CN112396879A - 一种基于虚拟现实的数学教学系统 - Google Patents
一种基于虚拟现实的数学教学系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112396879A CN112396879A CN202011329966.1A CN202011329966A CN112396879A CN 112396879 A CN112396879 A CN 112396879A CN 202011329966 A CN202011329966 A CN 202011329966A CN 112396879 A CN112396879 A CN 112396879A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- personnel
- module
- display area
- virtual reality
- area corresponding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
- G09B5/02—Electrically-operated educational appliances with visual presentation of the material to be studied, e.g. using film strip
-
- 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
- G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
- G09B19/02—Counting; Calculating
- G09B19/025—Counting; Calculating with electrically operated apparatus or devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Electrically Operated Instructional Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于虚拟现实的数学教学系统,包括:算式录入模块、人员配比模块、人员集中模块、人机互动模块以及运算模块。本发明通过3D投影虚拟人员的方式模拟数字,同时结合加减法运算法则对虚拟人员的服装颜色进行变换,使得学生可以充分直观的对加减法运算法则的过程和原理有深刻的了解,同时3D投影的方式可以使得坐在教室后面的学生也可以清楚的看见变换的过程;虚拟人员可以根据用户的需求自行的设定其形状,这样就可以使得虚拟人员的形象更加容易被学生接受,这样就可以使得学生更加热衷于对该过程的了解和学习,同时结合直观的对运算过程进行理解,这样可以使得学生在学习的时候更加有兴趣,从而效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及教学系统领域,特别涉及一种基于虚拟现实的数学教学系统。
背景技术
在数学的教学中,加减法的教学是数学中最基础的教学,对于低龄的儿童来讲,使用直观的方式理解加减运算的法则会起到更佳的教学效果,目前都是教师使用计数棒的方式对学生进行教学,使得学生可以直观的了解到加减运算的法则的原理和过程。但是在教师在讲台上进行讲解,所使用的的计数棒体积短小,使得坐在后面的学生不容易看清,从而使得学生不能清楚直观的了解到加减运算的法则过程及原理。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题,提供一种基于虚拟现实的数学教学系统,通过3D投影虚拟人员的方式模拟数字,同时结合加减法运算法则对虚拟人员的服装颜色进行变换,使得学生可以充分直观的对加减法运算法则的过程和原理有深刻的了解,3D投影的方式可以使得坐在教室后面的学生也可以清楚的看见变换的过程。
为此,本发明提供一种基于虚拟现实的数学教学系统,包括:
算式录入模块,用于接收用户依次录入的被运算数、运算符以及运算数,并将被运算数、运算符、运算数以及等号符分别通过3D投影的方式显示在对应的显示区域,所述运算符为加号符或者减号符。
人员配比模块,用于根据被运算数在其所对应的显示区域显示被运算数个人员,并给每一个被运算数所对应的显示区域的人员填充第一颜色。还用于根据运算数在其所对应的显示区域显示运算数个人员,并给每一个运算数所对应的显示区域的人员填充第二颜色。
人员集中模块,用于将人员配比模块中得到的被运算数所对应的显示区域的人员和运算数所对应的显示区域的人员全部复制到演算显示区通过3D投影的方式进行显示,且被运算数所对应的显示区域的人员和运算数所对应的显示区域的人员分别位于所述演算显示区的左右两侧且中间留有空隙。
人机互动模块,用于接收用户的运算指令。
运算模块,用于在人机互动模块接收了用户的运算指令之后,获取算式录入模块所录入的运算符,当运算符为加号符的时候,将所述演算显示区中的运算数所对应的显示区域的人员填充第一颜色,并消除所述空隙,当运算符为减号符的时候,将所述演算显示区中的运算数所对应的显示区域的人员一一对应的覆盖在所述演算显示区中的被运算数所对应的显示区域的人员上,并将覆盖的人员填充为透明色。
进一步,所述被运算数、运算符、运算数以及等号所对应的显示区域与所述演算显示区分别位于不同的显示位置。
更进一步,所述被运算数、运算符、运算数以及等号所对应的显示区域从左往右依次设置,所述演算显示区设置在所述等号所对应的显示区域的右侧。
更进一步,所述被运算数、运算符、运算数以及等号所对应的显示区域以及所述演算显示区分别使用一个裸眼3D投影仪进行3D投影,每一个所述裸眼3D投影仪从左至右依次设置在讲台的上方。
