CN110827654A - 房屋建筑构造认知和实训教学系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种房屋建筑构造认知和实训教学系统，包括：仿真教学模块，用于展示与不同教学内容对应的子模块，当子模块被选择后展示相应的教学内容，不同教学内容当中至少包括建筑分解组合模型、建筑模型剖切、构件组装和建筑构件旁注的数据；仿真实训模块，用于选择不同的实训模式，并完成对应的实训模式的考核。通过本发明用户可自由选择仿真教学模块中的任意子模块观看对应的教学内容，方便每个学生根据自身的学习能力调整和安排学习内容，提高了教学的灵活性。在看完教学内容后，学生可以通过仿真实训模块进行不同实训模式的实训考核，强化了所习得知识，提高了教学的效果。

Description

房屋建筑构造认知和实训教学系统

技术领域

本发明涉及教学系统技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于虚拟现实技术的房屋建筑构造认知和实训教学系统。

背景技术

传统的房屋建筑构造的教学方法通常是以老师投影PPT幻灯片向学生讲解的方法进行，虽能取得较好的教学效果，但因每一个学生的学习能力不同，该教学方法缺乏灵活性而无法兼顾每一个学生；同时传统的教学无法让学生进行实训操作，因此无法提高学生的动手能力和强化所学知识。

因此，亟需设计一种能够解决上述问题的房屋建筑构造认知和实训教学系统用作教学或辅助教学。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明的另一个目的是提供一种能够向学生展示房屋建筑拆分、剖切模型和构件信息，并通过实训强化习得知识的房屋建筑构造认知和实训教学系统，以提高教学的灵活性和效果。

为了实现本发明的这些目的和其它优点，本发明提供一种房屋建筑构造认知和实训教学系统，其中，包括：

仿真教学模块，用于展示与不同教学内容对应的子模块，当子模块被选择后展示相应的教学内容，所述不同教学内容当中至少包括建筑分解组合模型、建筑模型剖切、构件组装和建筑构件旁注的数据；

仿真实训模块，用于选择不同的实训模式，并完成对应的实训模式的实训考核。

首先，用户可自由选择仿真教学模块中的任意子模块观看对应的教学内容，这些内容涉及建筑分解组合模型、建筑模型剖切和建筑构件旁注等多个方面，方便每个学生根据自身的学习能力调整和安排学习内容，提高了教学的灵活性；同时在看完教学内容后，学生可以通过仿真实训模块进行不同实训模式的实训考核，强化了所习得知识，提高了教学的效果。

优选的是，所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统中，还包括课后互动模块，用于实现用户之间的交流互动，课后互动模块中设置由交流群的连接，点击后自动进入交流群的聊天界面，方面师生进行课后交流互动，如发布作业和公告等。

优选的是，所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统中，还包括知识要点模块，用于展示与所述教学内容相关的知识要点。知识要点模块中涵盖了各章的知识点文字，方便学生掌握各章的理论知识点，点击知识要点模块会出现理论知识点，再点击则理论知识点消失。

优选的是，所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统中，所述子模块包括：

分解组合模块，用于展示展开或组合状态下的建筑模型；点击分解组合模块后，出现各个构件炸开状态下的建筑模型，方便学生清楚看到建筑的内部构造，再点击一次则出现各个构件闭合形成的建筑模型。

剖切模块，用于展示建筑模型任意位置的剖面；用户可以自由选择观看建筑模型任意位置的剖面。

构件组装模块，用于展示构件正确组装顺序和位置；预先编辑好构件的编号和组装位置，根据指导和提示，首先将编号1的构件放置指定位置，然后在完成剩下构件的组装，学生完成该部分后可以轻松掌握建筑的施工工艺流程，且加强前面所习得的知识。

旁注模块，用于展示建筑模型中各构件的详细信息，所述详细信息至少包括构件名称、工艺材料和数值要求以方便学生学习构件的详细信息。

优选的是，所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统中，所述仿真实训模块包括：

回答问题实训模块，其用于与用户进行问答互动以完成考核；选择回答问题实训模式后，根据用户选择的构件，会出现对应的问题，每个问题均具有若干答案，用户选择答案进行作答，如果选择正确，则出现下一道题，如此循环，直到完成所有问题；如果选择不正确，则需要重新选择。对完成的问题进行标记，以便于进行计分考核。

