CN116027897A - 基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法，包括设备控制终端，设备控制终端包括数据终端分析模块、操作面板、辅助模块、接受模块和播放终端，数据终端分析模块包括数据接收和数据分析模块，用于接收并处理学员教学历史信息。该基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法，通过VR设备播放教学内容，辅助模块智能识别学员发出指令并执行，提高线下虚拟现实教学的交互性，通过数据终端分析模块接收学员教学历史信息，将教学内容归类为第一、第二和第三关键存疑点，依照关键存疑点教学内容的重要性穿插播放在教学过程中，根据学员设定教学内容播放，提高学员线下的现代化教学效果，并深化巩固学员学习内容。

Description

基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法

技术领域

本发明涉及智能教学技术领域，具体为基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法。

背景技术

教育现代化是用现代先进教育思想和科学技术武装人们，使教育思想观念，教育内容、方法与手段以及校舍与设备。

随着新一代信息技术的发展，学员的教育主要分为线下和线上两种方式，目前线下教学都是通过授课教师讲解并利用多媒体设备进行教学，通过师生互动达成教学目的，但是线下教学需要将学员集中到同一地点进行教学，增加了教学的局限性，而线上教学多是利用互联网等渠道获取教学资源，利用计算机进行课件PPT和其他多媒体内容的播放，但线上教学内容需要学员自己筛选，基于学员对于自身认知的局限性，所筛选的教学内容不具有客观性，降低了教学的效果，因此现有技术手段下的教学呈现形式都存在一定局限性，内容和形式都无法满足现代化教学的要求。

发明内容

为解决上述线上和线下教学都存在一定局限性和线下教学内容和形式无法满足现代化教学要求的问题，实现以上基于虚拟和现实结合的方式进行教育教学和基于客观判断获取学员存疑内容并根据学员喜好选择教学内容的目的，本发明通过以下技术方案予以实现：基于现实与虚拟结合的现代化教学系统，包括设备控制终端，所述设备控制终端包括：

数据终端分析模块：包括数据接收和数据分析模块，用于接收并处理学员教学历史信息，进而分析汇总得到学员在教学过程中的所需克服疑难点；

操作面板：包括触屏显示面板、学员信息登录界面以及教学内容设定面板，用于学员信息登入和课程播放信息的设定；

辅助模块：包括语音语音识别模块、触屏识别模块、课后评价模块、电源供给模块、智能选择模块和通信传输模块，用于确保教学系统正常运行；

接受模块：用于接收并传输数据终端分析模块处理后得到的学员疑难点信息数据；

播放终端：包括VR佩戴设备，用于将现实课堂教学内容虚拟化的展示。

进一步的，所述学员信息包括学员基本信息、家庭成员受教育程度信息以及教学历史信息，所述学员基本信息包括学员学号和姓名，所述教学历史信息包括教学评价信息、教学进度信息、课堂标记信息以及教学视频重复播放次数信息，通过教学历史信息反馈分析汇总得到学员学习过程中存疑点内容。

进一步的，所述语音识别模块用于识别学员发出的语音指令，所述触屏识别模块用于是被学员手指滑动指令，所述课后评价模块用于教学视频播放后的学员评价，所述电源供给模块用于教学系统的电力供给，所述通信传输模块用于设备控制终端与各连接模块的指令传输，为设备控制终端的正常运行提供条件。

进一步的，所述智能选择模块包括资源存储模块、联网搜索模块以及标记模块，所述资源存储模块用于存储教学视频内容和设备控制终端运行过程中的数据信息，所述标记模块用于标记教学视频播放过程的存疑内容。

进一步的，所述VR佩戴设备包括声音播放模块、影像播放模块和图片切换模块，所述声音播放模块用于播放教学视频的声音，所述影像播放模块用于投影播放教学视频影像内容，所述图片切换模块用于切换教学内容图片，为VR佩戴设备的播放提供条件。

进一步的，所述教学内容设定面板包括教学科目选择、教学时长选择以及教课教师选择模块，所述教学科目选择模块包括文理分项界面，用于文理科教学内容筛选，所述教学时长选择模块包括定时休息界面，用于定时中断视频播放并提醒学员休息，所述教课教师选择模块包括偏好教师推荐模块，用于推荐学员已选择科目的偏好教师，依据学员喜好选择学员感兴趣的教学内容，提高教学效果。

