CN106157725A - 一种虚拟仿真教学训练系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟仿真教学训练系统，包括：人机交互模块、教学模块、操作训练模块、维修训练模块和考核评估模块。采用本发明构建的虚拟仿真教学训练系统，进行虚拟仿真教学,能充分使用主流技术设备，保证实训条件与时俱进，有利于降低教学成本；其次所述虚拟仿真教学训练系统可以重复利用，其改进和升级在很大程度上取决于教学软件的改进与升级，无需将硬件资源全部进行更换；再次，学生可提前熟悉实训操作环境，极大增强学生实训操作的安全性，并能够有效解决传统实训教学的诸多难题。
Description
技术领域
本发明涉及仿真教学技术领域，尤其涉及一种虚拟仿真教学训练系统。
背景技术
针对机械设计与制造、模具设计与制造、机电一体化技术、数控技术、汽车检测与维修技术、汽车制造与装配技术、建筑工程技术等专业的相关课程，教学实训是其必不可少的一个环节。传统的教学实训作为职业教育中一种普遍的教学模式，往往受到课程和专业技术领域的限制，课程和专业的不同往往需要使用不同的设备。而随着信息技术的快速发展，课程和专业的更新也越来越快，要保证保证实训条件与时俱进，就必须及时更新技术设备，必将导致资源的浪费、教学成本越来越高等问题，而教学效果却不甚理想。更重要的是，在传统的教学实训过程中，由于对实训环境的不熟悉以及一些不当操作，实训操作的安全性难以保证。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种虚拟仿真教学训练系统。
本发明提出的一种虚拟仿真教学训练系统，包括：
人机交互模块，包括显示单元和输入单元；
教学模块，其用于存储有教学视频，教学视频包括操作教学视频和维修教学视频；教学模块与人机交互模块连接，其可通过输入单元获取教学视频，并可根据输入单元输入的指令调取视频文件到显示单元上进行显示教学；
操作训练模块，其内部预设有不少于一个操作对象模型；操作训练模块与人机交互模块连接，操作者可通过输入单元输入指令对操作对象模型进行操作，且显示单元对操作结果进行三维动态显示；
维修训练模块，其内部预设有各种故障模型；维修训练模块与人机交互模块连接，操作者可通过输入单元输入指令选择故障模型并对故障模型进行维修操作，显示单元对维修操作画面进行三维动态显示；
考核评估模块包括理论考核单元和实操考核单元，且考核评估模块与人机交互模块连接；理论考核单元内预设有理论考题和真题答案，理论考核单元通过显示单元对理论考题进行显示并通过输入单元获取考核人员答案，并通过将考核人员答案与真题答案对比判断考核人员理论成绩并通过显示单元显示；
实操考核单元分别连接教学模块、操作训练模块和维修训练模块；实操考核单元中预设有考核内容并通过显示单元显示，考核人员根据考核内容进入操作训练模块或者维修训练模块进行操作演练或者维修演练，实操考核单元获取考核人员演练过程；实操考核单元根据考核内容从教学模块获取对应的实操教学视频或维修教学视频作为参考标准；实操考核单元将考核人员演练过程与参考标准进行对比，判断考核人员实操成绩并通过显示单元显示。
优选地，理论考核单元内预设有考题库，考核人员通过输入单元输入考核申请后，理论考核单元从考题库中随机抽取预设数量的考题作为理论考题生成考卷，并对抽取的考题的真题答案进行单元存储。
优选地，显示单元采用LED显示屏。
优选地，输入单元采用触摸屏、键盘和鼠标中的一种或多种。本发明中，通过操作训练模块，操作者可进行仿真训练，从而对操作教学视频中的知识进行验证，提高对操作对象的熟悉程度。且相对于实地操作，本实施方式中通过操作训练模块进行仿真训练，即达到了操作者对操作对象的熟悉目的，又节约了实地操作的成本。
