[发明专利]基于3D打印的辅助学习实现方法与系统

说明书

技术领域

本发明涉及网络教学领域，特别是一种结合3D打印的辅助学习实现方法与系统。

背景技术

传统的教学方式受到场地、环境以及师资等因素的制约，教学范围受到限制。伴随信息技术广泛应用，各种网络教学方法、系统不断涌现。在教学过程中大力推进新型网络教学方法及系统的应用，将为学生的学习和发展提供良好的虚拟教育环境，发挥信息技术的优势也是教育发展的要求。

利用网络进行视频、音频等的传输，实现了用户远程的单向课堂听课的教学效果，而且可以实现了任何时间、任何地点无障碍的学习。但这样的网络教学方式下，用户无法与授课者进行互动，因此教学效果不好，缺乏答疑解惑的过程，同时用户的学习积极性也没有得到调动。

进而为了增强学习效果，交互式学习方法及系统得到了发展，利用网络进行实时或离线的文本、语音、视频交互。使用该方法时，用户可以获得视觉、听觉等交互信息，学习兴趣也得到调动，能够实现答疑解惑的过程。

与上述方法相伴随的，利用信息技术将各种学习案例进行信息化，实现了对用户进行原理演示、分析，使得学习内容更易于理解，这提高学生的学习兴趣，调动学生学习的主动性和积极性。

但上述方法还存在一定局限性。例如传统的舞蹈学习采用“口传身授的现场教学法”，即教师讲解、示范动作，教与学面对面交互。而通过网络进行舞蹈学习时，现有方法的直观性较差，仅通过视频演示等方式，以及交互式指导，还达不到现场教学的效果，因此需要从教学思想观念和教学方法进行研究。

随着3D打印技术快速发展及广泛应用，人们越来越享受3D打印技术带来的各种新服务，这使人们的生活、学习发生巨大的变化。3D打印技术可以方便的将各种物品打印出来，实现个性化需求的定制，例如：打印个人的头像。因此，将3D打印与网络教学相结合，将带来全新的教学方式，提升教学效果，特别是增强针对每个用户教学指导的现场效果。

发明内容

本发明的目的在于提出一种结合3D打印的辅助学习实现方法与系统，该方法与系统能将教学过程中对用户的指导要求结合3D打印技术实现辅助教学学具的打印，利用打印的辅助教学学具，用户能够更准确、迅速的掌握学习内容，纠正学习中存在的问题，这就提高了交互式教学的效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种结合3D打印的教学辅助方法，包括：在用户侧利用3D扫描设备或摄像设备对用户学习过程进行3D建模，然后通过网络向辅助学习网络服务器发送请求信息，该信息中包括用户的3D模型数据；辅助学习网络服务器将用户的3D信息与标准学习内容进行比较，根据比较结果，辅助学习网络服务器自动构建给用户的指导信息，该信息包括该网络服务器生成的用于辅助用户学习的辅助教学学具的3D模型数据；在用户侧，根据接收的指导信息，通过3D打印机进行辅助教学学具的打印，用户使用此辅助教学学具进行学习。

所述用户侧的3D扫描设备或摄像设备，在用户选择进行学习辅导后，用户侧应用程序启动3D扫描设备或摄像设备，进行扫描或摄像，进而在用户侧完成对被扫描或摄像对象的3D建模。

所述用户端通过网络向辅助学习网络服务器发送请求信息，该信息中包含有用户基本信息(用户身份信息等)、课程基本信息(课程名、课程类型等)、请求类型和请求信息(时间、标识等)，同时也包括了通过3D扫描设备或摄像设备完成的被扫描或摄像对象的3D模型数据。

所述辅助学习网络服务器根据用户提交的请求信息，确定课程、时间点等信息，利用收到请求信息中的3D模型数据，通过比较算法实现与标准学习内容的比较，进而构建给用户的指导信息(请求反馈信息)，该指导信息中包括辅助用户学习的辅助教学学具的3D模型数据及辅导学习的指导文字或语言信息。

所述用户侧根据接收的指导信息，通过3D打印机进行辅助教学学具的打印，进而在此辅助教学学具的帮助下进行学习。

一种结合3D打印的辅助教学的实现系统，包括用户侧和网络侧，所述用户侧包括：

用户侧应用程序，用于与用户进行交互，接收用户的输入并发送到网络侧，同时接收网络侧反馈的信息，另外用户侧应用程序根据需求调用3D扫描设备或摄像设备、3D打印机，完成指定扫描、摄像或打印功能；用户侧应用程序包括：请求模块，用于向网络侧服务器发送请求信息；接收信息模块，用于接收网络侧反馈信息，并解析反馈信息；驱动模块，用于驱动3D扫描设备或摄像设备以及3D打印机；显示模块，用于显示图像、文本信息；

3D扫描设备或摄像设备，用于根据所述用户进行学习辅导后，在用户侧程序的调用下实现对制定对象的扫描或摄像，进而产生该对象的3D模型；