顺序组装实训模块，其用于考核用户是否将构件按正确顺序和位置组装形成建筑模型，构件的正确顺序和位置都已经被预先设定，用户根据之前所学，自行将构件按照正确的顺序和位置组装形成建筑模型，则算通过考核并标记为通过，以便计分，如果顺序或位置错误，则出现错误提示。

优选的是，所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统中，所述回答问题实训模块的实现方法为：

建立答题数据库，答题数据库中的问题与建筑模型以及构件均建立对应关系；当选择对应的建筑模型和构件时，出现对应的问题。

自动闪烁标识建筑模型中的任一构件，用户点击该构件后出现与构件关联的问题；如果选对答案选项，则闪烁下一构件，进行下一问题作答，以此循环，直至完成所有问题；如果用户三次未选对正确的答案选项，则提示请复习后再作答。

优选的是，所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统中，所述顺序组装实训模块的实现方法为：

预先定义建筑模型中构件正确的摆放顺序和摆放位置；

向用户提示第一块构件的摆放位置，后续的构件均没有摆放顺序和摆放位置的提示。

如果用户将所有的构件安装正确摆放顺序和摆放位置组装形成建筑模型，则通过实训；如果摆放顺序或摆放位置出现三次错位，则提示请复习后再作答。

优选的是，所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统中，还包括考核计分模块，用于采集仿真教学模块中各子模块的学习进度和仿真实训模块中的实训进度。当用户完成各子模块中的教学内容学习时，该子模块会被标记，完成仿真实训模块中相应的项目时，该项目也会被标记，考核模块采集这些标记，进行计分，以便用户动态了解学习进度和实训考核进度。

一种房屋建筑构造认知和实训教学系统的教学方法，其中，包括：在任一电子设备上运行上述的房屋建筑构造认知和实训教学系统；所述电子设备包括电脑或手机；

用户使用所述房屋建筑构造认知和实训教学系统进行房屋建筑构造的认知学习；具体来说，用户点击仿真教学模块中的分解组合模块观看学习房屋建筑的内部构造；点击仿真教学模块中的剖切模块选择观看学习建筑模型任意位置的剖面；点击仿真教学模块中的构件组装模块观看构件组装形成建筑模型的正确顺序和正确组合位置；点击仿真教学模块中的旁注模块观看学习每一个构件的构件名称、工艺材料和数值要求等具体详细的信息；

学习完成后，使用所述房屋建筑构造认知和实训教学系统进行实训，具体来说，用户点击回答问题实训模式，点击对应的章节然后选择相应的建筑模型和对应的构件，此时出现相应的问题和若干的答案，用户需要选出正确的答案；重复直至完成所有的问题以通过实训，实训通过后该章节标记为通过，以便计分和考核。如果某题答错3次，屏幕会出现提示：你已答错3次，请复习后重新作答。这时，学生可以选择先复习仿真教学模块再作答，或者直接再作答。

一种电子设备，其中，包括：至少一个处理器，与所述至少一个处理器通信连接的存储器、显示器和输入器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的上述的房屋建筑构造认知和实训教学系统，所述显示器输出所述至少一个处理器的执行结果，所述输入器输入用户的操作指令。

本发明至少包括以下有益效果：

首先，用户可自由选择仿真教学模块中的任意子模块观看对应的教学内容，这些内容涉及建筑分解组合模型、建筑模型剖切和建筑构件旁注等多个方面，方便每个学生根据自身的学习能力调整和安排学习内容，提高了教学的灵活性。其次，在看完教学内容后，学生可以通过仿真实训模块进行不同实训模式的实训考核，强化了所习得知识，提高了教学的效果。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统的结构框架图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

实施例1

如图1所示，一种房屋建筑构造认知和实训教学系统，其中，包括：

仿真教学模块，用于展示与不同教学内容对应的子模块，当子模块被选择后展示相应的教学内容，所述不同教学内容当中至少包括建筑分解组合模型、建筑模型剖切、构件组装和建筑构件旁注的数据；

