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CN105869457A - 一种基于vr技术的小学生科技教育系统 - Google Patents

一种基于vr技术的小学生科技教育系统 Download PDF

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Abstract

一种基于VR技术的小学生科技教育系统,其特征在于:由VR眼镜、立体音效耳机、体感交互设备、模拟操作台、显示器分别耦接于后台服务器组成硬件操作平台和APP客户端、运行在所述后台服务器上的应用软件构成;所述后台服务器通过网络、Wi‑Fi、蓝牙等与APP客户端通信;所述应用软件包含有:学习单元、操作练习单元、测评单元;本发明是一款将枯燥的单向的文字、图像展示、视频播放学习教育模式,以一种动态的声音、图像、互动的方式呈现,让青少年更加形象地、立体地对科学知识有更透彻的了解,增强了孩子的动手能力,从小培养他们研究科学的兴趣。

Description

一种基于 VR 技术的小学生科技教育系统
技术领域
本发明属于教育领域,尤其涉及一种基于VR技术的小学生科技教育系统。
背景技术
随着信息技术的发展,传统的教育从线下发展到线上,但依然没有能够改变教学的本质,依然是教师通过“黑板”来讲课,变化无非就是从教师搬到了网络视频,其教学质量没有发生本质的变化,虚拟现实所展现的可以是一个极其真实的世界,可以把传统的平面、枯燥的说教教育转变成虚拟的3D教育。
发明内容
本发明为解决传统教育枯燥的说教,提高学生的学习兴趣和学习效率的技术问题,提出一种基于VR技术的小学生科技教育系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种基于VR技术的小学生科技教育系统,其特征在于:由VR眼镜、立体音效耳机、体感交互设备、模拟操作台、显示器分别耦接于后台服务器组成硬件操作平台和APP客户端、运行在所述后台服务器上的应用软件构成;所述后台服务器通过网络、Wi-Fi、蓝牙等与APP客户端通信;所述应用软件包含有:学习单元、操作练习单元、测评单元;所述APP客户端安装在移动设备上,学生随时随地都可以通过APP客户端进行相关知识的学习,同时还可以预约课程、与其他同学交流学习、拍照并实现3D转换等功能;所述应用软件不仅部署了学生学习数学、物理、化学、生物、历史等教育部规定的必要课程,同时还部署了博物馆、工厂生产线、自热科学、试验台等科技教学;
具体的,学生在学习时通过所述的应用软件选择自己要学习的内容后带上所述的VR眼镜、立体音效耳机开始学习,所述系统将平时教学的平面化的教学以动态的声音、图像、互动的方式表现出来,例如:学生在学习天体运动的课程时可以虚拟感受到自己在太空中在观察不同天体的运动以及形态,或者在学习物理力学的时候所述系统可以模拟出相关的力学模型,让学生可以亲身感受力学的作用等等,这样更有利于学生的记忆与理解。
进一步,当学生学习完后可以进入操作练习单元选择自己需要练习的知识,此时所述体感交互设备开始工作,所述体感交互设备用于捕捉体验者的动作,利用体感传感器捕获学生动作的力度和深度,并对动作进行编码;在做实验时学生还可以利用所述模拟操作台配合完成相关的实验或者体验;所述后台服务器用于接受前端体所述感交互设备捕捉到的动作命令并进行分析并对操作进行测评,所述测评单元根据学生操作的结果进行测评并给出标出操作错误的步骤并给予纠正提示,学生还可以通过所述显示器观看自己的操作过程,让学生深刻认识到自己的操作失误所在,同时所述后台服务器还可以保存学生的学习课程和练习步骤,以便学生可以随时回顾自己的学习操作过程。
进一步,所述后台服务器留有开放的接口与传统的教学多媒体或电脑进行连接通信,老师或家长可以通过所述传统的教学多媒体或家用电脑参与到学生的学习、练习操作过程中去辅助学生更好的完成学习、实验、操作。
进一步,学生还可以通过所述APP客户端将自己的学习练习结果通过社交平台进行分享,老师和家长也可以通过所述APP客户端查看学生所学习的内容和结果。
本发明益处:本发明是一款将枯燥的单向的文字、图像展示、视频播放学习教育模式,以一种动态的声音、图像、互动的方式呈现,让青少年更加形象地、立体地对科学知识有更透彻的了解,增强了孩子的动手能力,从小培养他们研究科学的兴趣;采用虚拟现实技术实现了不需要直接在实验室就能体验到实验的乐趣,减少了实验器材的浪费与使用,从而降低了学生的学习成本。
附图说明
图1为本发明所述教育系统的原理框图。
图中,1-VR眼镜;2- 立体音效耳机;3-体感交互设备;4-后台服务器;5-模拟操作台;6-应用软件;7-APP客户端;8-显示器;61-学习单元;62-操作练习单元;63-测评单元。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
需要提前说明的是,“耦接”包括但不限于“物理连接”,比如,图1中所示的后台服务器4和显示器8之间可以通过线缆连接,也可以通过光电耦合或电磁耦合的方式“连接”。
实施例:一种基于VR技术的小学生科技教育系统,结合附图对本发明提供的方法做详细说明。