本发明中，维修训练模块的设置，达到了操作者对操作对象的熟悉目的，又节约了实地操作的成本，且避免了实操中维修训练受到操作对象出现故障的不可控性的影响。
本发明中，实操考核单元以操作训练模块和维修训练模块作为考核工具，并将教学模块中的教学视频作为参照标准，避免了重新设置考核工具和参照标准的工作，即提高了现有资源的利用效率，又简化了系统成分，有利于提高了系统运行效率，节约系统内存的占用。
本发明可用于企业新人的学习培训使用，帮助新人快速了解和学习相关知识。采用本发明构建的虚拟仿真教学训练系统，进行虚拟仿真教学,能充分使用主流技术设备，保证实训条件与时俱进，有利于降低教学成本；其次所述虚拟仿真教学训练系统可以重复利用，其改进和升级在很大程度上取决于教学软件的改进与升级，无需将硬件资源全部进行更换；再次，学生可提前熟悉实训操作环境，极大增强学生实训操作的安全性，并能够有效解决传统实训教学的诸多难题。
附图说明
图1为本发明提出的一种虚拟仿真教学训练系统结构框图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种虚拟仿真教学训练系统，包括：人机交互模块、教学模块、操作训练模块、维修训练模块和考核评估模块。
人机交互模块包括显示单元和输入单元。显示单元用于该虚拟仿真教学训练系统的图像输出，输入单元用于操作者输入指令。本实施方式中，显示单元采用LED显示屏，输入单元采用触摸屏、键盘和鼠标中的一种或多种。
教学模块用于存储教学视频，教学视频包括操作教学视频和维修教学视频。操作教学视频是对对象的操作演示，维修教学视频是对对象的维修演示。教学模块与人机交互模块连接，其可通过输入单元获取教学视频，即工作人员可通过输入单元向教学模块补充教学视频，保证教学模块实时更新。使用者可通过输入单元输入指令调取视频文件到显示单元上进行显示教学。本实施方式中，教学视频通过输入的指定被调取后再显示单元上进行三维动画显示，以便使用者获得细致、真实的教学，从而提高学习兴趣和知识掌握程度。
操作训练模块，其内部预设有不少于一个操作对象模型。操作训练模块与人机交互模块连接，操作者可通过输入单元输入指令对操作对象模型进行操作演练，且显示单元对操作结果进行三维动态显示。
具体地，本实施方式中，操作训练模块内预设有多种操作指令，并存储有各操作对象模型加载各种操作指令后的形态变化。本实施方式中，操作者进入系统后通过输入单元输入指令选择操作对象模型，操作者输入对应的操作指令对操作对象模型进行操作，显示模块对操作对象模型加载操作指令过程中发生的实时变化进行动态显示，从而向操作者展示操作过程。
如此，通过操作训练模块，操作者可进行仿真训练，从而对操作教学视频中的知识进行验证，提高对操作对象的熟悉程度。且相对于实地操作，本实施方式中通过操作训练模块进行仿真训练，即达到了操作者对操作对象的熟悉目的，又节约了实地操作的成本。
本实施方式中，操作训练模块中的操作对象模型可通过输入单元进行补充更新。
维修训练模块，其内部预设有各种故障模型。维修训练模块与人机交互模块连接，操作者可通过输入单元输入指令选择故障模型并对故障模型进行维修操作，显示单元对维修操作画面进行三维动态显示。
具体地，本实施方式中，维修训练模块内预设有多种维修指令，并存储有各故障模型加载各种维修指令后的形态变化。本实施方式中，操作者进入系统后通过输入单元输入指令选择故障模型，操作者对故障模型进行判断后输入对应的维修指令对故障模型进行维修操作，显示模块对故障模型加载维修指令过程中发生的实时变化进行动态显示，从而向操作者展示维修过程。
