一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统及搭建方法

：本发明涉及教学软件，特别涉及一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统及搭建方法。

背景技术

0、背景技术：

1、昆虫生理解剖教学是普通昆虫学主干课程的重要实践环节，但在实际操作中，存在以下问题：(1)昆虫实验标本新鲜程度差异较大，随着保存时间的增加，极易引起腐烂，导致解剖后内部器官和组织难以分辨，加大了学生对昆虫内部器官和组织的形态学和解剖学知识点的掌握难度；(2)昆虫实体解剖实验课后复习难度大，目前只能通过视频录制方式进行复习，但该方式互动性差，细节观察无法实现，学生主动学习效果差；(3)学生培养重在实践环节，实践是专业技能提升的重要一环，现有的实体解剖实验无法满足课程实践环节对于学生实践技能培养的要求，迫切要求开发一种能够有效辅助理论课程知识点的掌握且能提升学生兴趣和专业技能的昆虫生理实验教学虚拟仿真系统。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明的一个目的在于提供一种简化解剖教学操作、操作灵活方便、可以全方位展示昆虫消化系统的虚拟仿真实验教学系统。

2、其由以下技术方案实现：一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统，包括虚拟仿真实验室、虫体三维模型库、消化系统三维模型库、消化系统图片库；

3、所述虫体三维模型库中存储有至少一个昆虫的虫体三维模型；

4、所述消化系统三维模型库中存储有至少一个昆虫的消化系统三维模型；

5、所述消化系统图片库中存储有至少一个昆虫的消化系统的石蜡切片图及至少一个消化系统在虫体中的位置透视图；

6、所述虚拟仿真实验室包括虫体解剖模块、消化系统解剖模块；

7、所述虫体解剖模块用于360°全方位展示所述昆虫的虫体三维模型，并将所述虫体三维模型与虚拟场景结合，实现虫体的虚拟解剖操作；

8、所述消化系统解剖模块将昆虫的消化系统三维模型与虚拟场景结合，实现交互，并展示所述昆虫的消化系统的石蜡切片图及消化系统在虫体中的位置透视图。

9、优选的，还包括预习模块，所述预习模块包括课前检测、实验说明、昆虫解剖视频中的至少一种。

10、优选的，还包括测试模块，所述测试模块包括课后测试、实验报告撰写中的至少一种。

11、本发明的另一个目的在于搭建上述虚拟仿真实验教学系统的方法。

12、其由以下技术方案实现：一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统的搭建方法，包括以下步骤：

13、s100：构建虫体三维模型库及消化系统三维模型库；

14、s200：构建消化系统图片库；

15、s300：构建虚拟仿真实验室。

16、优选的，步骤s100中构建虫体三维模型库及消化系统三维模型库的过程如下：

17、s110：对昆虫进行实体解剖实验，并在该过程中对实验对象及实验过程进行全方位、全流程的图像及视频采集；

18、s120：对实验对象的外观三维数据及消化系统三维数据进行采集；

19、s130：对实验对象的外观纹理及消化系统纹理进行采集；

20、s140：将实验对象的外观三维数据及外观纹理在三维软件中结合并导出为昆虫的虫体三维模型；

21、s150：将实验对象的消化系统三维数据及消化系统纹理在三维软件中结合并导出为昆虫的消化系统三维模型。

22、优选的，步骤s100还包括以下步骤：

23、s160：对实验对象的剥离体壁整体外观三维数据进行采集；

24、s170：对实验对象的剥离体壁整体外观纹理进行采集；

25、s180：将实验对象的剥离体壁整体外观三维数据、剥离体壁整体外观纹理及消化系统三维数据、消化系统纹理在三维软件中结合并导出为昆虫的消化系统解剖过程三维模型。

26、优选的，步骤s200中构建消化系统图片库的过程如下：

27、s210：制备实验对象的消化系统石蜡切片标本并采集石蜡标本的图像数据；

28、s220：制备消化系统及消化系统各器官在虫体中的位置透视图。

29、优选的，步骤s300中构建虚拟仿真实验室的过程如下：

30、s310：将建立的虫体三维模型与虚拟场景结合，对虫体三维模型进行虚拟剪切，实现虫体解剖；

31、s320：将建立的消化系统解剖过程三维模型与虚拟场景结合，实现消化系统和体壁剥离操作；

32、s330：将建立的消化系统三维模型与虚拟场景结合，对消化系统的各器官具体位置及位置透视图进行展示，并对器官的石蜡切片图像进行展示。

33、本发明的优点：适用范围广，不受昆虫实体的限制，可以对昆虫实物标本的消化系统透视图、石蜡切片图、三维模型进行360度全方位展示，大大提升了昆虫消化系统各部位的细节观察效果，有效降低了昆虫实物标本解剖实验的难度和成本。同时，相比传统的昆虫解剖实验，本发明的昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统有效提高了学生对于昆虫消化系统知识点的理解和掌握，丰富了昆虫解剖实验课程内容，提升了学生理论和实践相结合的专业技能。

技术特征：

1.一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统，其特征在于，包括虚拟仿真实验室、虫体三维模型库、消化系统三维模型库、消化系统图片库；

2.根据权利要求1所述的一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统，其特征在于，还包括预习模块，所述预习模块包括课前检测、实验说明、昆虫解剖视频中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统，其特征在于，还包括测试模块，所述测试模块包括课后测试、实验报告撰写中的至少一种。

4.一种如权利要求1-3任一所述昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统的搭建方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统的搭建方法，其特征在于，步骤s100中构建虫体三维模型库及消化系统三维模型库的过程如下：

6.根据权利要求5所述的一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统的搭建方法，其特征在于，步骤s100还包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统的搭建方法，其特征在于，步骤s200中构建消化系统图片库的过程如下：

8.根据权利要求7所述的一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统的搭建方法，其特征在于，步骤s300中构建虚拟仿真实验室的过程如下：

技术总结本发明公开了一种昆虫消化系统虚拟仿真实验教学系统及搭建方法，其中，系统包括虚拟仿真实验室、虫体及消化系统三维模型库、消化系统图片库；虚拟仿真实验室包括虫体解剖模块、消化系统解剖模块；虫体解剖模块用于360°全方位展示昆虫的虫体三维模型，并将虫体三维模型与虚拟场景结合，实现虫体的虚拟解剖操作；消化系统解剖模块将昆虫的消化系统三维模型与虚拟场景结合，实现交互，并展示昆虫的消化系统的石蜡切片图及消化系统在虫体中的位置透视图。其优点在于：适用范围广，可以对昆虫实物标本的消化系统透视图、石蜡切片图、三维模型进行全方位展示，提升了昆虫消化系统各部位的细节观察效果，降低了昆虫实物标本解剖实验的难度和成本。技术研发人员：史丽,康利,李文杰,葛斯琴,石瑞峰,李玲,谭瑶,王东受保护的技术使用者：内蒙古农业大学技术研发日：技术公布日：2024/6/11