TWI714235B - 虛擬實境教學系統 - Google Patents

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李柏齊
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一種虛擬實境教學系統，包括：管理裝置；以及多個虛擬實境裝置，耦接到管理裝置。虛擬實境裝置提供使用者在虛擬實驗室中操作實驗。實驗包括多個步驟。管理裝置顯示各個虛擬實境裝置正在進行的步驟的其中之一。

Description

虛擬實境教學系統
本發明是有關於一種虛擬實境教學系統，且特別是有關於一種提供老師與學生進行即時互動的虛擬實境教學系統。
實驗一直是學習科學中很重要的一環。然而，有些實驗具有一定程度的危險性，若操作不當有可能危害學生的安全及健康。因此，老師遇到危險性高的實驗往往會直接示範給學生看，但學生可能因為空間過於狹窄而看不到老師的操作過程，大大的降低學習效果。
隨著科技的發展，虛擬實境設備逐漸普及。然而，虛擬實境設備目前大多應用於遊戲領域。因此，如何將虛擬實境設備與教育進行結合是本領域技術人員應致力的目標。
本發明提供一種虛擬實境教學系統，能提供老師與學生進行即時互動，而獲得更好的學習效果。
本發明提出一種虛擬實境教學系統，包括：管理裝置；以及多個虛擬實境裝置，耦接到管理裝置。虛擬實境裝置提供使用者在虛擬實驗室中操作實驗。實驗包括多個步驟。管理裝置顯示各個虛擬實境裝置正在進行的步驟的其中之一。
在本發明的一實施例中，上述管理裝置顯示各個虛擬實境裝置正在進行的步驟的其中之一的進行時間。
在本發明的一實施例中，當虛擬實境裝置的第一虛擬實境裝置在實驗的操作過程中執行了錯誤操作時，管理裝置顯示對應第一虛擬實境裝置的警示訊息。
在本發明的一實施例中，上述管理裝置顯示對應虛擬實境裝置的第一虛擬實境裝置在虛擬實驗室中的視角。
在本發明的一實施例中，上述視角包括跟隨視角、上方觀看視角、前方觀看視角及右方觀看視角。
在本發明的一實施例中，上述管理裝置接收對應步驟的其中之一的觀看指令，並顯示步驟的其中之一的步驟說明。
在本發明的一實施例中，上述管理裝置接收回復指令，並顯示虛擬實境裝置的第一虛擬實境裝置正在進行的步驟的其中之一。
在本發明的一實施例中，上述管理裝置傳送訊息到虛擬實境裝置的第一虛擬實境裝置，且第一虛擬實境裝置將訊息顯示在虛擬實驗室的文字顯示區域上。
在本發明的一實施例中，當管理裝置接收對應虛擬實境裝置的第一虛擬實境裝置的提醒訊號時，管理裝置將提醒訊號傳送到第一虛擬實境裝置，且第一虛擬實境裝置對虛擬實驗室中的下一實驗元件產生提示箭頭。
在本發明的一實施例中，各個上述虛擬實境裝置包括虛擬實境頭戴式裝置及至少一手持控制器。
基於上述，本發明的虛擬實境教學系統可提供老師藉由管理裝置顯示每個學生的虛擬實境裝置正在進行的實驗步驟。管理裝置還可顯示學生正在進行的實驗步驟的進行時間。當學生執行錯誤操作時，管理裝置會顯示對應的警示訊息。老師還可在管理裝置觀看學生在虛擬實驗室中的視角。老師可在管理裝置上選擇實驗的各個步驟說明，或是回復學生正在進行的步驟。老師還可透過管理裝置傳送訊息以顯示在學生的虛擬實驗室的文字顯示區域上。當學生不知如何進行實驗步驟時，老師還可透過管理裝置傳送提醒訊號，在學生的虛擬實驗室對應實驗步驟的下一個實驗元件產生提示箭頭來提示學生該拿甚麼東西。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為根據本發明一實施例的虛擬實境教學系統的方塊圖。
請參照圖1，本發明一實施例的虛擬實境教學系統100包括管理裝置110及虛擬實境裝置120(1)~120(n)。管理裝置110例如是個人電腦、筆記型電腦、智慧型手機、平板電腦或其他類似裝置。每個虛擬實境裝置120(1)~120(n)可包括虛擬實境頭戴式裝置及至少一個手持控制器，且手持控制器可透過無線網路與虛擬實境頭戴式裝置進行通訊。虛擬實境裝置120(1)~120(n)可透過無線網路耦接到管理裝置110。在一實施例中，管理裝置110及虛擬實境裝置120(1)~120(n)都可透過有線或無線網路耦接到伺服器(未繪示於圖中)。虛擬實境裝置120(1)~120(n)提供多個學生同時在虛擬實驗室中操作實驗。老師可透過管理裝置110對正在進行實驗的學生進行管理並與學生互動。
圖2為根據本發明一實施例的虛擬實境教學系統的示意圖。以下將同時參考圖1及圖2說明本發明的實施例。