仿真实训模块，用于选择不同的实训模式，并完成对应的实训模式的实训考核。

用户可自由选择仿真教学模块中的任意子模块观看对应的教学内容，这些内容涉及建筑分解组合模型、建筑模型剖切和建筑构件旁注等多个方面，方便每个学生根据自身的学习能力调整和安排学习内容，提高了教学的灵活性；同时在看完教学内容后，学生可以通过仿真实训模块进行不同实训模式的实训考核，强化了所习得知识，提高了教学的效果。

进一步，还包括课后互动模块，用于实现用户之间的交流互动，课后互动模块中设置由交流群的连接，点击后自动进入交流群的聊天界面，方面师生进行课后交流互动，如发布作业和公告等。

进一步，还包括知识要点模块，用于展示与所述教学内容相关的知识要点。知识要点模块中涵盖了各章的知识点文字，方便学生掌握各章的理论知识点，点击知识要点模块会出现理论知识点，再点击则理论知识点消失。

进一步，所述子模块包括：

分解组合模块，用于展示展开或组合状态下的建筑模型；点击分解组合模块后，出现各个构件炸开状态下的建筑模型，方便学生清楚看到建筑的内部构造，再点击一次则出现各个构件闭合形成的建筑模型。

剖切模块，用于展示建筑模型任意位置的剖面；用户可以自由选择观看建筑模型任意位置的剖面。

构件组装模块，用于展示构件正确组装顺序和位置；预先编辑好构件的编号和组装位置，根据指导和提示，首先将编号1的构件放置指定位置，然后在完成剩下构件的组装，学生完成该部分后可以轻松掌握建筑的施工工艺流程，且加强前面所习得的知识。

旁注模块，用于展示建筑模型中各构件的详细信息，所述详细信息至少包括构件名称、工艺材料和数值要求以方便学生学习构件的详细信息。

优选的是，所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统中，所述仿真实训模块包括：

回答问题实训模块，其用于与用户进行问答互动以完成考核；选择回答问题实训模式后，根据用户选择的构件，会出现对应的问题，每个问题均具有若干答案，用户选择答案进行作答，如果选择正确，则出现下一道题，如此循环，直到完成所有问题；如果选择不正确，则需要重新选择。对完成的问题进行标记，以便于进行计分考核。

顺序组装实训模块，其用于考核用户是否将构件按正确顺序和位置组装形成建筑模型，构件的正确顺序和位置都已经被预先设定，用户根据之前所学，自行将构件按照正确的顺序和位置组装形成建筑模型，则算通过考核并标记为通过，以便计分，如果顺序或位置错误，则出现错误提示。

进一步，所述回答问题实训模块的实现方法为：

建立答题数据库，答题数据库中的问题与建筑模型以及构件均建立对应关系；当选择对应的建筑模型和构件时，出现对应的问题。

自动闪烁建筑模型中的任一构件，用户点击该构件后出现与构件关联的问题；如果选对答案选项，则闪烁下一构件，进行下一问题作答，以此循环，直至完成所有问题；如果用户三次未选对正确的答案选项，则提示请复习后再作答。

进一步，所述顺序组装实训模块的实现方法为：

预先定义建筑模型中构件正确的摆放顺序和摆放位置；

向用户提示第一块构件的摆放位置，后续的构件均没有摆放顺序和摆放位置的提示。

如果用户将所有的构件安装正确摆放顺序和摆放位置组装形成建筑模型，则通过实训；如果摆放顺序或摆放位置出现三次错位，则提示请复习后再作答。

进一步，还包括考核计分模块，用于采集仿真教学模块中各子模块的学习进度和仿真实训模块中的实训进度。当用户完成各子模块中的教学内容学习时，该子模块会被标记，完成仿真实训模块中相应的项目时，该项目也会被标记，考核模块采集这些标记，进行计分，以便用户动态了解学习进度和实训考核进度。