进一步,还包括:
绘制模块,用于设定所述人员的形状,包括:
操作模块,用于接收用户的绘制决定,所述绘制决定包括自行绘制和选择绘制。
形状绘制模块,用于当绘制决定为自行绘制的时候,调用绘图板并接收绘制好的人员图像。
形状选择模块,用于当绘制决定为选择绘制的时候,调用图像库并接收选择好的人员图像。
所述图像库用于存储图像。
导入模块,用于将形状绘制模块得到的人员图像或者将形状选择模块得到的人员图像作为所述人员的形状。
更进一步,所述导入模块先将所述人员图像的轮廓提取出来,再将该轮廓作为所述所述人员的形状。
进一步,所述人机互动模块还用于接收用户录入的所述第一颜色和所述第二颜色。
更进一步,所述第一颜色和所述第二颜色通过颜色值的方式进行录入。
本发明提供的一种基于虚拟现实的数学教学系统,具有如下有益效果:
1、本发明通过3D投影虚拟人员的方式模拟数字,同时结合加减法运算法则对虚拟人员的服装颜色进行变换,使得学生可以充分直观的对加减法运算法则的过程和原理有深刻的了解,同时3D投影的方式可以使得坐在教室后面的学生也可以清楚的看见变换的过程;
2、本发明将设置数字对比的显示区和数字演算的显示区,通过不同区域的设置,就可以使得学生通过对比的方式对数字运算的过程有更加深刻的认识;
3、本发明所使用的虚拟人员可以根据用户的需求自行的设定其形状,这样就可以使得虚拟人员的形象更加容易被学生接受,这样就可以使得学生更加热衷于对该过程的了解和学习,同时结合直观的对运算过程进行理解,这样可以使得学生在学习的时候更加有兴趣,从而效率更高。
附图说明
图1为本发明的整体系统连接示意框图;
图2为本发明中被运算数、运算符、运算数以及等号所对应的显示区域以及演算显示区所处的位置关系;
图3为本发明中绘制模块的系统连接示意框图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的一个具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
具体的,如图1-3所示,本发明实施例提供了一种基于虚拟现实的数学教学系统,如图1所示,包括:算式录入模块、人员配比模块、人员集中模块、人机互动模块以及运算模块。下面,分别对各个模块的功能和其之间的信息传递关系进行说明。
算式录入模块,用于接收用户依次录入的被运算数、运算符以及运算数,并将被运算数、运算符、运算数以及等号符分别通过3D投影的方式显示在对应的显示区域,所述运算符为加号符或者减号符。如图2所示,被运算数、运算符以及运算数,并将被运算数、运算符、运算数以及等号符分别通过3D投影的方式显示在对应的显示区域根据图2所呈现的形式进行分布,这样就可以构成一个运算式的等式的形式,在显示给学生的时候,就更加的直观。在显示的时候,被运算数和运算数分别显示为数字的形式,所投影出的是数字的3D影像。
人员配比模块,用于根据被运算数在其所对应的显示区域显示被运算数个人员,并给每一个被运算数所对应的显示区域的人员填充第一颜色;还用于根据运算数在其所对应的显示区域显示运算数个人员,并给每一个运算数所对应的显示区域的人员填充第二颜色。该模块是根据上述的被运算数和运算数对所要计算的人员进行配比,为了将被运算数和运算数进行显示的区别,将其显示为不同的颜色,即第一颜色和第二颜色。例如,被运算数为“3”,运算数为“2”,第一颜色为“蓝色”,第二颜色为“红色”,此时,就会配置,被运算数所对应的显示区域的人员数量有3个且每一个人员被填充“蓝色”,这样就显示有3个蓝色的人员,运算数所对应的显示区域的人员数量有2个且每一个人员被填充“红色”,这样就显示有2个红色的人员。
人员集中模块,用于将人员配比模块中得到的被运算数所对应的显示区域的人员和运算数所对应的显示区域的人员全部复制到演算显示区通过3D投影的方式进行显示,且被运算数所对应的显示区域的人员和运算数所对应的显示区域的人员分别位于所述演算显示区的左右两侧且中间留有空隙。该模块是将上述已经配比的人员和其对应的颜色全部显示在演算显示区中,为了使得学生观看的更加的清楚,将被运算数所对应的显示区域的人员和运算数所对应的显示区域的人员分别位于所述演算显示区的左右两侧且中间留有空隙,这样就给学生的直观感受就是,在演算显示区的左右两侧,分别是被运算数所对应的显示区域的人员和运算数所对应的显示区域的人员,清楚的将被运算数所对应的显示区域的人员和运算数所对应的显示区域的人员进行区分。
人机互动模块,用于接收用户的运算指令。本发明的用户指的教师,或者是操作者,而学生指的是观看的人员。
运算模块,用于在人机互动模块接收了用户的运算指令之后,获取算式录入模块所录入的运算符,当运算符为加号符的时候,将所述演算显示区中的运算数所对应的显示区域的人员填充第一颜色,并消除所述空隙,当运算符为减号符的时候,将所述演算显示区中的运算数所对应的显示区域的人员一一对应的覆盖在所述演算显示区中的被运算数所对应的显示区域的人员上,并将覆盖的人员填充为透明色。该模块可以充分展现加法运算或者减法运算的运算过程,当运算符为加号符的时候,将所述演算显示区中的运算数所对应的显示区域的人员填充第一颜色,并消除所述空隙,此时,所有的人员就全部显示在演算显示区的中央,当运算符为减号符的时候,将所述演算显示区中的运算数所对应的显示区域的人员一一对应的覆盖在所述演算显示区中的被运算数所对应的显示区域的人员上,并将覆盖的人员填充为透明色,这样显示出见运算数减去的效果,这样可以使得学生可以清楚的看见加法运算或者减法运算的运算过程,充分的理解其原理。
