一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，包括視頻采集模塊、音頻采集模塊、人機操作模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、動作命令識別模塊、中央處理器、三維模擬教學模塊、疑難問題匯總模塊、每日任務完成情況匯總評估模塊、興趣闖關模塊、人工專家解答模塊和課件共享模塊。本發(fā)明在教學的過程中，可以通過三維模擬教學模塊進行各種動態(tài)的歷史人物、歷史場景的建立，學生可以參與到整個模擬過程中與歷史人物進行對話或動作交流，大大提高了學生學習興趣；將練習訓練與游戲結合在一起，且模擬訓練的試題都是隨機的，學生無法通過死記硬背的形式進行試題的解答，提高了學習的效率；每個學生采用不同的測控試題進行訓練，實現(xiàn)了因材施教，針對性強。
【專利說明】
一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及教學系統(tǒng)領域，具體涉及一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)?！颈尘凹夹g】
[0002]目前，歷史教學大多采用PPT與教師講解的方式進行教學，整個過程較為乏味，很容易讓學生失去學習的興趣，而且學生在課后的復習的方式也大多為死記硬背的進行知識點的記憶以及枯燥乏味的習題的訓練，學習效率低下的同時也容易導致學生產生厭倦心理;且整個訓練的過程很容易出現(xiàn)不理解情況的出現(xiàn)，無法真正意義上的提高學生的能力。
[0003]而現(xiàn)有的學習機雖然具有視頻講解功能，但是其針對性很差，每個學生都采用一樣的習題進行訓練，無法做到因材施教，同時習題庫更新緩慢，同一個測試模塊的習題都是固定不變的，這很容易導致學生只是記住了答案，而沒有真正理解知識點的情況的出現(xiàn);且所有的解答都是提前錄制的，學生在學習過程所產生的疑難問題很容易出現(xiàn)無法查詢到講解數(shù)據(jù)的情況；
[0004]同時，在上課期間，由于教師要面對多數(shù)學生，所以在講解課題的時候，往往缺乏針對性，同時由于授課時間的規(guī)定，多數(shù)學生會存在對上課所授知識不理解的情況。
【發(fā)明內容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，在教學的過程中，可以通過三維模擬教學模塊進行各種動態(tài)的歷史人物、歷史場景的建立，學生可以參與到整個模擬過程中與歷史人物進行對話或動作交流，大大提高了學生學習興趣;將練習訓練與游戲結合在一起，提高了學生的學習興趣，且模擬訓練的試題都是隨機的，學生無法通過死記硬背的形式進行試題的解答，推動了學生進行試題知識點的真正的理解需求，提高了學習的效率;每個學生采用不同的測控試題進行訓練，真正意義上實現(xiàn)了因材施教，針對性強。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案為:
[0007]—種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，包括
[0008]視頻采集模塊，用于通過攝像頭進行正在進行教學的教師或交互學習的學生的動作視頻的采集，并通過北斗模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；
[0009]音頻采集模塊，用于通過麥克風進行正在教學的教師或交互學習的學生的音頻的采集，并通過北斗模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；
[0010]人機操作模塊，用于用戶登錄，還用于進行各種控制命令以及其它數(shù)據(jù)的輸入；
[0011]數(shù)據(jù)處理模塊，用于通過kinect深度傳感器進行骨骼信息獲取，并將所獲取的骨骼信息發(fā)送到動作識別模塊;還用于識別所接收到的音頻數(shù)據(jù)內的音頻控制命令，并將識別結果發(fā)送到中央處理器；
[0012]動作命令識別模塊，用于將所獲取的的骨骼信息與動作控制命令數(shù)據(jù)庫內的骨骼信息進行比較，并將相似度最高的控制命令輸出至中央處理器；