在一實施例中，虛擬實境裝置120(1)~120(n)提供使用者(例如，學生)在虛擬實驗室300中操作實驗。實驗包括多個步驟。管理裝置110顯示各個虛擬實境裝置120(1)~120(n)正在進行的步驟的其中之一。舉例來說，老師可透過管理裝置110的管理介面200進行實驗管理。當一個學生正在利用虛擬實境裝置120(1)進行實驗一(例如，化學電池)的第三個步驟時，名稱欄位210可顯示虛擬實境裝置120(1)的識別碼「A_NO. 6」且步驟欄位220可對應顯示「正在進行：1-3」代表學生正在進行實驗一的第三個步驟。雖然未繪示於圖中，當更多學生正在進行實驗時，對應其他學生的名稱欄位210及步驟欄位220也可顯示在管理介面200上。
在一實施例中，管理裝置110顯示各個虛擬實境裝置120(1)~120(n)正在進行的步驟的其中之一的進行時間。舉例來說，當一個學生利用虛擬實境裝置120(1)進行實驗一的第三個步驟的時間經過5分23秒時，時間欄位230可顯示「05：23」。
在一實施例中，當虛擬實境裝置120(1)(或稱為第一虛擬實境裝置)在實驗的操作過程中執行了錯誤操作時，管理裝置110顯示對應虛擬實境裝置120(1)的警示訊息。舉例來說，當一個學生利用虛擬實境裝置120(1)在實驗的操作過程中執行了錯誤操作時，警示訊息240會顯示在管理介面200中對應虛擬實境裝置120(1)的名稱欄位210的位置。
在一實施例中，管理裝置110顯示對應虛擬實境裝置120(1)在虛擬實驗室300中的視角。上述視角包括跟隨視角、上方觀看視角、前方觀看視角及右方觀看視角。舉例來說，老師可透過視角按鍵250來切換學生在虛擬實驗室300中的視角。視角按鍵250可包括「跟隨視角」、「上方觀看」、「前方觀看」及「右方觀看」等按鍵，分別對應到學生在虛擬實驗室300中的跟隨視角、上方觀看視角、前方觀看視角及右方觀看視角。
在一實施例中，管理裝置110接收對應步驟的其中之一的觀看指令，並顯示步驟的其中之一的步驟說明。舉例來說，老師可操作切換欄位260以切換「化學電池」實驗各個步驟的步驟說明欄位270。當老師切換到第一個步驟時，對應第一個步驟的步驟說明文字會顯示在步驟說明欄位270中。
在一實施例中，管理裝置110接收回復指令，並顯示虛擬實境裝置120(1)正在進行的步驟的其中之一。舉例來說，當老師切換到其他步驟觀看步驟說明文字時，只要點擊回復按鍵280就能回到學生正在進行的步驟。
在一實施例中，管理裝置110傳送訊息到虛擬實境裝置120(1)，且虛擬實境裝置120(1)將訊息顯示在虛擬實驗室300的文字顯示區域上。舉例來說，老師可透過訊息欄位290傳送訊息給學生。傳送的訊息可顯示在虛擬實驗室300的任一個文字顯示區域上，以達到老師與學生的即時互動。
在一實施例中，當管理裝置110接收對應虛擬實境裝置120(1)的提醒訊號時，管理裝置110將提醒訊號傳送到虛擬實境裝置120(1)，且虛擬實境裝置120(1)對虛擬實驗室300中的下一實驗元件產生提示箭頭。舉例來說，當老師發現學生不知道如何進行實驗的下一步驟時，老師可點擊操作提醒按鍵295。接著，虛擬實驗室300中對應學生實驗進度的下一實驗元件上可以產生一個提示箭頭或是直接閃爍或點亮下一實驗元件。如此一來，學生就可以知道下一個實驗元件為何並進行下一步的實驗操作。在另一實施例中，實驗的每個步驟都可以設定一個完成時間，當學生超過完成時間還沒完成實驗步驟時，虛擬實驗室300中對應學生實驗進度的下一實驗元件上可以自動產生一個提示箭頭或是直接閃爍或點亮下一實驗元件，而不需要老師點擊操作提醒按鍵295。
綜上所述，本發明的虛擬實境教學系統可提供老師藉由管理裝置顯示每個學生的虛擬實境裝置正在進行的實驗步驟。管理裝置還可顯示學生正在進行的實驗步驟的進行時間。當學生執行錯誤操作時，管理裝置會顯示對應的警示訊息。老師還可在管理裝置觀看學生在虛擬實驗室中的視角。老師可在管理裝置上選擇實驗的各個步驟說明，或是回復學生正在進行的步驟。老師還可透過管理裝置傳送訊息以顯示在學生的虛擬實驗室的文字顯示區域上。當學生不知如何進行實驗步驟時，老師還可透過管理裝置傳送提醒訊號，在學生的虛擬實驗室對應實驗步驟的下一個實驗元件產生提示箭頭來提示學生該拿甚麼東西。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100：虛擬實境教學系統 110：管理裝置 120(1)~120(n)：虛擬實境裝置 200：管理介面 210：名稱欄位 220：步驟欄位 230：時間欄位 240：警示訊息 250：視角按鍵 260：切換欄位 270：步驟說明欄位 280：回復按鍵 290：訊息欄位 295：提醒按鍵 300：虛擬實驗室
圖1為根據本發明一實施例的虛擬實境教學系統的方塊圖。 圖2為根據本發明一實施例的虛擬實境教學系統的示意圖。
200：管理介面 210：名稱欄位 220：步驟欄位 230：時間欄位 240：警示訊息 250：視角按鍵 260：切換欄位 270：步驟說明欄位 280：回復按鍵 290：訊息欄位 295：提醒按鍵 300：虛擬實驗室

