一种虚拟仿真教学应用平台

1.一种虚拟仿真教学应用平台，其特征在于，包括：教学资源配置与管理模块、虚拟仿真实验操作模块、考核与质量监控模块、信息与教务管理模块和输入输出接口模块；
所述教学资源配置与管理模块，用于对教学资源进行分类管理、配置、整合与优化，为个性化灵活教学提供面向不同专业、大量丰富、有质量、可编辑的教学资源和条件；
所述虚拟仿真实验操作模块，用于对实验场景或操作环境进行沉浸式浏览与观察，进行高度逼真地实验技能培训、虚拟实验、仿真测量；
所述考核与质量监控模块，用于实现对用户实验操作能力及学习效果的考核与评价；
所述信息与教务管理模块，用于实现用户分组、权限管理以及平台内各种信息的计算、分析与统计；用于排课、选课、开课审核，以及实验安排、实验批改、考勤管理、成绩管理、实验报告；用于用户的实时交流反馈或离线交流反馈；
所述输入输出接口模块，用于平台与外部设备通讯，增强平台软件可移植性与安全性。
2.根据权利要求1所述的虚拟仿真教学应用平台，其特征在于，所述教学资源配置与管理模块包括：辅助教学资源配置与管理系统、虚拟教学资源配置与管理系统、仿真操作资源配置与管理系统；
所述辅助教学资源配置与管理系统，用于对各种格式教学资源文件进行导入创建、复制、修改、删除、参数选取、属性配置的操作与管理；
所述虚拟教学资源配置与管理系统，用于将现实中的教学资源，通过计算机建模软件处理，建立虚拟教学资源，并且对所述虚拟教学资源进行创建、复制、修改、删除、参数选取、属性配置的操作与管理；
所述仿真操作资源配置与管理系统，通过计算机编程，建立具有动作或执行功能的仿真操作资源，并且对所述仿真操作资源进行创建、复制、修改、删除、参数选取、属性配置的操作与管理。
3.根据权利要求2所述的虚拟仿真教学应用平台，其特征在于，所述仿真操作资源包括单步实验操作资源和模块化操作资源；
所述单步实验操作是指一种资源选取、一条指令执行、一个动作实施或一步操作，选取相关一系列单步实验操作可实现某种目标任务，或完成某实验项目操作或技能培训；
所述模块化操作是对专业知识和实验内容进行模块化处理或碎片化处理，将一个复杂的或综合性的实验项目或技能培训项目等分解为一个个相对独立的操作模块，每个操作模块可实现一个相对独立的技术操作或功能单一的任务，选取一系列相关模块化操作可实现某个综合性或复杂的实验项目或技能培训。
4.根据权利要求1所述的虚拟仿真教学应用平台，其特征在于，所述虚拟仿真实验操作模块，对实验场景或操作环境进行沉浸式浏览与观察，进行高度逼真地实验技能培训、虚拟实验、仿真测量，具体包括：实验场景漫游、安全实训操作、仪器设备操作、试剂制备操作、虚拟实验操作和仿真实验操作；
所述虚拟仿真实验操作通过二维、三维或三维以上的方式进行。
5.根据权利要求4所述的虚拟仿真教学应用平台，其特征在于，所述虚拟仿真实验操作包括练习模式和考试模式两种模式；
所述练习模式为：用户在指导或提醒条件下开展各种培训、实验操作或仿真测量，不记录成绩，但用户所有操作、行为活动被系统后台记录；
所述考试模式为：用户在规定时间内独立开展各种培训、实验操作或仿真测量，期间没有任何指导或提醒，结束后给与考试成绩，用户所有操作、行为活动被系统后台记录。
6.根据权利要求4所述的虚拟仿真教学应用平台，其特征在于，所述虚拟仿真实验划分为标准化操作实验和综合设计型实验两种类型；
所述标准化操作实验是指实验项目或操作从结构设计上属于顺序结构的实验；
所述综合设计型实验是指根据实验要求可进行设计的综合实验，即通过选取一系列有逻辑关系的仿真操作资源，赋予正确参数和条件，组合完成的实验。
7.根据权利要求1所述的虚拟仿真教学应用平台，其特征在于，所述考核与质量监控模块，用于实现对用户实验操作能力及学习效果的考核与评价，以及教学效果与教学质量评价，包括：在线监控与现场监控系统、实验报告提交与评阅系统、在线考试与现场考试系统、综合设计能力考核与评价系统、实验操作效果考核与评价系统；
所述在线监控与现场监控系统，用于通过监控鼠标、键盘、操纵杆、传感器或摄像头等外设全程监控用户在线行为操作，并以即时消息、对话框以定时或不定时方式联系通知用户确认或答复，确保高效学习与操作，避免用户过多占用公共网络资源，有利于学习质量量化考核；
所述实验报告提交与评阅系统，用于提供和支持实验报告在线提交、在线批注、在线批改和智能评阅；
所述在线考试与现场考试系统，用于实现本地和/或远程登录考试；
所述综合设计能力考核与评价系统，用于方案流程设计评价、仪器参数选取评价、交互环节评价；
所述实验操作效果考核与评价系统，通过系统后台监控、人机交互等方式考核评价用户实验效果与操作质量。
8.根据权利要求1所述的虚拟仿真教学应用平台，其特征在于，所述信息与教务管理模块，包括：用户管理系统、教务管理系统和交流反馈系统；
所述用户管理系统，用于实现学生、教师、教务人员、实验室管理人员的用户分组、权限等管理以及平台内各种信息的计算、分析与统计；
所述教务管理系统，用于实现课程安排、考务安排、成绩统计；
所述交流反馈模块，用于实现用户的交流指导和问题反馈。
9.根据权利要求1所述的虚拟仿真教学应用平台，其特征在于，所述输入输出接口模块包括：软件接口单元和硬件接口单元；
所述软件接口单元包括操作系统接口、应用软件接口和资源输入输出接口；
所述硬件接口单元包括立体显示与投影系统、空间跟踪定位系统、立体声语音控制系统、感觉测量与反馈系统、环境监控与控制系统和实验操作应用系统，用于营造逼真的实验场景、环境状况，进而通过人机交互硬件系统和多种类型传感探测器实现身临其境操作与实验。
10.根据权利要求9所述的虚拟仿真教学应用平台，其特征在于，所述软件接口单元支持Windows、Mac、Android、IOS多种操作系统，能应用于台式电脑、平板电脑和智能手机上，能够集成所有符合标准的教学资源和虚拟仿真教学软件，并提供丰富的应用接口与其它教学教务系统无缝对接；支持多种数据导入导出。

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