本發(fā)明涉及教學(xué)培訓(xùn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，國(guó)家愈來(lái)愈重視職業(yè)教育，花費(fèi)巨資建立了大量的園林園藝實(shí)訓(xùn)基地，希望學(xué)生通過(guò)實(shí)訓(xùn)，盡快掌握實(shí)際工作的流程和內(nèi)容，為今后的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。但事實(shí)上實(shí)訓(xùn)基地這種培養(yǎng)方式花費(fèi)巨大卻收效甚微。比如園林工程中樹(shù)木的遷移，不可能讓每個(gè)學(xué)生都去遷移一棵樹(shù)。比如樹(shù)木的修剪，也不可能讓所有的學(xué)生都去找棵樹(shù)修剪。即使真的組織學(xué)生遷移和修剪，僅有幾次的感性認(rèn)識(shí)是無(wú)法確保學(xué)生就此掌握實(shí)際操作技能，而且其成本、代價(jià)和浪費(fèi)都是我們無(wú)法承受的。因此，建立再多的實(shí)訓(xùn)基地既不現(xiàn)實(shí)，也無(wú)法從根本上有效解決職業(yè)院校學(xué)生實(shí)際操作技能培養(yǎng)的問(wèn)題。開(kāi)發(fā)出一套適合我國(guó)職業(yè)教育的園林園藝虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)是教學(xué)培訓(xùn)領(lǐng)域亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)園林園藝實(shí)訓(xùn)成本大，效率低的問(wèn)題，提供一種虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)。

一種虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，包括：教學(xué)模塊、操作訓(xùn)練模塊、考核評(píng)估模塊和虛擬現(xiàn)實(shí)模塊；所述教學(xué)模塊，用于存儲(chǔ)教學(xué)內(nèi)容；所述教學(xué)內(nèi)容為園林園藝實(shí)訓(xùn)三維模型場(chǎng)景；所述操作訓(xùn)練模塊，用于根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，根據(jù)園林園藝實(shí)訓(xùn)過(guò)程進(jìn)行模擬操作；所述考核評(píng)估模塊，用于根據(jù)操作訓(xùn)練模塊的模擬操作結(jié)果進(jìn)行考核評(píng)估；所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊，用于將教學(xué)內(nèi)容以三維動(dòng)態(tài)視景的形式進(jìn)行演示。

優(yōu)選地，所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊包括演示單元和存儲(chǔ)單元；所述演示單元，用于展示教學(xué)內(nèi)容，并根據(jù)學(xué)生控制搖桿裝置產(chǎn)生的角度和速度模擬操作；所述存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)模擬操作的操作數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，還包括：人機(jī)交互模塊；所述人機(jī)交互模塊，包括顯示單元和輸入單元；所述顯示單元，用于將教學(xué)內(nèi)容在二維平面進(jìn)行顯示；所述輸入單元包括鍵盤(pán)和/或鼠標(biāo)。

優(yōu)選地，所述動(dòng)作包括：旋轉(zhuǎn)、平移、放大、縮小中的至少一種。

優(yōu)選地，還包括：課件編輯模塊；所述課件編輯模塊，用于對(duì)存儲(chǔ)在教學(xué)模塊的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行編輯。

優(yōu)選地，還包括：語(yǔ)音提示模塊；所述語(yǔ)音提示模塊，用于輸出提示語(yǔ)音。

優(yōu)選地，還包括：外部植物庫(kù)接口模塊；所述外部植物庫(kù)接口模塊，用于導(dǎo)入rpc、speedtree和sketchup系統(tǒng)的植物種類(lèi)庫(kù)。

優(yōu)選地，還包括：動(dòng)態(tài)風(fēng)環(huán)境特征加入模塊；所述動(dòng)態(tài)風(fēng)環(huán)境特征加入模塊，用于對(duì)教學(xué)內(nèi)容中的動(dòng)畫(huà)加入動(dòng)態(tài)風(fēng)環(huán)境特征。

優(yōu)選地，還包括：nvdia物理力學(xué)模塊；所述nvdia物理力學(xué)模塊，用于保證園林工具和機(jī)械操作運(yùn)動(dòng)的時(shí)候具有真實(shí)的物理特性。

優(yōu)選地，所述教學(xué)模塊包括：園林施工模塊和園藝栽培模塊中的一種；所述園藝栽培模塊包括：花卉上盆、葉插繁殖、嫩枝扦插、百日草播種、枝接、芽接、花卉換盆和分株繁殖中的一種；所述園林施工模塊包括：駁岸工程施工、園路工程施工、假山工程施工、景墻工程施工、喬木移植施工、土方工程施工、給排水施工中的一種。

