[发明专利]一种借助虚拟现实及软件研发技术的辅助教学方法

说明书

技术领域

本发明涉及教学领域，尤其涉及一种借助虚拟现实及软件研发技术的辅助教学方法。

背景技术

目前，在计算机辅助教学当中存在许多软件工具，通过这些工具教师能够制作出用于教学的各种课件，如offi ce文档、视频、交互式动画等。但是，这些课件的存储与管理非常零散且数据格式不统一，教师很难针对资源素材进行重复利用，造成制作效率低下。另外，教师在制作课件的过程中有时需要使用多个不同的软件制作工具，而这些工具软件互相之间无法关联，给课件制作带来了极大的不便；目前的计算机辅助教学大多采用传统的电子文档或影音媒体进行表达，学生缺少直观感知，对于学习过程中的难点很难理解，教师也无法得知学生的学习效果。

在传统教学培训领域中，控制对象作为检验教学效果的终极方法被广泛应用到整个教学过程，但随着社会科学技术的发展，实物控制对象越来越复杂、越来越庞大，成本越来越高，而作为引入教学必要手段，其越真实，达到的效果越好，而其体积、成本、综合应用环境匹配使其很难直接走进教室，并且还要适应教学人数规模的要求，人们开始寻求折中且经济的做法，建立模拟实训对象，使用文字标签和指示灯在图案上进行演示，其结构简单，经济适用，因其脱离实际，造成学习兴趣缺乏，严重影响教学效果，于是人们开始适用软件仿真技术，适用视频或flash，引入软件技术，在演示原理上取得了较好的效果，但其完全脱离实际，并且对实物进行效果美化，增加了学生学习兴趣，达到了一定的学习效果提升，但其完全脱离实际，无动手实际操作，仅停留在理论学习阶段，随着时间推移，作为教辅的工具慢慢的被边缘化。

随着技术进步和发展，3D虚拟现实技术的发展条件已经成熟，通过3D虚拟现实技术，运用计算机的采集分析及通信原理，将控制对象在3D场景中现实化处理，并通过通信送入输入输出接口，既完成原理验证，也提高学生的动手能力，同时，通过现场工程应用虚拟化，使学生能够身临其境的进行学习，教学培训的老师也能够将其难于表达的现场环境通过虚拟现实技术简洁明快的表达清楚，达到工学一体化的教学效果。

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，他利用计算机生成一种模拟环境是一种多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用沉浸到该环境中，虚拟现实技术是仿真技术的一个重要的方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口多媒体技术传感器技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术主要包括模拟环境，感知、自然技能和传感器设备等方面。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种借助虚拟现实及软件研发技术的辅助教学方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种借助虚拟现实及软件研发技术的辅助教学方法，通过软件开发技术建设教学管理平台，由教学管理平台提供一系列标准WEB接口服务，利用应用程序二次开发技术开发常用工具的扩展程序，扩展程序在提供基础集成功能的同时调用教学管理平台的接口服务，从而实现教学管理平台与常用工具间的无缝连接，教学管理平台包括我的工作空间模块、教学课件管理模块、教学实训模块、系统集成模块、教学测试模块、教学评估与反馈模块、查询与检索模块和权限管理模块；方法具体包括以下步骤：

S1、输入输出步骤：用于处理信号，并接收控制主机发出的信号，对输入输出信号进行自定义；

S2、逻辑运算步骤：通过对比数据库的点位数据变化分析，根据导入的虚拟场景及设备模块的物理属性的变化进行逻辑运算，并将运算的数据通知数据库进行更新数据；

S3、建立虚拟场景步骤：建立虚拟场景，根据不同的应用和教学实际需要，进行虚拟场景变换；

S4、设备模块通过软件界面的操作选择，加载到虚拟场景中，根据事件的变化，完成人机交互。

优选地，所述教学课件管理模块包括教师端与学生端，所述教师端用于管理个人课件文件，同时具有在线浏览功能、发布课件及课件共享功能；所述学生端具有课前预习、课件自学、课件下载及作业提交功能。

优选地，所述系统集成模块用于课件制作以及电子文件的提交，通过针对不同创作工具的二次开发实现与教学管理平台资源库的关联。

优选地，所述步骤S1输入输出步骤中，能够处理的信号包括电流、电压、总线检测、脉冲、数字量、模拟量信号。