[0013]中央處理器，用于接收人機操作模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及動作命令識別模塊輸入的控制命令，并按照預設的算法將這些控制命令發(fā)送到指定的模塊；用于根據(jù)人機操作模塊輸入的數(shù)據(jù)調用命令在數(shù)據(jù)庫內調用相應的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏或指定的移動終端進行顯示;還用于用戶注冊、權限管理以及密碼修改；
[0014]三維模擬教學模塊，包括空氣屏幕生成系統(tǒng)、若干組3D投影儀、音樂背景播放模塊和素材數(shù)據(jù)庫，用于根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令從素材數(shù)據(jù)庫內調用相應的數(shù)據(jù)建立各種場景、動態(tài)三維模型、互動三維模型；
[0015]疑難問題匯總模塊，用于匯總并儲存學生在學習過程中遇到的疑難問題，并將這些數(shù)據(jù)按其發(fā)送的學生賬戶標記后發(fā)送到人工專家解答模塊；
[0016]每日任務完成情況匯總評估模塊，用于匯總并儲存學生在學習過程每日任務的完成情況，并根據(jù)預設的算法對接收到的數(shù)據(jù)進行評估，將評估結果發(fā)送到人工專家解答模塊；
[0017]興趣闖關模塊，用于通過游戲的形式，根據(jù)預設的方法在模擬試題庫中隨機的選取一定數(shù)量的模擬試題作為關卡，且關卡的難度依次增大，需答對該關卡中所有的試題，才能打開下一個關卡；
[0018]人工專家解答模塊，用于進行疑難問題匯總模塊內的疑難問題的解答，并將解答后的數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的賬號，還用于根據(jù)學生的疑難問題、興趣闖關模塊以及每日任務完成的情況進行每日任務的發(fā)送；[〇〇19]課件共享模塊，用于教師將上課的課件上傳，從而實現(xiàn)學生、教師的課件的共享。
[0020]優(yōu)選地，還包括一顯示屏，用于進行教學視頻、教學音頻、教學文本以及教學圖片的播放，內設轉換模塊，可以根據(jù)需要將教學音頻轉換成文字播放，也可以根據(jù)需要將教學文本轉換成音頻播放;還用于顯示人機操作模塊輸入的各種數(shù)據(jù)以及整個使用過程中需要顯示的數(shù)據(jù)。
[0021]優(yōu)選地，所述人機操作模塊包括圖片輸入模塊、語音輸入模塊和文字輸入模塊。
[0022]優(yōu)選地，所述語音輸入模塊采用麥克風，文字輸入模塊采用手寫板和鍵盤，所述圖片輸入模塊采用掃描儀、攝像頭或USB接口導入。[〇〇23]優(yōu)選地，所述學生通過移動終端或指定的APP進行數(shù)據(jù)的上傳和下載。
[0024]優(yōu)選地，所述素材數(shù)據(jù)庫內儲存有各種與歷史人物、事件相關的構造模型、文字、 音頻和視頻數(shù)據(jù)等。
[0025]優(yōu)選地，所述素材數(shù)據(jù)庫、動作控制命令數(shù)據(jù)庫均連接有一數(shù)據(jù)更新模塊，用于進行各數(shù)據(jù)庫內數(shù)據(jù)的實時更新。[〇〇26]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0027]在教學的過程中，可以通過三維模擬教學模塊進行各種動態(tài)的歷史人物、歷史場景的建立，學生可以參與到整個模擬過程中與歷史人物進行對話或動作交流，大大提高了學生學習興趣;將練習訓練與游戲結合在一起，提高了學生的學習興趣，且模擬訓練的試題都是隨機的，學生無法通過死記硬背的形式進行試題的解答，推動了學生進行試題知識點的真正的理解需求，提高了學習的效率;每個學生采用不同的測控試題進行訓練，真正意義上實現(xiàn)了因材施教，針對性強；自帶疑難問題匯總和解答功能，一方面實現(xiàn)了師資力量的共享，另一方面也推動了學生的學習?！靖綀D說明】
[0028]圖1為本發(fā)明實施例一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。【具體實施方式】[〇〇29]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0030]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供了一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，包括
[0031]視頻采集模塊，用于通過攝像頭進行正在進行教學的教師或交互學習的學生的動作視頻的采集，并通過北斗模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；