一种基于VR技术的小学生科技教育系统,其特征在于:由VR眼镜1、立体音效耳机2、体感交互设备3、模拟操作台5、显示器8分别耦接于后台服务器4组成硬件操作平台和APP客户端7、运行在所述后台服务器4上的应用软件6构成;所述后台服务器4通过网络、Wi-Fi、蓝牙等与APP客户端7通信;所述应用软件6包含有:学习单元61、操作练习单元62、测评单元63;所述APP客户端7安装在移动设备上,学生随时随地都可以通过APP客户端7进行相关知识的学习,同时还可以预约课程、与其他同学交流学习、拍照并实现3D转换等功能;所述应用软件6不仅部署了学生学习数学、物理、化学、生物、历史等教育部规定的必要课程,同时还部署了博物馆、工厂生产线、自热科学、试验台等科技教学;
具体的,学生在学习时通过所述的应用软件6选择自己要学习的内容后带上所述的VR眼镜1、立体音效耳机2开始学习,所述系统将平时教学的平面化的教学以动态的声音、图像、互动的方式表现出来,例如:学生在学习天体运动的课程时可以虚拟感受到自己在太空中在观察不同天体的运动以及形态,或者在学习物理力学的时候所述系统可以模拟出相关的力学模型,让学生可以亲身感受力学的作用等等,这样更有利于学生的记忆与理解。
进一步,当学生学习完后可以进入操作练习单元62选择自己需要练习的知识,此时所述体感交互设备3开始工作,所述体感交互设备3用于捕捉体验者的动作,利用体感传感器捕获学生动作的力度和深度,并对动作进行编码;在做实验时学生还可以利用所述模拟操作台5配合完成相关的实验或者体验;所述后台服务器4用于接受前端体所述感交互设备捕捉到的动作命令并进行分析并对操作进行测评,所述测评单元63根据学生操作的结果进行测评并给出标出操作错误的步骤并给予纠正提示,学生还可以通过所述显示器8观看自己的操作过程,让学生深刻认识到自己的操作失误所在,同时所述后台服务器4还可以保存学生的学习课程和练习步骤,以便学生可以随时回顾自己的学习操作过程。
进一步,所述后台服务器4留有开放的接口与传统的教学多媒体或电脑进行连接通信,老师或家长可以通过所述传统的教学多媒体或家用电脑参与到学生的学习、练习操作过程中去辅助学生更好的完成学习、实验、操作。
进一步,学生还可以通过所述APP客户端7将自己的学习练习结果通过社交平台进行分享,老师和家长也可以通过所述APP客户端7查看学生所学习的内容和结果。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于VR技术的小学生科技教育系统,其特征在于:由VR眼镜(1)、立体音效耳机(2)、体感交互设备(3)、模拟操作台(5)、显示器(8)分别耦接于后台服务器(4)组成硬件操作平台和APP客户端(7)、运行在所述后台服务器(4)上的应用软件(6)构成;所述后台服务器(4)通过网络、Wi-Fi、蓝牙等与APP客户端(7)通信;所述应用软件(6)包含有:学习单元(61)、操作练习单元(62)、测评单元(63);所述APP客户端(7)安装在移动设备上,学生随时随地都可以通过APP客户端(7)进行相关知识的学习,同时还可以预约课程、与其他同学交流学习、拍照并实现3D转换等功能;所述应用软件(6)不仅部署了学生学习数学、物理、化学、生物、历史等教育部规定的必要课程,同时还部署了博物馆、工厂生产线、自热科学、试验台等科技教学;
具体的,学生在学习时通过所述的应用软件(6)选择自己要学习的内容后带上所述的VR眼镜(1)、立体音效耳机(2)开始学习,所述系统将平时教学的平面化的教学以动态的声音、图像、互动的方式表现出来,例如:学生在学习天体运动的课程时可以虚拟感受到自己在太空中在观察不同天体的运动以及形态,或者在学习物理力学的时候所述系统可以模拟出相关的力学模型,让学生可以亲身感受力学的作用等等,这样更有利于学生的记忆与理解。
2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的小学生科技教育系统,其特征在于:当学生学习完后可以进入操作练习单元(62)选择自己需要练习的知识,此时所述体感交互设备(3)开始工作,所述体感交互设备(3)用于捕捉体验者的动作,利用体感传感器捕获学生动作的力度和深度,并对动作进行编码;在做实验时学生还可以利用所述模拟操作台(5)配合完成相关的实验或者体验;所述后台服务器(4)用于接受前端体所述感交互设备捕捉到的动作命令并进行分析并对操作进行测评,所述测评单元(63)根据学生操作的结果进行测评并给出标出操作错误的步骤并给予纠正提示,学生还可以通过所述显示器(8)观看自己的操作过程,让学生深刻认识到自己的操作失误所在,同时所述后台服务器(4)还可以保存学生的学习课程和练习步骤,以便学生可以随时回顾自己的学习操作过程。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的小学生科技教育系统,其特征在于:所述后台服务器(4)留有开放的接口与传统的教学多媒体或电脑进行连接通信,老师或家长可以通过所述传统的教学多媒体或家用电脑参与到学生的学习、练习操作过程中去辅助学生更好的完成学习、实验、操作。
4.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的小学生科技教育系统,其特征在于:学生还可以通过所述APP客户端(7)将自己的学习练习结果通过社交平台进行分享,老师和家长也可以通过所述APP客户端(7)查看学生所学习的内容和结果。
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