CN111260973A - 一种vr虚拟课堂教学系统 - Google Patents

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    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/06—Electrically-operated educational appliances with both visual and audible presentation of the material to be studied
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    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes

Abstract

本发明属于虚拟现实技术领域，公开了一种VR虚拟课堂教学系统，包括：VR显示模块、扬声器、虚拟场景生成模块、虚拟场景发布模块、存储模块、音频采集器、处理器以及头盔本体，音频采集器、VR显示模块和扬声器均设于头盔本体内。学生通过本发明所提供的VR虚拟课堂教学系统，可以直接在VR显示模块显示的虚拟课堂教学场景中进行深入观察练习，感受环境带来的体验，在观察表演对象的基础上进行理解与记忆，提高表演素质与能力。

Description

一种VR虚拟课堂教学系统
技术领域
本发明属于虚拟现实技术领域，具体涉及一种VR虚拟课堂教学系统。
背景技术
现有的课堂教学主要是现场教师授课以及网络视频学习的方式，学生在学习的过程中无法对实际教学的内容进行深刻的了解，只能通过教师的讲解以及图片展示等方式进行理解，增加了学生知识点的掌握与理解难度。
特别在表演教育领域，高等艺术院校培养出了许多优秀的表演人才，活跃在荧幕前、舞台上。但是沿用斯坦尼斯拉夫斯基体系的传统表演训练方法存在诸多亟待解决的问题，如教学方法单一，多为课本讲授和学生表演教师指导相结合的形式；教学手段缺乏创新，很少在课堂中使用新媒体技术。枯燥的教学容易造成学生对表演专业课产生厌倦的情绪，也导致学生的表演出现程式化的现象，缺乏想象力，肢体、神情、台词融合度不佳，舞台表现力不足等。显然，传统的教学方式与手段已经无法满足新时期表演教学的需求。
随着虚拟现实技术日渐成熟和人们对它的逐步认识，使得该技术在国内外都得到了广泛的应用。虚拟现实技术是一种综合集成技术，涉及计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等。它由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的三维信息的人工环境—虚拟环境，可以逼真地模拟现实世界(甚至是不存在的)的事物和环境，人投入到这种环境中，立即有身临其境的感觉，并可亲自操作，自然地与虚拟环境进行交互。该技术在国内外已用于多个领域，如心理治疗训练、高成本或高危场所训练等。
然而，如何将虚拟现实技术应用于组建虚拟课堂，用虚拟课堂进行教学训练，是需要解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明目的在于提供一种应用了虚拟现实技术的VR虚拟课堂教学系统。
本发明所采用的技术方案为：
一种VR虚拟课堂教学系统，包括：
VR显示模块，用于实时显示虚拟课堂教学场景；
扬声器，用于实时输出与虚拟课堂教学场景同步的背景音；每个VR显示模块对应设置一个扬声器；
虚拟场景生成模块，用于生成虚拟课堂教学场景，并将生成的虚拟课堂教学场景发送至存储模块和/或虚拟场景发布模块；
虚拟场景发布模块，用于接收虚拟场景生成模块发送的虚拟课堂教学场景并发送至VR显示模块进行显示；
存储模块，用于接收虚拟场景生成模块发送的虚拟课堂教学场景并存储于教学场景库中；
音频采集器，用于采集教学过程中的音频，并发送至处理器和存储模块；
处理器，用于接收音频采集器采集的音频并发送至扬声器进行输出；
以及头盔本体，音频采集器、VR显示模块和扬声器均设于头盔本体内。