实施例2

一种房屋建筑构造认知和实训教学系统的教学方法，其中，包括：在任一电子设备上运行上述的房屋建筑构造认知和实训教学系统；所述电子设备为电脑；

打开所述房屋建筑构造认知和实训教学系统后。

用户通过知识要点模块，观看其中涵盖的知识要点。

用户通过仿真教学模块进行房屋建筑构造的认知学习；具体来说，用户点击仿真教学模块中的分解组合模块观看学习房屋建筑的内部构造；点击仿真教学模块中的剖切模块选择观看学习建筑模型任意位置的剖面；点击仿真教学模块中的构件组装模块观看构件组装形成建筑模型的正确顺序和正确组合位置；点击仿真教学模块中的旁注模块观看学习每一个构件的构件名称、工艺材料和数值要求等具体详细的信息。

学习完成后，用户通过仿真实训模块进行实训，具体来说，用户点击回答问题实训模式，点击对应的章节然后选择相应的建筑模型和对应的构件，此时出现相应的问题和若干的答案，用户需要选出正确的答案；重复直至完成所有的问题以通过实训，实训通过后该章节标记为通过，以便计分和考核。如果某题答错3次，屏幕会出现提示：你已答错3次，请复习后重新作答。这时，学生可以选择先复习仿真教学模块再作答，或者直接再作答。

实训完成以后，用户可以通过考核计分模块了解实训考核进度。

用户还可以通过课后互动模块进行交流互动。

实施例3

一种电子设备，其中，包括：至少一个处理器，与所述至少一个处理器通信连接的存储器、显示器和输入器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的实施例1中的房屋建筑构造认知和实训教学系统和系统所用到的各种数据包，所述显示器输出所述至少一个处理器的执行结果，所述输入器输入用户的操作指令。

实施例4

本实施例中的房屋建筑构造认知和实训教学系统涵盖多个章节，选定章节后即可进入对应的章节，每个章节下均设置有本节知识要点模块、仿真教学模块、仿真实训模块、考核计分模块和课后互动模块。

一、点击知识要点模块中，屏幕会出现本节涵盖的知识点文字，用户可以可先通过此模块掌握本节所需理论知识点，再点击一次，文字消失。

二、点击仿真教学模块，出现以下子模块：

1)分解组合模块：点击后可以使得建筑模型各组成构件炸开或闭合，让学生更清楚看到被遮挡在内部的建筑构造。点击一次炸开，再点击一次则闭合。

2)剖切模块：点击后在屏幕右上方会出现X、Y、Z三个轴向，通过这三个轴的滑动按钮可以分别控制X、Y、Z三个轴向的剖切位置。通过此操作，学生可以看到X、Y、Z三个轴向任意位置的剖面，对理解和画建筑构造的剖面、平面图非常有帮助。以楼梯间为例，通过水平剖切不同位置，学生很容易理解为什么在首层平面、中间层平面及顶层平面中，楼梯间的画法不一样。剖切模块所需要的模型数据均已经通过3DMAX等软件制作好，然后再将数据导入到本发明的房屋建筑构造认知和实训教学系统供需要时使用。

3)构件组装模块：本建筑构造的各组成构件编号已事先设置好。首先左键点击选中编号为1的构件，并一直按住鼠标左键、拖动该构件到屏幕闪烁提示的指定位置、对正并放好、然后松开鼠标左键。再按照构件编号从小到大顺序依次选中并拖动不同构件到相应位置，重复前面操作，直到完成全部构件的组装。学生根据按顺序组装这种教学方式，可以轻松掌握该建筑构造的施工工艺流程。

4)旁注模块：有旁注教学功能的知识点，系统会自动闪烁该建筑的构件进行提示，只需点击该闪烁构件，则可以看到构件的旁注信息：如构件名称、工艺材料、数值要求等。

三、点击仿真实训模块，出现两种实训模式：

1)回答问题实训模式：属于回答问题形式的VR实训，系统会自动闪烁该建筑的构件进行提示，只需点击该闪烁构件，则可以看到相应问题，每个问题均若干答案，点击问题旁的下拉条可以进行选择。选择正确后，系统会自动闪烁下一个设有问题的建筑构件模型，点击该闪烁构件，则看到下一题。重复以上操作，直至完成所有问题。每正确完成一个知识点的VR实训，屏幕会出现提示：本节实训顺利通过，请进入下一节。如果某题答错3次，屏幕会出现提示：你已答错3次，请复习后重新作答。这时，学生可以选择先复习该知识点的VR教学再作答，或者直接再作答。

