[发明专利]虚实结合远程实验教学信息处理系统及方法、智能终端

说明书

本发明属于5G网络的信息处理技术领域，公开了一种虚实结合远程实验教学信息处理系统及方法、智能终端，所述虚实结合远程实验教学信息处理系统包括：实操平台、虚拟实验模型与动画构建模块和远程实验终端，三者通过云服务器实现网络互连。所述实操平台，包括实验台及其他实验器件、机械臂、摄像头、控制箱；所述远程实验终端包括客户端，服务器端，登录模块，底层应用端、优化网络模块。本发明对远程物理机械臂的控制，采用机械臂现场安装监控视频探头，通过远程终端实现对机械臂的直接控制；本发明仅针对机械类实验教学，虚实结合远程实验教学系统围绕机械类实验设计，保证实用性。

技术领域

本发明属于5G网络的信息处理技术领域，尤其涉及一种虚实结合远程实验教学信息处理系统及方法、智能终端。

背景技术

目前，最接近的现有技术：随着生活水平的提高和科学技术水平的进步，线上教学慢慢走进人们的视野，并迅速普及开来。互联网+教育，是利用多媒体计算机技术和网络技术，实现教师与学习者以及学习者群体之间形成交流互动的一种新兴学习方式，是在传统教育体制和教学方法的框架之外，探索出的一种全新的教学模式。

通过大量的检索与和调查发现现有的大多数远程教学系统针对问题有以下几类：(1)针对远程教学和学生互动性差，如CN208569905U的远程教学系统实现了学生和老师之间的互动，提高使用远程教育系统进行教育的质量和效率，CN105788387A的远程教学系统及方法针对学习过程中遇到的问题不能及时有效地向教师提出，教师也不能给与清楚明晰的解答；(2)针对教学效果不佳，如CN107995534A的一种远程教学系统针对现有的教学视频仅有教师讲课视频或者只有课件视频，学生通过远程端进行教学视频观看时往往不能将二者结合，降低了教学效果，CN109147430A的一种基于云平台的远程教学系统通过观察学生们听课时的表情等信息来判断自己的讲课水平，从而调整知识点的讲解方式，提高教学效果；(3)针对终端的问题，如CN202496030U的一种基于电视机的教学系统把课堂现场投放到用户家中的电视机中，在方便用户观看现场情况的同时，实现对电视机产品应用领域的扩展。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有的远程教学系统主要将多媒体网络教学资源整合在数据库中，学生通过登录到系统内进行在线学习或与教师互动，没有考虑到工科类课程实验的在线实操问题，使学生无法线上进行课程实验。

解决上述技术问题的难度：一是实验设备安全保障困难，机械类实验过程往往伴随机械设备的运动，甚至包括机电联动、液压气压加载等问题，远程实验操作过程中可能发生设备碰撞、机电联动不协调、液压气压超载等现象，造成安全保障问题；二是实验效果展示困难，比如机械几何参数和性能参数的展示时面临各种仪器仪表的远程读数、机械负载施加时结构的变形量、磨损量的定性或定量远程展示困难；三是实验设备远程操控困难，远程实验需要机械臂代替人的手臂远程操控，并与实验现场有很好的协调，需要克服网络延时。

解决上述技术问题的意义：若这些技术问题不解决，机械类课程在线教学时，实验部分只能在线下进行，导致不能完整地进行课程远程教学。教育部2018年4月公布了《网络学习空间建设与应用指南》，明确“重构学习环境”要求，建立“人人皆学、处处能学、时时可学与非正式学习融合”的智能化学习环境，同年4月，教育部还印发了《教育信息化2.0行动计划》，提出了“构建一体化‘互联网+教育’大平台”，适应5G网络技术发展，服务全时域、全空域、全受众的智能学习新要求。显然，这些技术问题的解决，有助于教育部相关政策落地。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种虚实结合远程实验教学信息处理系统及方法、智能终端。

本发明是这样实现的，一种虚实结合远程实验教学信息处理系统，所述虚实结合远程实验教学信息处理系统包括：

虚拟实验与动画构建模块，用于实现用户通过访问云服务器，在云服务器数据库中通过三维建模软件构建三维虚拟实验装置及其动画，用户也可以根据已有的三维模型及其动画开展虚拟实验；