优选地，VR虚拟课堂教学系统还包括输入模块，输入模块用于在教学过程中输入文字信息并将文字信息发送至VR显示模块进行显示。
优选地，VR虚拟课堂教学系统还包括教师指导模块，教师指导模块用于与处理器、虚拟场景生成模块、虚拟场景发布模块和存储模块进行信息交互。
优选地，所述头盔本体内设有电池和无线通讯模块，电池用于对音频采集器、VR显示模块、扬声器和无线通讯模块进行供电，无线通讯模块与处理器无线通信连接。
优选地，所述头盔本体上设有暂停按钮，暂停按钮与处理器电性连接，暂停按钮用于发送电信号给处理器，处理器将暂停的指令发送给VR显示模块和扬声器。
优选地，所述处理器为台式电脑、笔记本电脑或平板电脑。
优选地，VR虚拟课堂教学系统还包括移动终端，移动终端与处理器通信连接。
优选地，VR虚拟课堂教学系统还包括云服务器，云服务器与处理器通信连接。
本发明的有益效果为：
1、VR技术(虚拟现实技术)为表演教育提供了一种新模式。表演专业的学生通过本发明所提供的VR虚拟课堂教学系统，可以直接在虚拟课堂教学场景中进行深入观察练习，感受环境带来的体验，在观察表演对象的基础上进行理解与记忆，提高表演素质与能力。
2、本发明所提供的一种VR虚拟课堂教学系统通过VR显示模块让学生直观地“看见”规定情境究竟是什么样的环境，可以提升学生的课堂参与度，带给学生的不仅是体验上的新奇感，还有课堂参与度的提升和对这门课程的兴趣度。从教学质量方面看，VR技术在专业表演课中的应用确实提高了学生的成绩，能够培养学生观察能力、信念感、想象力等素质，使学生对教学内容中的重点、难点的理解与掌握更加透彻，对表演能力有了一定的提高。VR技术应用于表演课程中，可以使学生获得具体经验，并随之进行反思性观察，再将其抽象概念化，最后投入积极实验，形成体验学习圈的循环。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明VR虚拟课堂教学系统的原理框图。
图2是本发明多个VR显示模块的设置示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示，本实施例的一种VR虚拟课堂教学系统，包括VR显示模块、扬声器、虚拟场景生成模块、虚拟场景发布模块、存储模块、音频采集器、处理器以及头盔本体，音频采集器、VR显示模块和扬声器均设于头盔本体内。处理器分别与VR显示模块、扬声器、虚拟场景发布模块、存储模块、音频采集器电性连接，虚拟场景生成模块扥别与虚拟场景发布模块和存储模块电性连接。
其中，VR显示模块用于实时显示虚拟课堂教学场景；扬声器用于实时输出与虚拟课堂教学场景同步的背景音；每个VR显示模块对应设置一个扬声器；如图2所示，对于多个学生同时在虚拟课堂教学场景练习和学习的时候，可以匹配与学生数量相同的VR显示模块和扬声器。
虚拟场景生成模块用于生成虚拟课堂教学场景，并将生成的虚拟课堂教学场景发送至存储模块，存储模块接收虚拟场景生成模块发送的虚拟课堂教学场景并存储于教学场景库中以便下一次直接调用到VR显示模块。虚拟场景生成模块生成的虚拟课堂教学场景还发送至虚拟场景发布模块；虚拟场景发布模块接收虚拟场景生成模块发送的虚拟课堂教学场景并发送至VR显示模块进行显示。VR显示模块为现有技术，最好选择清晰度达到4k及以上的VR显示器。处理器为台式电脑、笔记本电脑或平板电脑。
音频采集器用于采集教学过程中的音频，并发送至处理器和存储模块；处理器接收音频采集器采集的音频汇总后发送至扬声器进行实时输出；音频采集器可以为一个，即统一采集各学生的声音和环境音，也可以每个VR显示模块对应设置一个音频采集器。
音频采集器、VR显示模块和扬声器均设于头盔本体内。头盔本体内设有电池和无线通讯模块，即将音频采集器、VR显示模块、扬声器、电池和无线通讯模块集成在头盔本体内，电池用于对音频采集器、VR显示模块、扬声器和无线通讯模块进行供电，无线通讯模块与处理器无线通信连接。这样学生只需要佩戴头盔本体即可保证音频采集器、VR显示模块和扬声器的正常工作，减少必要操作，且无线通信可以减少布线。
电池可采用大容量的充电电池。