基于现实与虚拟结合的现代化教学系统的方法，所述方法包括以下步骤：

S1：启动设备，待操作面板显示学员登录界面时输入学员基本信息，设备控制终端接收后生成学员信息卡片；

S2：设备控制终端读取学员信息卡片，调取学员教学历史信息和家庭成员受教育信息导入数据终端分析模块；

S3：数据终端模块接收并处理学员教学历史信息和家庭成员受教育信息，结合教学视频播放次数筛选出第一关键存疑点、第二关键存疑点和第三关键存疑点；

S4：数据终端分析模块将处理得到的关键存疑点信息导入接收模块；

S5：教学内容设定面板接收教学科目存疑点内容，结合智能选择模块搜索并储存相关科目存疑点视频内容；

S6：在教学内容设定面板选择学习科目、学习时长以及教课教师；

S7：正确佩戴VR设备后打开，设备声音、影像和图片切换模块共同配合进行学员教学，教学时穿插播放相关科目关键存疑内容；

S8：教学过程中，学员通过标记模块、语音识别模块和触屏识别等辅助模块控制教学内容的播放和内容存疑点标记；

S9：结束教学后，设备控制终端弹出课后评价模块，对教学内容进行及时评价，资源存储模块保存教学内容以及学员在教学过程中的操作记录。

进一步的，步骤S2中数据终端根据教学视频重复播放次数确定教学内容关键存疑点，将教学视频播放次数小于2次，归类为第三关键存疑点，将教学视频播放次数不小于2次且小于6次，归类为第二关键存疑点，将教学视频播放次数不小于6次，归类为第一关键存疑点，其中第一关键存疑点重要性＞第二关键存疑点重要性＞第三关键存疑点重要性，根据关键存疑点的重要性依次穿插播放教学内容。

进一步的，步骤S6中教学内容设定面板选择教学内容时，依次进行教学科目选择、教学时长选择以及教课教师选择，教学时长选择时每隔四十五分钟教学时长设定学员休息时间段，教学教课教师选择时优先推荐上一次学员好评的教课教师。

进一步的，步骤S7中VR佩戴设备教学时通过图片切换以及影像播放模块投影显示教学内容，通过声音播放模块制造3D环绕立体声，步骤S8中学员通过辅助模块控制教学内容的播放，暂停、标记和调节等功能。

本发明提供了基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法。具备以下

有益效果：

1、该基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法，通过VR设备内声音、影像和图片切换模块播放教学影像和图片内容，基于语音识别、触屏识别以及智能选择等辅助模块的配合使用智能识别学员发出的声音或者动作指令并执行，在联网搜索模块运行下搜索学员感兴趣的教师及教学资源，提高学员学习时的积极性，进而实现人机交互的效果，达到基于虚拟和现实结合的方式进行教育教学的效果，提高线下虚拟现实教学的交互性，增强教学效果。

2、该基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法，通过数据终端分析模块接收学员教学历史信息，根据教学科目内容视频重复播放次数将教学内容归类为第一、第二和第三关键存疑点，并将关键存疑点教学内容导入接受模块中，配合联网搜索模块搜索相关资源，并依照关键存疑点教学内容的重要性穿插播放在教学过程中，同时根据教学内容设定面板设定内容自由选择教学科目、教学时长以及教课教师，提高学员学习的积极性，达到基于客观判断获取学员存疑内容并根据学员喜好选择教学内容的效果，提高学员线下的现代化教学效果，深化巩固学员学习内容。

附图说明

图1为本发明教学系统示意图；

图2为本发明辅助模块示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

该基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法的实施例如下：

请参阅图1-图2，基于现实与虚拟结合的现代化教学系统，包括设备控制终端，设备控制终端包括：

数据终端分析模块：包括数据接收和数据分析模块，用于接收并处理学员教学历史信息，进而分析汇总得到学员在教学过程中的所需克服疑难点；

操作面板：包括触屏显示面板、学员信息登录界面以及教学内容设定面板，用于学员信息登入和课程播放信息的设定，其中学员信息包括学员基本信息、家庭成员受教育程度信息以及教学历史信息，学员基本信息包括学员学号和姓名，教学历史信息包括教学评价信息、教学进度信息、课堂标记信息以及教学视频重复播放次数信息，通过教学历史信息反馈分析汇总得到学员学习过程中存疑点内容，而教学内容设定面板包括教学科目选择、教学时长选择以及教课教师选择模块，教学科目选择模块包括文理分项界面，用于文理科教学内容筛选，教学时长选择模块包括定时休息界面，用于定时中断视频播放并提醒学员休息，教课教师选择模块包括偏好教师推荐模块，用于推荐学员已选择科目的偏好教师，依据学员喜好选择学员感兴趣的教学内容，提高教学效果；

