[发明专利]一种虚拟仿真实验的步骤分解、评测系统及方法

说明书

本发明涉及一种虚拟仿真实验的步骤分解、评测系统及方法，包括虚拟仿真模块仿真虚拟场景，虚拟场景包括实验室、实验设备、实验仪器和实验物品；用户通过虚拟仿真模块进行实验操作，并获取用户的实验操作信息；数据处理模块根据预设的配置文件对实验操作信息中的实验步骤进行步骤分解，并对每个步骤进行错误提示、评分。本发明仿真度更高，实验仪器可灵活观察，还原了真实实验室的场景，实验过程数据自动采集，为教师教学和学生学习提供了有利支撑；本申请中的纠错回放，可以让学生更直观、方便的了解到自己的学习问题，便于订正和改错；除此之外，本申请针对的对象不仅包括教师还包括学生，不仅可以让学生自主训练还可以让教师展示教学内容。

技术领域

本发明属于虚拟仿真技术领域，具体涉及一种虚拟仿真实验的步骤分解、评测系统及方法。

背景技术

Unity虚拟仿真实验系统，结合3DMax、Flash、Unity等软件，以第一人称视角进行操作，做到移动、拾起等动作，真实模拟化学实验中火焰、变色等特效。以身临其境的真实实验效果，加以不同的操作方式更好的达到教学目的。实验系统使实验过程增强趣味性、避免粗燥乏味的实验过程，注重视觉效果的真实性和趣味性，充分调动学生们的学习积极性，同时，还能够解决安全隐患提高学习效率。

在真实实验过程中操作失误产生一定的危险，通过虚拟化学实验室不但能避免事故还可以让同学们随时更正实验错误，体验到实验错误所带来的后果而不受到伤害，增强学生自信心，提高学习的能力。还能节约资源、省时省力实验所需的器材和场所会浪费很多人力和时间，并且实验过程中失败的实验会造成一定的资源浪费，虚拟实验的运用可以最大限度的减少这种浪费，提高效率。

相关技术中，虚拟仿真实验系统产品不多，主要有两种：

1)2D仿真产品；

其主要对象是老师，平面操作物理化学实验，最大的优势在于组合方便，涉及内容最多，PC、APP都可以使用。最大的缺点是没有三维呈现，视觉感觉差，而且虚拟展示的真实感几乎没有，也无法对实验步骤进行评测。

2)3D虚拟仿真产品；

其最主要的特点是所有的模型全是基于3Dmax结合Unity制作出来的，其模型精细程度最好，物理和化学这一块内容相对较少，具备的VR/AR特点是2D仿真产品都没有的，VR/AR难以做到每个学生都能使用，也无法对实验步骤进行分解、评测。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种虚拟仿真实验的步骤分解、评测系统及方法，以解决现有技术中虚拟仿真实验中无法对实验步骤进行分解、评测的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种虚拟仿真实验的步骤分解、评测系统，包括：

虚拟仿真模块，用于仿真虚拟场景，所述虚拟场景包括：实验室、实验设备、实验仪器和实验物品；

虚拟实验平台，用于用户通过所述虚拟仿真模块进行实验操作，并获取所述用户的实验操作信息；其中，所述实验操作信息包括：实验步骤；

数据处理模块，用于根据预设的配置文件对所述实验操作信息中的实验步骤进行步骤分解，并对每个步骤进行错误提示、评分；所述实验步骤包括练习时用户的实验步骤以及考核时用户的实验步骤。

进一步的，所述虚拟仿真模块包括：

平移场景单元，用于接收用户指令对虚拟场景进行平移；

旋转场景单元，用于接收用户指令对虚拟场景进行旋转；

缩放场景单元，用于接收用户指令对虚拟场景进行缩放。

进一步的，所述虚拟实验平台包括：

教学单元，用于将预设的实验标准步骤以引导的方式向用户示范；