上述技术方案中,首先,教师通过算式录入模块依次录入的被运算数、运算符以及运算数,此时学生就看见已经显示出了被运算数、运算符、运算数以及等号符分别通过3D投影的方式显示在对应的显示区域,之后,经过人员配比模块,就会在演算显示区显示出人员集中模块所要显示的内容,之后,教师控制开始运算,就会进入运算模块,此时,学生就可以在运算模块所显示的内容中清楚的看见加法运算或者减法运算的运算过程,使得学生可以充分的理解其运算的过程和原理。
在本实施例中,如图2所示,所述被运算数、运算符、运算数以及等号所对应的显示区域与所述演算显示区分别位于不同的显示位置。这样就可以将各个显示的区域进行区分,使得学生在观看的时候,更加容易区分各个部分的显示的区域所表示的数据的含义。
同时,在本实施例中,所述被运算数、运算符、运算数以及等号所对应的显示区域从左往右依次设置,所述演算显示区设置在所述等号所对应的显示区域的右侧。具体的显示方式如图2所示,这样所显示出来的格式也是等式的格式,这样可以使得学生在观看的时候,思维是通过等式的方式进行观看的,这样可以更加易于学生的理解。
同时,在本实施例中,所述被运算数、运算符、运算数以及等号所对应的显示区域以及所述演算显示区分别使用一个裸眼3D投影仪进行3D投影,每一个所述裸眼3D投影仪从左至右依次设置在讲台的上方。设置在讲台的上方,可以使得投影的显示较大,使得无论是坐在教室各个角落的学生,都可以清楚的观看到其变化的过程。
在本实施例中,还包括:绘制模块。如图3所示,绘制模块用于设定所述人员的形状,包括:操作模块、形状绘制模块、形状选择模块、图像库以及导入模块。下面分别进行讲述。
操作模块,用于接收用户的绘制决定,所述绘制决定包括自行绘制和选择绘制。该模块给用户提供选择,可以通过设置选项框的方式接受用户的选择,即自行绘制和选择绘制。
形状绘制模块,用于当绘制决定为自行绘制的时候,调用绘图板并接收绘制好的人员图像。该模块是根据用户的选择的执行模块。
形状选择模块,用于当绘制决定为选择绘制的时候,调用图像库并接收选择好的人员图像。所述图像库用于存储图像。该模块是根据用户的选择的执行模块。
导入模块,用于将形状绘制模块得到的人员图像或者将形状选择模块得到的人员图像作为所述人员的形状。该模块将确定好的人员图像作为所述人员的形状,这样就可以实现自定义的人员的形状。
上述技术方案中,首先通过用户在操作模块中确定自行绘制或者选择绘制,当用户选择自行绘制,则执行形状绘制模块的指令,当用户选择选择绘制,则执行形状选择模块的指令,形状绘制模块和形状选择模块的输出均为人员图像,因此,使用导入模块将获取到的人员图像输出作为人员的形状。
同时,在本实施例中,所述导入模块先将所述人员图像的轮廓提取出来,再将该轮廓作为所述所述人员的形状。轮廓提取的方法使用图像处理中的轮廓提取技术实现。
在本实施例中,所述人机互动模块还用于接收用户录入的所述第一颜色和所述第二颜色。第一颜色和第二颜色的录入可以通过颜色板的方式进行录入,也可以通过颜色值录入的方式进行录入。
同时,在本实施例中,所述第一颜色和所述第二颜色通过颜色值的方式进行录入。对于颜色值的录入,可以再用文本框的形式进行录入,文本框内可提供颜色的预览和颜色值的范围,使得用户可以找到合适的颜色。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例,但是,本发明实施例并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于虚拟现实的数学教学系统,其特征在于,包括:
算式录入模块,用于接收用户依次录入的被运算数、运算符以及运算数,并将被运算数、运算符、运算数以及等号符分别通过3D投影的方式显示在对应的显示区域,所述运算符为加号符或者减号符;
人员配比模块,用于根据被运算数在其所对应的显示区域显示被运算数个人员,并给每一个被运算数所对应的显示区域的人员填充第一颜色;还用于根据运算数在其所对应的显示区域显示运算数个人员,并给每一个运算数所对应的显示区域的人员填充第二颜色;
人员集中模块,用于将人员配比模块中得到的被运算数所对应的显示区域的人员和运算数所对应的显示区域的人员全部复制到演算显示区通过3D投影的方式进行显示,且被运算数所对应的显示区域的人员和运算数所对应的显示区域的人员分别位于所述演算显示区的左右两侧且中间留有空隙;
人机互动模块,用于接收用户的运算指令;
运算模块,用于在人机互动模块接收了用户的运算指令之后,获取算式录入模块所录入的运算符,当运算符为加号符的时候,将所述演算显示区中的运算数所对应的显示区域的人员填充第一颜色,并消除所述空隙,当运算符为减号符的时候,将所述演算显示区中的运算数所对应的显示区域的人员一一对应的覆盖在所述演算显示区中的被运算数所对应的显示区域的人员上,并将覆盖的人员填充为透明色。
2.如权利要求1所述的一种基于虚拟现实的数学教学系统,其特征在于,所述被运算数、运算符、运算数以及等号所对应的显示区域与所述演算显示区分别位于不同的显示位置。
3.如权利要求2所述的一种基于虚拟现实的数学教学系统,其特征在于,所述被运算数、运算符、运算数以及等号所对应的显示区域从左往右依次设置,所述演算显示区设置在所述等号所对应的显示区域的右侧。
4.如权利要求3所述的一种基于虚拟现实的数学教学系统,其特征在于,所述被运算数、运算符、运算数以及等号所对应的显示区域以及所述演算显示区分别使用一个裸眼3D投影仪进行3D投影,每一个所述裸眼3D投影仪从左至右依次设置在讲台的上方。
5.如权利要求1所述的一种基于虚拟现实的数学教学系统,其特征在于,还包括:
绘制模块,用于设定所述人员的形状,包括:
操作模块,用于接收用户的绘制决定,所述绘制决定包括自行绘制和选择绘制;
形状绘制模块,用于当绘制决定为自行绘制的时候,调用绘图板并接收绘制好的人员图像;
形状选择模块,用于当绘制决定为选择绘制的时候,调用图像库并接收选择好的人员图像;
所述图像库用于存储图像;