[0032]音頻采集模塊，用于通過麥克風進行正在教學的教師或交互學習的學生的音頻的采集，并通過北斗模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；
[0033]人機操作模塊，用于用戶登錄，還用于進行各種控制命令以及其它數(shù)據(jù)的輸入； [〇〇34]數(shù)據(jù)處理模塊，用于通過kinect深度傳感器進行骨骼信息獲取，并將所獲取的骨骼信息發(fā)送到動作識別模塊;還用于識別所接收到的音頻數(shù)據(jù)內的音頻控制命令，并將識別結果發(fā)送到中央處理器；
[0035]動作命令識別模塊，用于將所獲取的的骨骼信息與動作控制命令數(shù)據(jù)庫內的骨骼信息進行比較，并將相似度最高的控制命令輸出至中央處理器；[〇〇36]中央處理器，用于接收人機操作模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及動作命令識別模塊輸入的控制命令，并按照預設的算法將這些控制命令發(fā)送到指定的模塊；用于根據(jù)人機操作模塊輸入的數(shù)據(jù)調用命令在數(shù)據(jù)庫內調用相應的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏或指定的移動終端進行顯示;還用于用戶注冊、權限管理以及密碼修改；[〇〇37]三維模擬教學模塊，包括空氣屏幕生成系統(tǒng)、若干組3D投影儀、音樂背景播放模塊和素材數(shù)據(jù)庫，用于根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令從素材數(shù)據(jù)庫內調用相應的數(shù)據(jù)建立各種場景、動態(tài)三維模型、互動三維模型；[〇〇38] 疑難問題匯總模塊，用于匯總并儲存學生在學習過程中遇到的疑難問題，并將這些數(shù)據(jù)按其發(fā)送的學生賬戶標記后發(fā)送到人工專家解答模塊；
[0039]每日任務完成情況匯總評估模塊，用于匯總并儲存學生在學習過程每日任務的完成情況，并根據(jù)預設的算法對接收到的數(shù)據(jù)進行評估，將評估結果發(fā)送到人工專家解答模塊；
[0040]興趣闖關模塊，用于通過游戲的形式，根據(jù)預設的方法在模擬試題庫中隨機的選取一定數(shù)量的模擬試題作為關卡，且關卡的難度依次增大，需答對該關卡中所有的試題，才能打開下一個關卡；
[0041]人工專家解答模塊，用于進行疑難問題匯總模塊內的疑難問題的解答，并將解答后的數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的賬號，還用于根據(jù)學生的疑難問題、興趣闖關模塊以及每日任務完成的情況進行每日任務的發(fā)送；
[0042]課件共享模塊，用于教師將上課的課件上傳，從而實現(xiàn)學生、教師的課件的共享。 [〇〇43]優(yōu)選地，還包括一顯示屏，用于進行教學視頻、教學音頻、教學文本以及教學圖片的播放，內設轉換模塊，可以根據(jù)需要將教學音頻轉換成文字播放，也可以根據(jù)需要將教學文本轉換成音頻播放;還用于顯示人機操作模塊輸入的各種數(shù)據(jù)以及整個使用過程中需要顯示的數(shù)據(jù)。
[0044]優(yōu)選地，所述人機操作模塊包括圖片輸入模塊、語音輸入模塊和文字輸入模塊。
[0045]優(yōu)選地，所述語音輸入模塊采用麥克風，文字輸入模塊采用手寫板和鍵盤，所述圖片輸入模塊采用掃描儀、攝像頭或USB接口導入。
[0046]優(yōu)選地，所述學生通過移動終端或指定的APP進行數(shù)據(jù)的上傳和下載。
[0047]優(yōu)選地，所述素材數(shù)據(jù)庫內儲存有各種與歷史人物、事件相關的構造模型、文字、 音頻和視頻數(shù)據(jù)等。
[0048]優(yōu)選地，所述素材數(shù)據(jù)庫、動作控制命令數(shù)據(jù)庫均連接有一數(shù)據(jù)更新模塊，用于進行各數(shù)據(jù)庫內數(shù)據(jù)的實時更新。