辅助模块：包括语音语音识别模块、触屏识别模块、课后评价模块、电源供给模块、智能选择模块和通信传输模块，用于确保教学系统正常运行，其中语音识别模块用于识别学员发出的语音指令，触屏识别模块用于是被学员手指滑动指令，课后评价模块用于教学视频播放后的学员评价，电源供给模块用于教学系统的电力供给，通信传输模块用于设备控制终端与各连接模块的指令传输，为设备控制终端的正常运行提供条件，智能选择模块包括资源存储模块、联网搜索模块以及标记模块，资源存储模块用于存储教学视频内容和设备控制终端运行过程中的数据信息，标记模块用于标记教学视频播放过程的存疑内容；

接受模块：用于接收并传输数据终端分析模块处理后得到的学员疑难点信息数据；

播放终端：包括VR佩戴设备，用于将现实课堂教学内容虚拟化的展示，VR佩戴设备包括声音播放模块、影像播放模块和图片切换模块，声音播放模块用于播放教学视频的声音，影像播放模块用于投影播放教学视频影像内容，图片切换模块用于切换教学内容图片，为VR佩戴设备的播放提供条件。

基于现实与虚拟结合的现代化教学系统的方法，方法包括以下步骤：

S1：启动设备，待操作面板显示学员登录界面时输入学员基本信息，设备控制终端接收后生成学员信息卡片；

S2：设备控制终端读取学员信息卡片，调取学员教学历史信息和家庭成员受教育信息导入数据终端分析模块；

S3：数据终端模块接收并处理学员教学历史信息和家庭成员受教育信息，数据终端根据教学视频重复播放次数确定教学内容关键存疑点，将教学视频播放次数小于2次，归类为第三关键存疑点，将教学视频播放次数不小于2次且小于6次，归类为第二关键存疑点，将教学视频播放次数不小于6次，归类为第一关键存疑点，其中第一关键存疑点重要性＞第二关键存疑点重要性＞第三关键存疑点重要性，根据关键存疑点的重要性依次穿插播放教学内容；

S4：数据终端分析模块将处理得到的关键存疑点信息导入接收模块，

S5：教学内容设定面板接收教学科目存疑点内容，结合智能选择模块搜索并储存相关科目存疑点视频内容；

S6：在教学内容设定面板选择学习科目、学习时长以及教课教师，教学内容设定面板选择教学内容时，依次进行教学科目选择、教学时长选择以及教课教师选择，教学时长选择时每隔四十五分钟教学时长设定学员休息时间段，教学教课教师选择时优先推荐上一次学员好评的教课教师；

S7：正确佩戴VR设备后打开，设备声音、影像和图片切换模块共同配合进行学员教学，教学时穿插播放相关科目关键存疑内容，VR佩戴设备教学时通过图片切换以及影像播放模块投影显示教学内容，通过声音播放模块制造3D环绕立体声；

S8：教学过程中，学员通过标记模块、语音识别模块和触屏识别等辅助模块控制教学内容的播放和内容存疑点标记，学员通过辅助模块控制教学内容的播放，暂停、标记和调节等功能；

S9：结束教学后，设备控制终端弹出课后评价模块，对教学内容进行及时评价，资源存储模块保存教学内容以及学员在教学过程中的操作记录。

在学习前，启动设备控制终端，待操作面板显示学员登录界面时输入学员姓名和学号信息，在通信传输模块的传输作用下，设备控制终端接收学员输入的基本信息后生成学员信息卡片，此后设备控制终端读取学员信息卡片，调取学员在此前登录状态下的教学历史信息和家庭成员受教育信息，教学历史信息包括教学评价信息、教学进度信息、课堂标记信息以及教学视频重复播放次数信息，设备控制终端将调取信息导入数据终端分析模块，数据终端模块接收并处理学员教学历史信息和家庭成员受教育信息，此时数据终端根据教学视频重复播放次数确定教学内容关键存疑点，将教学视频播放次数小于2次，归类为第三关键存疑点，将教学视频播放次数不小于2次且小于6次，归类为第二关键存疑点，将教学视频播放次数不小于6次，归类为第一关键存疑点，其中第一关键存疑点重要性＞第二关键存疑点重要性＞第三关键存疑点重要性，在联网搜索模块的线上搜索相关存疑点教学内容后，将关键存疑点的教学内容按照的重要程度依次穿插此次教学播放内容，达到基于客观判断获取学员存疑内容并根据学员喜好选择教学内容的效果。