导入模块,用于将形状绘制模块得到的人员图像或者将形状选择模块得到的人员图像作为所述人员的形状。
6.如权利要求5所述的一种基于虚拟现实的数学教学系统,其特征在于,所述导入模块先将所述人员图像的轮廓提取出来,再将该轮廓作为所述所述人员的形状。
7.如权利要求1所述的一种基于虚拟现实的数学教学系统,其特征在于,所述人机互动模块还用于接收用户录入的所述第一颜色和所述第二颜色。
8.如权利要求7所述的一种基于虚拟现实的数学教学系统,其特征在于,所述第一颜色和所述第二颜色通过颜色值的方式进行录入。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011329966.1A CN112396879A (zh) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 一种基于虚拟现实的数学教学系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011329966.1A CN112396879A (zh) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 一种基于虚拟现实的数学教学系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112396879A true CN112396879A (zh) | 2021-02-23 |
Family
ID=74607694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011329966.1A Pending CN112396879A (zh) | 2020-11-24 | 2020-11-24 | 一种基于虚拟现实的数学教学系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112396879A (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105070114A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-18 | 华中师范大学 | 一种基于即时贴的可视化课堂交互系统 |
CN106097782A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-11-09 | 广东小天才科技有限公司 | 一种基于电子设备的学习方法及电子设备 |
CN109215408A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-01-15 | 华南理工大学 | 一种基于图像轮廓提取的绘画教学辅助装置 |
CN110070768A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-30 | 南京林业大学 | 电子显示屏及教学系统 |
CN111179387A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-19 | 盐城市豌豆苗文化创意有限公司 | 一种制作动画的方法和装置 |
CN111833677A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-10-27 | 河南理工大学 | 一种艺术设计多媒体教学系统及其方法 |
-
2020
- 2020-11-24 CN CN202011329966.1A patent/CN112396879A/zh active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105070114A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-18 | 华中师范大学 | 一种基于即时贴的可视化课堂交互系统 |
CN106097782A (zh) * | 2016-06-13 | 2016-11-09 | 广东小天才科技有限公司 | 一种基于电子设备的学习方法及电子设备 |
CN109215408A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-01-15 | 华南理工大学 | 一种基于图像轮廓提取的绘画教学辅助装置 |
CN110070768A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-30 | 南京林业大学 | 电子显示屏及教学系统 |
CN111179387A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-19 | 盐城市豌豆苗文化创意有限公司 | 一种制作动画的方法和装置 |
CN111833677A (zh) * | 2020-08-12 | 2020-10-27 | 河南理工大学 | 一种艺术设计多媒体教学系统及其方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
腾讯视频: ""儿童涂鸦涂色软件介绍"", 《HTTPS://V.QQ.COM/X/PAGE/M0516N29FIX.HTML》 * |
腾讯视频: ""宝宝巴士数学小课堂—10以内加减法,轻松快乐学算数,赢在起跑线"", 《HTTPS://V.QQ.COM/X/PAGE/I0796L4G4YY.HTML》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8371858B2 (en) | Method and electronic calculating device for teaching arithmetic | |
