通过对系统预设的模板进行配置来生成该模块的实验基础知识展示内容，接着对上述配置进行保存；实验专业流程展示方法包括以下步骤，首先用户对自主上传的模型库、图片、文案、音视频以及交互方式中的相应内容进行排版和设计，生成上述图片、文案、音视频以及交互方式中对应模块的实验专业流程展示内容，或者通过对系统预设的模板进行配置来生成该模块的实验专业流程展示内容，接着对上述配置进行保存；考核模式设计方法包括实验系统流程操作设计方法、考核测试题设计方法以及实验报告设计方法，实验系统流程操作设计方法包括以下步骤，首先对模板、场景、模型、交互、覆盖物、文案以及导入进行配置来生成对应模块的实验流程涉及内容，接着对上述配置进行保存；模板的配置步骤包括，用户从模板库中拖拽预设好的模板进行适应性修改，接着保存修改后的模板；场景的配置步骤包括，根据业务分类将场景卡片拖拽至视图区，接着对场景进行加载，
加载完成后在主视区生成三维场景；模型的配置步骤包括，在分类栏中选择模...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文娟，吴彬彬，夏凉，
申请(专利权)人：南京卓尚智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：