待数据终端分析模块将处理得到的关键存疑点教学内容导入接收模块后，接收模块将结果反馈至教学内容设定面板，在教学内容设定面板选择学习科目、学习时长以及教课教师，教学内容设定面板选择教学内容时，依次进行教学科目选择、教学时长选择以及教课教师选择，其中教学科目选择模块包括文理分项选择，教学时长选择模块包括定时休息界面，每隔四十五分钟教学时长设定学员休息时间段，而教学教课教师选择模块包括偏好教师推荐，将此前登录学习通过课后评价模块得到的偏好教师优先推荐至设定面板。

待课程内容选择完毕以及此前教学内容关键存疑点视频导入后，正确佩戴VR设备并打开，VR佩戴设备包括声音播放、影像播放和图片切换模块，在教学过程中，将接收模块导入的相关科目关键存疑内容依据重要性穿插播放，提高学员线下的现代化教学效果，深化巩固学员学习内容，其中VR佩戴设备教学时通过图片切换以及影像播放模块投影显示教学内容，通过声音播放模块制造3D环绕立体声，使学员的线上教学具有虚拟现实结合的观感，在教学内容播放过程中，学员可以通过标记模块、语音识别模块和触屏识别等辅助模块控制教学内容的播放、内容存疑点标记以及调节等功能，进而控制教学系统各模块的运行，达到基于虚拟和现实结合的方式进行教育教学的效果，提高线下虚拟现实教学的交互性，增强教学效果，在结束教学后，设备控制终端弹出课后评价模块，对教学内容进行及时评价，资源存储模块保存教学内容以及学员在教学过程中的操作记录，为学员的下一次学习提供历史记录。

综上所述，该基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法，通过VR设备内声音、影像和图片切换模块播放教学影像和图片内容，基于语音识别、触屏识别以及智能选择等辅助模块的配合使用智能识别学员发出的声音或者动作指令并执行，在联网搜索模块运行下搜索学员感兴趣的教师及教学资源，提高学员学习时的积极性，进而实现人机交互的效果，达到基于虚拟和现实结合的方式进行教育教学的效果，提高线下虚拟现实教学的交互性，增强教学效果。

并且，该基于现实与虚拟结合的现代化教学系统及方法，通过数据终端分析模块接收学员教学历史信息，根据教学科目内容视频重复播放次数将教学内容归类为第一、第二和第三关键存疑点，并将关键存疑点教学内容导入接受模块中，配合联网搜索模块搜索相关资源，并依照关键存疑点教学内容的重要性穿插播放在教学过程中，同时根据教学内容设定面板设定内容自由选择教学科目、教学时长以及教课教师，提高学员学习的积极性，达到基于客观判断获取学员存疑内容并根据学员喜好选择教学内容的效果，提高学员线下的现代化教学效果，深化巩固学员学习内容。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.基于现实与虚拟结合的现代化教学系统，包括设备控制终端，其特征在于：所述设备控制终端包括：

数据终端分析模块：包括数据接收和数据分析模块，用于接收并处理学员教学历史信息，进而分析汇总得到学员在教学过程中的所需克服疑难点；

操作面板：包括触屏显示面板、学员信息登录界面以及教学内容设定面板，用于学员信息登入和课程播放信息的设定；

辅助模块：包括语音语音识别模块、触屏识别模块、课后评价模块、电源供给模块、智能选择模块和通信传输模块，用于确保教学系统正常运行；

接受模块：用于接收并传输数据终端分析模块处理后得到的学员疑难点信息数据；

播放终端：包括VR佩戴设备，用于将现实课堂教学内容虚拟化的展示。

2.根据权利要求1所述的基于现实与虚拟结合的现代化教学系统，其特征在于：所述学员信息包括学员基本信息、家庭成员受教育程度信息以及教学历史信息，所述学员基本信息包括学员学号和姓名，所述教学历史信息包括教学评价信息、教学进度信息、课堂标记信息以及教学视频重复播放次数信息。

