一种基于虚拟现实技术的未来课堂互动系统及方法与流程

本发明涉及虚拟现实，具体为一种基于虚拟现实技术的未来课堂互动系统及方法。

背景技术：

1、虚拟现实(vr)是指借助计算机系统及传感器技术人为创造一个三维场景，在这个人造的三维场景中，每个物体相对于系统的坐标系都有一个位置与姿态，用户看到的景象是由用户的位置和头(眼)的方向来确定的。虚拟现实创造出一种崭新的人机交互状态，通过调动用户所有的感官(视觉、听觉、触觉、嗅觉等)，带来更加真实的、身临其境的体验，广泛应用于媒体、社交、教育等领。

2、目前，虚拟现实教学广泛应用于在线课程教学中，学生通过观看虚拟现实课堂就能够在沉浸式的环境同时进行知识课程的学习，这不仅有利于提高学生的学习兴趣，并且还有助于改善学生的学习效率

3、如公开号为cn112732084a的一种基于虚拟现实技术未来课堂的互动方法，其技术方案为：包括步骤1)将人物与资源库中的模型绑定；2)采集人物的实时动作信息和人物的实时声音信息；3)对实时动作信息和实时声音信息进行解析；4)与模型的属性数据进行匹配；5)上传；6)分配；7)互动，通过将实时采集的动作与声音信息与模型匹配，提高模型互动的亲切感；通过模型的碰撞属性完成动作的互动，提高互动方式，增强用户代入感，但是现有的未来课堂互动模式仅通过肢体语言和声音无法针对环境课堂的教学使用，例如生物学、物理学等无法提高互动环节使学生深入了解课程。

4、鉴于此，针对上述问题，深入研究，遂有本案产生。

5、针对上述问题，在原有虚拟现实技术未来课堂的互动方法的基础上进行创新设计。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于虚拟现实技术的未来课堂互动系统及方法，以解决上述背景技术中提出无法针对不同课程对学生进行虚拟课堂教学的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种基于虚拟现实技术的未来课堂互动系统，包括课堂控制系统，所述课堂控制系统包含信息储存模块、教学模块、虚拟操作模块和互动模块，且信息储存模块具有更新资源功能、下载传输功能和清理缓存功能，所述信息储存模块包含课程资源库、场景动画包、语音包和字幕包，且信息储存模块根据用户选择进行下载使用，所述教学模块包含讲解模式和场景演示模式，且教学模块内容依据信息储存模块内资源整合使用，所述虚拟操作模块包含场景虚拟动作操作，在虚拟环境中进行肢体动作采集体验教学，所述互动模块将用户肢体语言和声音与课堂控制系统识别进行ai互动交流，通过问答、游戏、闯关等方式进行互动教学。

4、优选的，所述信息储存模块内储存课程资源库、场景动画包、语音包和字幕包，且信息储存模块包含教育局规定教材和网络课外教材，并且信息储存模块通过物联网实时更新资源保持教学进度优先。

5、采用上述技术方案，信息储存模块内部包含海量的教学资源，且教学资源具有实时更新功能保证教学资源优先，减少教学错误，并且通过课程资源库、场景动画包、语音包和字幕包的整合便于对互动课堂提供充分的教程背景。

6、优选的，所述信息储存模块对教程进行分类，用户根据不同年龄段、不同学习课程以及不同学习程度选择课程资源库、场景动画包、语音包和字幕包的分类下载，并且多个用户可根据自选课程匹配进行共同学习使用。

7、采用上述技术方案，信息储存模块可针对用户不同需求下载课程组合包，对用户进行适应性教学，提供多个用户学生匹配相同课程包共同学习，从而虚拟模真实课堂，提供用户学习兴趣同时在学习中选择性不受干扰。

8、优选的，所述信息储存模块内教程根据时间进行限定，下载后的教程包长时间未使用限时进行缓存清理，保证信息储存模块内部储存空间够用，下载上次新课程包速度加快。

9、采用上述技术方案，课堂控制系统根据识别信息储存模块长时间未使用学习课程进行缓存清理，防止其占用空间过大导致课堂控制系统出现卡顿以及下载更新课程资源困难，有效保证课堂控制系统的使用流畅度。

10、优选的，所述教学模块包含讲解模式，且讲解模式分为课前预知讲解模式和课程讲解模式，预知讲解模式对课程目录进行语音和图片展示讲解，课程讲解模式通过语音、图片和动画展示进行详细讲解，用户根据视觉、听觉接收讲解课程学习。

11、采用上述技术方案，教学部分需要经过课堂控制系统控制教学模块对知识进行讲解，分别通过不同方式表达知识的讲解，使用户可从视觉和听觉等不同方面进行学习，同时设置有预知讲解可以对知识点进行预习了解，便于学习逐渐深入。