[0049]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，其特征在于，包括視頻采集模塊，用于通過攝像頭進行正在進行教學的教師或交互學習的學生的動作視 頻的采集，并通過北斗模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；音頻采集模塊，用于通過麥克風進行正在教學的教師或交互學習的學生的音頻的采 集，并通過北斗模塊發(fā)送到數(shù)據(jù)處理模塊；人機操作模塊，用于用戶登錄，還用于進行各種控制命令以及其它數(shù)據(jù)的輸入；數(shù)據(jù)處理模塊，用于通過kinect深度傳感器進行骨骼信息獲取，并將所獲取的骨骼信 息發(fā)送到動作識別模塊;還用于識別所接收到的音頻數(shù)據(jù)內的音頻控制命令，并將識別結 果發(fā)送到中央處理器；動作命令識別模塊，用于將所獲取的的骨骼信息與動作控制命令數(shù)據(jù)庫內的骨骼信息 進行比較，并將相似度最高的控制命令輸出至中央處理器；中央處理器，用于接收人機操作模塊、數(shù)據(jù)處理模塊以及動作命令識別模塊輸入的控 制命令，并按照預設的算法將這些控制命令發(fā)送到指定的模塊；用于根據(jù)人機操作模塊輸 入的數(shù)據(jù)調用命令在數(shù)據(jù)庫內調用相應的數(shù)據(jù)發(fā)送到顯示屏或指定的移動終端進行顯示； 還用于用戶注冊、權限管理以及密碼修改；三維模擬教學模塊，包括空氣屏幕生成系統(tǒng)、若干組3D投影儀、音樂背景播放模塊和素 材數(shù)據(jù)庫，用于根據(jù)中央處理器發(fā)送的控制命令從素材數(shù)據(jù)庫內調用相應的數(shù)據(jù)建立各種 場景、動態(tài)三維模型、互動三維模型；疑難問題匯總模塊，用于匯總并儲存學生在學習過程中遇到的疑難問題，并將這些數(shù) 據(jù)按其發(fā)送的學生賬戶標記后發(fā)送到人工專家解答模塊；每日任務完成情況匯總評估模塊，用于匯總并儲存學生在學習過程每日任務的完成情 況，并根據(jù)預設的算法對接收到的數(shù)據(jù)進行評估，將評估結果發(fā)送到人工專家解答模塊；興趣闖關模塊，用于通過游戲的形式，根據(jù)預設的方法在模擬試題庫中隨機的選取一 定數(shù)量的模擬試題作為關卡，且關卡的難度依次增大，需答對該關卡中所有的試題，才能打 開下一個關卡；人工專家解答模塊，用于進行疑難問題匯總模塊內的疑難問題的解答，并將解答后的 數(shù)據(jù)發(fā)送到指定的賬號，還用于根據(jù)學生的疑難問題、興趣闖關模塊以及每日任務完成的 情況進行每日任務的發(fā)送；課件共享模塊，用于教師將上課的課件上傳，從而實現(xiàn)學生、教師的課件的共享。2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，其特征在于，還包括 一顯示屏，用于進行教學視頻、教學音頻、教學文本以及教學圖片的播放，內設轉換模塊，可 以根據(jù)需要將教學音頻轉換成文字播放，也可以根據(jù)需要將教學文本轉換成音頻播放;還 用于顯示人機操作模塊輸入的各種數(shù)據(jù)以及整個使用過程中需要顯示的數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，其特征在于，所述人 機操作模塊包括圖片輸入模塊、語音輸入模塊和文字輸入模塊。4.根據(jù)權利要求3所述的一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，其特征在于，所述語 音輸入模塊采用麥克風，文字輸入模塊采用手寫板和鍵盤，所述圖片輸入模塊采用掃描儀、 攝像頭或USB接口導入。5.根據(jù)權利要求1所述的一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，其特征在于，所述學生通過移動終端或指定的APP進行數(shù)據(jù)的上傳和下載。6.根據(jù)權利要求1所述的一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，其特征在于，所述素 材數(shù)據(jù)庫內儲存有各種與歷史人物、事件相關的構造模型、文字、音頻和視頻數(shù)據(jù)。7.根據(jù)權利要求1所述的一種基于三維模擬系統(tǒng)的歷史教學系統(tǒng)，其特征在于，所述素 材數(shù)據(jù)庫、動作控制命令數(shù)據(jù)庫均連接有一數(shù)據(jù)更新模塊，用于進行各數(shù)據(jù)庫內數(shù)據(jù)的實 時更新。
【文檔編號】G09B5/14GK105976662SQ201610595328
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月26日
【發(fā)明人】杜紅艷, 相艷
【申請人】陜西學前師范學院