3.根据权利要求1所述的基于现实与虚拟结合的现代化教学系统，其特征在于：所述语音识别模块用于识别学员发出的语音指令，所述触屏识别模块用于是被学员手指滑动指令，所述课后评价模块用于教学视频播放后的学员评价，所述电源供给模块用于教学系统的电力供给，所述通信传输模块用于设备控制终端与各连接模块的指令传输。

4.根据权利要求1所述的基于现实与虚拟结合的现代化教学系统，其特征在于：所述智能选择模块包括资源存储模块、联网搜索模块以及标记模块，所述资源存储模块用于存储教学视频内容和设备控制终端运行过程中的数据信息，所述标记模块用于标记教学视频播放过程的存疑内容。

5.根据权利要求1所述的基于现实与虚拟结合的现代化教学系统，其特征在于：所述VR佩戴设备包括声音播放模块、影像播放模块和图片切换模块，所述声音播放模块用于播放教学视频的声音，所述影像播放模块用于投影播放教学视频影像内容，所述图片切换模块用于切换教学内容图片。

6.根据权利要求1所述的基于现实与虚拟结合的现代化教学系统，其特征在于：所述教学内容设定面板包括教学科目选择、教学时长选择以及教课教师选择模块，所述教学科目选择模块包括文理分项界面，用于文理科教学内容筛选，所述教学时长选择模块包括定时休息界面，用于定时中断视频播放并提醒学员休息，所述教课教师选择模块包括偏好教师推荐模块，用于推荐学员已选择科目的偏好教师。

7.根据权利要求1所述的基于现实与虚拟结合的现代化教学系统，现提出基于现实与虚拟结合的现代化教学系统的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1：启动设备，待操作面板显示学员登录界面时输入学员基本信息，设备控制终端接收后生成学员信息卡片；

S2：设备控制终端读取学员信息卡片，调取学员教学历史信息和家庭成员受教育信息导入数据终端分析模块；

S3：数据终端模块接收并处理学员教学历史信息和家庭成员受教育信息，根据教学视频播放次数筛选出第一关键存疑点、第二关键存疑点和第三关键存疑点；

S4：数据终端分析模块将处理得到的关键存疑点信息导入接收模块；

S5：教学内容设定面板接收教学科目存疑点内容，结合智能选择模块搜索并储存相关科目存疑点视频内容；

S6：在教学内容设定面板选择学习科目、学习时长以及教课教师等教学内容；

S7：正确佩戴VR设备后打开，设备声音、影像和图片切换模块共同配合进行学员教学，教学时穿插播放相关科目关键存疑内容；

S8：教学过程中，学员通过标记模块、语音识别模块和触屏识别等辅助模块控制教学内容的播放和内容存疑点标记；

S9：结束教学后，设备控制终端弹出课后评价模块，对教学内容进行及时评价，资源存储模块保存教学内容以及学员在教学过程中的操作记录。

8.根据权利要求7所述的基于现实与虚拟结合的现代化教学系统的方法，其特征在于：步骤S3中数据终端根据教学视频重复播放次数确定教学内容关键存疑点，将教学视频播放次数小于2次，归类为第三关键存疑点，将教学视频播放次数不小于2次且小于6次，归类为第二关键存疑点，将教学视频播放次数不小于6次，归类为第一关键存疑点，其中第一关键存疑点重要性＞第二关键存疑点重要性＞第三关键存疑点重要性。

9.根据权利要求7所述的基于现实与虚拟结合的现代化教学系统的方法，其特征在于：步骤S6中教学内容设定面板选择教学内容时，依次进行教学科目选择、教学时长选择以及教课教师选择，教学时长选择时每隔四十五分钟教学时长设定学员休息时间段，教学教课教师选择时优先推荐上一次学员好评的教课教师。

10.根据权利要求7所述的基于现实与虚拟结合的现代化教学系统的方法，其特征在于：步骤S7中VR佩戴设备教学时通过图片切换以及影像播放模块投影显示教学内容，通过声音播放模块制造3D环绕立体声，步骤S8中学员通过辅助模块控制教学内容的播放，暂停、标记和调节等功能。

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