本实施方式中，通过维修训练模块，操作者可进行仿真训练，从而对维修教学视频中的知识进行验证，提高对操作对象的熟悉程度。且相对于实地操作，本实施方式中通过维修训练模块进行仿真训练，即达到了操作者对操作对象的熟悉目的，又节约了实地操作的成本，且避免了实操中维修训练受到操作对象出现故障的不可控性的影响。
考核评估模块包括理论考核单元和实操考核单元，且考核评估模块与人机交互模块连接。理论考核单元内预设有理论考题和真题答案，理论考核单元通过显示单元对理论考题进行显示并通过输入单元获取考核人员答案，并通过将考核人员答案与真题答案对比判断考核人员理论成绩并通过显示单元显示。具体地，理论考核单元内预设有考题库，考核人员通过输入单元输入考核申请后，理论考核单元从考题库中随机抽取预设数量的考题作为理论考题生成考卷，并对抽取的考题的真题答案进行单元存储。
实操考核单元分别连接教学模块、操作训练模块和维修训练模块。考核人员通过输入单元申请实操考核后，实操考核单元中预设的考核内容通过显示单元显示，考核人员根据考核内容进入操作训练模块或者维修训练模块进行操作演练或者维修演练，实操考核单元获取考核人员演练过程。实操考核单元根据考核内容从教学模块获取对应的实操教学视频或维修教学视频作为参考标准。实操考核单元将考核人员演练过程与参考标准进行对比，判断考核人员实操成绩并通过显示单元显示。
本实施方式中，实操考核单元以操作训练模块和维修训练模块作为考核工具，并将教学模块中的教学视频作为参照标准，避免了重新设置考核工具和参照标准的工作，即提高了现有资源的利用效率，又简化了系统成分，有利于提高了系统运行效率，节约系统内存的占用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种虚拟仿真教学训练系统，其特征在于，包括：
人机交互模块，包括显示单元和输入单元；
教学模块，其用于存储有教学视频，教学视频包括操作教学视频和维修教学视频；教学模块与人机交互模块连接，其可通过输入单元获取教学视频，并可根据输入单元输入的指令调取视频文件到显示单元上进行显示教学；
操作训练模块，其内部预设有不少于一个操作对象模型；操作训练模块与人机交互模块连接，操作者可通过输入单元输入指令对操作对象模型进行操作，且显示单元对操作结果进行三维动态显示；
维修训练模块，其内部预设有各种故障模型；维修训练模块与人机交互模块连接，操作者可通过输入单元输入指令选择故障模型并对故障模型进行维修操作，显示单元对维修操作画面进行三维动态显示；
考核评估模块包括理论考核单元和实操考核单元，且考核评估模块与人机交互模块连接；理论考核单元内预设有理论考题和真题答案，理论考核单元通过显示单元对理论考题进行显示并通过输入单元获取考核人员答案，并通过将考核人员答案与真题答案对比判断考核人员理论成绩并通过显示单元显示；
实操考核单元分别连接教学模块、操作训练模块和维修训练模块；实操考核单元中预设有考核内容并通过显示单元显示，考核人员根据考核内容进入操作训练模块或者维修训练模块进行操作演练或者维修演练，实操考核单元获取考核人员演练过程；实操考核单元根据考核内容从教学模块获取对应的实操教学视频或维修教学视频作为参考标准；实操考核单元将考核人员演练过程与参考标准进行对比，判断考核人员实操成绩并通过显示单元显示。
2.如权利要求1所述的虚拟仿真教学训练系统，其特征在于，理论考核单元内预设有考题库，考核人员通过输入单元输入考核申请后，理论考核单元从考题库中随机抽取预设数量的考题作为理论考题生成考卷，并对抽取的考题的真题答案进行单元存储。
3.如权利要求1所述的虚拟仿真教学训练系统，其特征在于，显示单元采用LED显示屏。
4.如权利要求1所述的虚拟仿真教学训练系统，其特征在于，输入单元采用触摸屏、键盘和鼠标中的一种或多种。
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