Felicia | Handbook of research on improving learning and motivation through educational games: Multidisciplinary approaches: Multidisciplinary approaches | |
US4016411A (en) | Mini electronic calculator with blackboard display format | |
Faiola et al. | Designing a visual factors-based screen display interface: The new role of the graphic technologist | |
US20100285437A1 (en) | Didactic tools for learning mathematics | |
Akhunova | Possibilities of using virtual reality technologies in education | |
CN108986577A (zh) | 一种基于前置式的移动增强现实型实验的设计方法 | |
Chassin et al. | Experiencing virtual geographic environment in urban 3D participatory e-planning: A user perspective | |
Patil et al. | E-learning system using Augmented Reality | |
Kasinathan et al. | First Discovery: Augmented Reality for learning solar systems | |
Kononova et al. | The use of augmented reality technology in the educational process | |
CN112396879A (zh) | 一种基于虚拟现实的数学教学系统 | |
El Kouzi et al. | Augmented Reality Plant & Animal Cells: Design and Evaluation of an Educational Augmented Reality Application | |
Lähtevänoja et al. | Developing design knowledge and a conceptual model for virtual reality learning environments | |
Kraus et al. | Struct-mrt: Immersive learning and teaching of design and verification in structural civil engineering using mixed reality | |
Brown | Professional reflection–mixed reality to augment the next generation of aviation professionals | |
Bartolini Bussi et al. | Aspects that affect whole number learning: Cultural artefacts and mathematical tasks | |
WO2021153900A1 (ko) | 곱하기 응용 연산 도구 및 그 구동 방법 | |
Kulikova et al. | Formation of readiness for future physics teachers by using interactive learning tools | |
Chung et al. | Augmented Reality-based Educational Content Application Development | |
MAKHAT et al. | AUGMENTED REALITY IN THE LIFE OF A MODERN PERSON | |
Mao et al. | Dynamic information visualization on cognitive ability for intelligence preparation of the battlefield | |
Mustapha et al. | Incorporating Spatial-Visual Topology In Mobile Augmented Reality Application To Enhance Visual Realism | |
Cadenanes et al. | Development of sign language communication skill on children through augmented reality and the MuCy model | |
Korniienko | Augmented reality tools in education |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210223 |