2)顺序组装实训模块：属于按顺序组装的VR实训，系统会提示第一个构件的摆放位置，后续的其余构件均没有编号顺序和位置提醒，学生需要根据前面所学自行判断，按照正确的顺序及位置摆放好所有构件。和前面一样，如果某题答错3次，屏幕会出现提示：你已答错3次，请复习后重新作答。

四、考核计分模块

每完成一个章节的知识点的仿真实训，在考核计分模块的目录页面可以看到该知识点按钮变为橙色，屏幕上还会出现文字提示：已完成实训XX节/共30节，当前得分XX分/共30分。可以动态了解实训考核进度。如果完成所有实训，系统会提示过关提示。

五、课后互动模块

点击课后互动模块后进入课后互动页面，该页面设置有本课程的交流群按钮，点击后会自动进入该群的QQ聊天页面。在这里，师生可以进行课后交流互动，老师也可以发布作业、公告等。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种房屋建筑构造认知和实训教学系统，其中，包括：

仿真教学模块，用于展示与不同教学内容对应的子模块，当子模块被选择后展示相应的教学内容，所述不同教学内容当中至少包括建筑分解组合模型、建筑模型剖切、构件组装和建筑构件旁注的数据；

仿真实训模块，用于选择不同的实训模式，并完成对应的实训模式的考核。

2.如权利要求1所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统，其中，还包括课后互动模块，用于实现用户之间的交流互动。

3.如权利要求2所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统，其中，还包括知识要点模块，用于展示与所述教学内容相关的知识要点。

4.如权利要求3所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统，其中，所述子模块包括：

分解组合模块，用于展示展开或组合状态下的建筑模型；

剖切模块，用于展示建筑模型任意位置的剖面；

构件组装模块，用于展示构件正确组装顺序和位置；

旁注模块，用于展示建筑模型中各构件的详细信息，所述详细信息至少包括构件名称、工艺材料和数值要求。

5.如权利要求4所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统，其中，所述仿真实训模块包括：

回答问题实训模块，其用于与用户进行问题问答互动以完成考核；

顺序组装实训模块，其用于考核用户是否能够将构件按正确顺序和位置组装形成建筑模型。

6.如权利要求5所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统，其中，所述回答问题实训模块的实现方法为：

建立答题数据库，答题数据库中的问题与建筑模型以及构件均建立对应关系；

自动标识建筑模型中的任一构件，用户点击该构件后出现与构件关联的问题；如果选对答案选项，则闪烁下一构件，进行下一问题作答，以此循环，直至完成所有问题；如果用户三次未选对正确的答案选项，则提示请复习后再作答。

7.如权利要求6所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统，其中，所述顺序组装实训模块的实现方法为：

预先定义建筑模型中构件正确的摆放顺序和摆放位置；

向用户提示第一块构件的摆放位置，后续的构件均没有摆放顺序和摆放位置的提示；

如果用户将所有的构件安装正确摆放顺序和摆放位置组装形成建筑模型，则通过实训；如果摆放顺序或摆放位置出现三次错位，则提示请复习后再作答。

8.如权利要求7所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统，其中，还包括考核计分模块，用于采集仿真教学模块中各子模块的学习进度和仿真实训模块中的实训进度。

9.一种房屋建筑构造认知和实训教学系统的教学方法，其中，包括：在任一电子设备上运行权利要求1～8任一所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统以完成教学。

10.一种电子设备，其中，包括：至少一个处理器，与所述至少一个处理器通信连接的存储器、显示器和输入器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的权利要求1～8任一所述的房屋建筑构造认知和实训教学系统以及用到的数据，所述显示器输出所述至少一个处理器的执行结果，所述输入器输入用户的操作指令。

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