头盔本体上设有暂停按钮，暂停按钮与处理器电性连接，暂停按钮用于发送电信号给处理器，处理器将暂停的指令发送给VR显示模块和扬声器。暂停按钮为具有具体物理结构的按钮，此按钮的设置便于学生在教学过程中发生紧急情况下暂停教学过程，此为一人性化的设置。
在以上内容的基础上，VR虚拟课堂教学系统还可以包括教师指导模块和输入模块，教师指导模块用于与处理器、虚拟场景生成模块、虚拟场景发布模块和存储模块进行信息交互。输入模块用于在教学过程中输入文字信息并将文字信息发送至VR显示模块进行显示。教师指导模块至少包括以下几种功能：通过控制虚拟场景生成模块生成特定的虚拟课堂教学场景；通过控制存储模块调用存储在教学场景库中的虚拟课堂教学场景；通过控制输入模块输入文字信息，例如教学过程中的一些提示和/或重要信息通过VR显示模块进行显示，可以在不打断学生练习过程的情况下进行引导和干预。
在以上内容的基础上，VR虚拟课堂教学系统还可以包括移动终端和云服务器，移动终端与处理器通信连接，移动终端可以为手机等移动电子设备，通过移动终端可以远程控制处理器，便于教师对VR虚拟课堂教学系统进行远程控制。云服务器与处理器通信连接，云服务器主要用于备份整个VR虚拟课堂教学系统产生的数据，便于后期调用，同时备份保证了整个系统对抗风险的强度。
该VR虚拟课堂教学系统通过VR显示模块让学生直观地“看见”规定情境究竟是什么样的环境，可以提升学生的课堂参与度，带给学生的不仅是体验上的新奇感，还有课堂参与度的提升和对这门课程的兴趣度。从教学质量方面看，VR技术在专业表演课中的应用确实提高了学生的成绩，能够培养学生观察能力、信念感、想象力等素质，使学生对教学内容中的重点、难点的理解与掌握更加透彻，对表演能力有了一定的提高。VR技术应用于表演课程中，可以使学生获得具体经验，并随之进行反思性观察，再将其抽象概念化，最后投入积极实验，形成体验学习圈的循环。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种VR虚拟课堂教学系统，其特征在于，包括：
VR显示模块，用于实时显示虚拟课堂教学场景；
扬声器，用于实时输出与虚拟课堂教学场景同步的背景音；每个VR显示模块对应设置一个扬声器；
虚拟场景生成模块，用于生成虚拟课堂教学场景，并将生成的虚拟课堂教学场景发送至存储模块和/或虚拟场景发布模块；
虚拟场景发布模块，用于接收虚拟场景生成模块发送的虚拟课堂教学场景并发送至VR显示模块进行显示；
存储模块，用于接收虚拟场景生成模块发送的虚拟课堂教学场景并存储于教学场景库中；
音频采集器，用于采集教学过程中的音频，并发送至处理器和存储模块；
处理器，用于接收音频采集器采集的音频并发送至扬声器进行输出；
以及头盔本体，音频采集器、VR显示模块和扬声器均设于头盔本体内。
2.根据权利要求1所述的VR虚拟课堂教学系统，其特征在于：还包括输入模块，输入模块用于在教学过程中输入文字信息并将文字信息发送至VR显示模块进行显示。
3.根据权利要求1所述的VR虚拟课堂教学系统，其特征在于：还包括教师指导模块，教师指导模块用于与处理器、虚拟场景生成模块、虚拟场景发布模块和存储模块进行信息交互。
4.根据权利要求1所述的VR虚拟课堂教学系统，其特征在于：所述头盔本体内设有电池和无线通讯模块，电池用于对音频采集器、VR显示模块、扬声器和无线通讯模块进行供电，无线通讯模块与处理器无线通信连接。
5.根据权利要求1所述的VR虚拟课堂教学系统，其特征在于：所述头盔本体上设有暂停按钮，暂停按钮与处理器电性连接，暂停按钮用于发送电信号给处理器，处理器将暂停的指令发送给VR显示模块和扬声器。
6.根据权利要求1-5任一所述的VR虚拟课堂教学系统，其特征在于：所述处理器为台式电脑、笔记本电脑或平板电脑。
7.根据权利要求1-5任一所述的VR虚拟课堂教学系统，其特征在于：还包括移动终端，移动终端与处理器通信连接。
8.根据权利要求1-5任一所述的VR虚拟课堂教学系统，其特征在于：还包括云服务器，云服务器与处理器通信连接。
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