12、优选的，所述讲解模式中设置有记录模式，且用户根据讲解课程中选择性记录所需知识点，并且知识点保存于便利夹中便于后期学习中提出翻看。

13、采用上述技术方案，记录模式便于虚拟课堂对学习中记录用户所需笔记，自动提出关键字便于后期用户学习中翻看回顾，防止学习中出现遗忘。

14、优选的，所述虚拟操作模块包含场景演示模式，信息储存模块将储存的场景动画包、语音包和字幕包进行虚拟场景展示，用户根据身体骨骼移动采取影像信息进入虚拟场景中，体验虚拟场景演示教学。

15、采用上述技术方案，教学部分另外通过虚拟场景的演示，将用户带入虚拟空间进行演示教学，深入体验教学空间场景动画展示的学习过程，提高学生学习兴趣和实操性。

16、优选的，所述互动模块采集用户肢体动作信息和语音信息反馈于课堂控制系统，进行ai互动对话教学，同时用户根据虚拟场景中参与题目问答、游戏和闯关项目，并且多个用户相互匹配共同完成互动。

17、采用上述技术方案，互动模块不仅让用户和课堂控制系统进行虚拟ai互动，并且用户和用户之间均可互动，提高虚拟课堂的真实性，使用户学习中存在竞争力，提高学习积极性。

18、优选的，所述课堂控制系统在学习结束后记录学习进度，根据不同用户注册信息储存不同学习进度，用户根据注册账户进行查阅学习进度和便利夹中电子笔记内容。

19、采用上述技术方案，课堂控制系统存在记忆系统，根据不同用户学习进度进行储存，便于用户查看学习进度，便于用户进行知识的复习以及下次继续学习。

20、优选的，所述基于虚拟现实技术的未来课堂互动方法包含如下：

21、s1，用户从信息储存模块根据所需下载课程资源库、场景动画包、语音包和字幕包；

22、s2，启用教学模块，根据预知讲解对课程目录进行了解，再根据课程讲解模式通过语音、图片和动画展示进行详细讲解，用户根据视觉、听觉接收讲解课程学习，用户根据身体骨骼移动采取影像信息进入虚拟场景中，体验虚拟场景演示教学；

23、s3，启用互动模块，用户根据虚拟场景中参与题目问答、游戏和闯关项目与课堂控制系统进行ai互动，并且多个用户相互匹配共同完成互动；

24、s4，学习结束，课堂控制系统记录并储存用户学习进度和电子笔记。

25、采用上述技术方案，学生通过实时采集的动作与声音信息进入虚拟环境进行学习，提提高互动方式，有效参与学习，增强用户代入感，提高学习兴趣和学习积极性。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于虚拟现实技术的未来课堂互动系统及方法，

27、1、设置有可更新和下载传输的信息储存模块，所述信息储存模块内储存课程资源库、场景动画包、语音包和字幕包，且信息储存模块包含教育局规定教材和网络课外教材，并且信息储存模块通过物联网实时更新资源保持教学进度优先，所述信息储存模块对教程进行分类，用户根据不同年龄段、不同学习课程以及不同学习程度选择课程资源库、场景动画包、语音包和字幕包的分类下载，并且多个用户可根据自选课程匹配进行共同学习使用，信息储存模块内部包含海量的教学资源，且教学资源具有实时更新功能保证教学资源优先，减少教学错误，并且通过课程资源库、场景动画包、语音包和字幕包的整合便于对互动课堂提供充分的教程背景，信息储存模块可针对用户不同需求下载课程组合包，对用户进行适应性教学，提供多个用户学生匹配相同课程包共同学习，从而虚拟模真实课堂，提供用户学习兴趣同时在学习中选择性不受干扰；

28、2、设置有虚拟互动教学，所述虚拟操作模块包含场景演示模式，信息储存模块将储存的场景动画包、语音包和字幕包进行虚拟场景展示，用户根据身体骨骼移动采取影像信息进入虚拟场景中，体验虚拟场景演示教学，所述互动模块采集用户肢体动作信息和语音信息反馈于课堂控制系统，进行ai互动对话教学，同时用户根据虚拟场景中参与题目问答、游戏和闯关项目，并且多个用户相互匹配共同完成互动，所述虚拟操作模块包含场景演示模式，信息储存模块将储存的场景动画包、语音包和字幕包进行虚拟场景展示，用户根据身体骨骼移动采取影像信息进入虚拟场景中，体验虚拟场景演示教学，互动模块不仅让用户和课堂控制系统进行虚拟ai互动，并且用户和用户之间均可互动，提高虚拟课堂的真实性，使用户学习中存在竞争力，提高学习积极性。