Claims (9)

  1. 一種虛擬實境教學系統，包括：一管理裝置；以及多個虛擬實境裝置，耦接到該管理裝置，其中該些虛擬實境裝置提供使用者在一虛擬實驗室中操作一實驗，該實驗包括多個步驟；以及該管理裝置顯示各個該些虛擬實境裝置正在進行的該些步驟的其中之一，其中該管理裝置接收對應該些步驟的其中之一的一觀看指令，並顯示該些步驟的該其中之一的一步驟說明。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的虛擬實境教學系統，其中該管理裝置顯示各個該些虛擬實境裝置正在進行的該些步驟的其中之一的一進行時間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的虛擬實境教學系統，其中當該些虛擬實境裝置的一第一虛擬實境裝置在該實驗的操作過程中執行了一錯誤操作時，該管理裝置顯示對應該第一虛擬實境裝置的一警示訊息。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的虛擬實境教學系統，其中該管理裝置顯示對應該些虛擬實境裝置的一第一虛擬實境裝置在該虛擬實驗室中的一視角。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的虛擬實境教學系統，其中該視角包括一跟隨視角、一上方觀看視角、一前方觀看視角及一右方觀看視角。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的虛擬實境教學系統，其中該管理裝置接收一回復指令，並顯示該些虛擬實境裝置的一第一虛擬實境裝置正在進行的該些步驟的其中之一。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的虛擬實境教學系統，其中該管理裝置傳送一訊息到該些虛擬實境裝置的一第一虛擬實境裝置，且該第一虛擬實境裝置將該訊息顯示在該虛擬實驗室的一文字顯示區域上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的虛擬實境教學系統，其中當該管理裝置接收對應該些虛擬實境裝置的一第一虛擬實境裝置的一提醒訊號時，該管理裝置將該提醒訊號傳送到該第一虛擬實境裝置，且該第一虛擬實境裝置對該虛擬實驗室中的一下一實驗元件產生一提示箭頭。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的虛擬實境教學系統，其中各個該些虛擬實境裝置包括一虛擬實境頭戴式裝置及至少一手持控制器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113126769B (zh) * 2021-04-29 2022-02-11 深圳飞蝶虚拟现实科技有限公司 一种沉浸式vr教学系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM472924U (zh) * 2013-05-30 2014-02-21 Nat Taipei University Of Nursing And Health Sciences ３ｄ護理情境模擬數位學習系統
TWM549381U (zh) * 2017-04-12 2017-09-21 Tutor Group Ltd 互動式教學系統
TW201835878A (zh) * 2017-03-24 2018-10-01 美商外科劇院有限責任公司 用於在虛擬環境中進行訓練和協作的系統和方法
CN108877365A (zh) * 2017-05-16 2018-11-23 深圳小海洋视觉科技有限公司 基于虚拟现实技术的实验模拟系统及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM472924U (zh) * 2013-05-30 2014-02-21 Nat Taipei University Of Nursing And Health Sciences ３ｄ護理情境模擬數位學習系統
TW201835878A (zh) * 2017-03-24 2018-10-01 美商外科劇院有限責任公司 用於在虛擬環境中進行訓練和協作的系統和方法
TWM549381U (zh) * 2017-04-12 2017-09-21 Tutor Group Ltd 互動式教學系統
CN108877365A (zh) * 2017-05-16 2018-11-23 深圳小海洋视觉科技有限公司 基于虚拟现实技术的实验模拟系统及方法

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