[发明专利]一种基于虚拟现实技术的化学实验评价系统及其方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟现实技术的化学实验评价系统及其方法，涉及虚拟现实技术。本系统包括实验教学大纲文本分析服务器（10）、虚拟现实分析服务器（20）、行为智能分析服务器（30）和实验数据分析服务器（40）；其连接关系是：实验教学大纲文本分析服务器（10）、虚拟现实分析服务器（20）和行为智能分析服务器（30）分别与实验数据分析服务器（40）连接。本方法是：①分别进行实验教学大纲文本分析、虚拟现实分析和行为智能分析；②实验数据分析。本发明性能稳定，易于分布式部署，并行处理多路数据；通用性强，适用于各个厂家的虚拟现实设备、视频采集设备；可移植性强，扩展性灵活；智能评价化学实验，促进化学实验教学质量提升。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术，尤其涉及一种基于虚拟现实技术的化学实验评价系统及其方法。

背景技术

虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

化学实验教学是各大高校化学专业实验教学的重要组成部分，目前大多数高校化学实验通常要求老师现场指导学生动手操作实验仪器和实验药品，由于实验课上老师数量有限，在实验教学中无法及时指出每位学生在实验中出现操作不规范、无法对每位学生遇到的问题及时解答、无法按照化学实验教学大纲的操作步骤和操作规范对每位学生的实验进行整体的评价。应用虚拟现实技术改变传统的化学实验操作方式和指导方式，革新化学实验评价方法，具有实用性和可操作性。

目前已有的虚拟现实技术应用于化学实验教学主要是：根据教学大纲要求应用相关建模软件设计虚拟实验场景，将虚拟实验场景移植到虚拟现实设备中，通过虚拟现实系统实现了虚拟现实设备与虚拟现实场景的交互，常用的虚拟设备主要有虚拟现实眼镜、虚拟现实头盔、手柄、摇杆、数据手套等。虚拟现实系统会记录学生在虚拟现实场景中操作系统的整个过程，并将其转化为数据输出，将输出数据作为老师对学生化学实验评价的依据。

化学实验教学大纲中的实验要求对实验的操作步骤和操作动作规范是有明确要求的，现有虚拟现实系统着重考虑的是化学实验操作步骤，而对化学实验中的操作动作规范及实验中学生的行为规范未做有效的识别和评价。同时化学实验是一种在动手实践中学习的过程，学生在实验过程中常常需要现场指导及对遇到问题及时进行解答，以此来帮助学生更好的开展实验。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种基于虚拟现实技术的化学实验评价系统及其方法。

本发明的目的是这样实现的：

采用本文数据分析技术、虚拟现实技术、知识图谱技术和行为智能识别技术，将实验教学大纲中实验步骤及实验要求、虚拟实验数据和实验行为数据转换为相关的文本数据，并应用数据分析技术对实验步骤和实验要求文本数据信息、虚拟实验文本数据信息和实验操作行为识别文本数据信息语义进行匹配、对比和分析计算出化学实验分值，能通过智能技术有效客观的评价化学实验过程，促进化学实验教学质量提升。

一、一种基于虚拟现实技术的化学实验评价系统（简称评价系统）

本评价系统包括实验教学大纲文本分析服务器、虚拟现实分析服务器、行为智能分析服务器和实验数据分析服务器；

其连接关系是：实验教学大纲文本分析服务器、虚拟现实分析服务器和行为智能分析服务器分别与实验数据分析服务器连接。

二、一种基于虚拟现实技术的化学实验评价方法（简称评价方法）

本评价方法包括下列步骤：

①分别进行实验教学大纲文本分析、虚拟现实分析和行为智能分析，分3路进行：

第1路：实验教学大纲文本分析

A、输入实验教学大纲文本数据；