上述虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，所述操作訓(xùn)練模塊能夠根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作以及根據(jù)園林園藝實(shí)訓(xùn)過(guò)程進(jìn)行模擬操作，可以針對(duì)不同的園林機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)的操作訓(xùn)練，更加直觀和全面的實(shí)施教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)效果；所述考核評(píng)估模塊根據(jù)操作訓(xùn)練模塊的模擬操作結(jié)果進(jìn)行考核評(píng)估，可以隨時(shí)看出學(xué)生操作的熟練程度和理解程度。所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊將教學(xué)內(nèi)容以三維動(dòng)態(tài)視景的形式進(jìn)行演示，還原真實(shí)場(chǎng)景，視覺(jué)沖擊力強(qiáng)，感染力強(qiáng)，有如身臨其境，可以從各種視角全方位的觀察了解園林景觀和各種花卉樹(shù)木。本系統(tǒng)可循環(huán)使用，節(jié)省校方帶學(xué)生去實(shí)訓(xùn)基地現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)的成本，提供教學(xué)效率，同時(shí)降低學(xué)生管理突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為一實(shí)施例的虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。

圖2為另一實(shí)施例的虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本方案的虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于園林園藝教學(xué)中，系統(tǒng)操作者不用到達(dá)實(shí)際訓(xùn)練基地就可以進(jìn)行教學(xué)培訓(xùn)、授課、考核等教學(xué)工作。系統(tǒng)同時(shí)提供了豐富的系統(tǒng)設(shè)置功能：考試評(píng)估、課件編輯等功能，它可以使教學(xué)老師擺脫繁重的教學(xué)工作，大幅度提高教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，是一套技術(shù)先進(jìn)與實(shí)用相結(jié)合的教學(xué)系統(tǒng)。

圖1為一實(shí)施例的虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。圖2為另一實(shí)施例的虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)圖。下面結(jié)合圖1和圖2進(jìn)行說(shuō)明。

參見(jiàn)圖1，一種虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，包括：教學(xué)模塊12、操作訓(xùn)練模塊14、考核評(píng)估模塊15和虛擬現(xiàn)實(shí)模塊13；所述教學(xué)模塊12，用于存儲(chǔ)教學(xué)內(nèi)容；所述教學(xué)內(nèi)容為園林園藝實(shí)訓(xùn)三維模型場(chǎng)景；所述操作訓(xùn)練模塊14，用于根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作以及根據(jù)園林園藝實(shí)訓(xùn)過(guò)程進(jìn)行模擬操作；所述考核評(píng)估模塊15，用于根據(jù)操作訓(xùn)練模塊14的模擬操作結(jié)果進(jìn)行考核評(píng)估；所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊13，用于將教學(xué)內(nèi)容以三維動(dòng)態(tài)視景的形式進(jìn)行演示。

作為一優(yōu)選實(shí)施例，所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊包括演示單元和存儲(chǔ)單元；所述演示單元，用于展示教學(xué)內(nèi)容，并根據(jù)學(xué)生控制搖桿裝置產(chǎn)生的角度和速度模擬操作；所述存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)模擬操作的操作數(shù)據(jù)。

其中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的展示手段通過(guò)創(chuàng)建和表現(xiàn)虛擬物體與虛擬空間,使信息的展示方式有了新的途徑和形式，使信息更直觀、高效的傳遞。所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊13將教學(xué)內(nèi)容以三維動(dòng)態(tài)視景的形式進(jìn)行演示，系統(tǒng)操作者借助vr系統(tǒng)，就能真切的感受到園林園藝的真實(shí)場(chǎng)景。通過(guò)所述考核評(píng)估模塊15得分?jǐn)?shù)可以分析學(xué)生操作和對(duì)知識(shí)的掌握程度。

作為一優(yōu)選實(shí)施例，所述人機(jī)交互模塊11，包括顯示單元和輸入單元；所述人機(jī)交互模塊，包括顯示單元和輸入單元；所述顯示單元，用于將教學(xué)內(nèi)容在二維平面進(jìn)行顯示；所述輸入單元包括鍵盤(pán)和/或鼠標(biāo)。

作為一優(yōu)選實(shí)施例，系統(tǒng)操作者可通過(guò)鍵盤(pán)、鼠標(biāo)對(duì)場(chǎng)景中的三維模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、平移、放大、縮小，操作園林機(jī)械進(jìn)行針對(duì)性的使用訓(xùn)練。

作為一優(yōu)選實(shí)施例，所述動(dòng)作包括：旋轉(zhuǎn)、平移、放大、縮小中的至少一種。

參見(jiàn)圖2，作為一優(yōu)選實(shí)施例，還包括：課件編輯模塊17；所述課件編輯模塊17，用于對(duì)存儲(chǔ)在教學(xué)模塊12的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行編輯。

參見(jiàn)圖2，作為一優(yōu)選實(shí)施例，還包括：語(yǔ)音提示模塊16；所述語(yǔ)音提示模塊16，用于輸出提示語(yǔ)音。所述語(yǔ)音提示模塊16有語(yǔ)音講解，根據(jù)施工流程，進(jìn)行操作，操作完一步流程后，語(yǔ)音會(huì)提示下一步進(jìn)行的模擬操作。語(yǔ)音是自動(dòng)的進(jìn)行播放，不需要進(jìn)行操作。

參見(jiàn)圖2，作為一優(yōu)選實(shí)施例，還包括：外部植物庫(kù)接口模塊18；所述外部植物庫(kù)接口模塊18，用于導(dǎo)入rpc、speedtree和sketchup系統(tǒng)的植物種類(lèi)庫(kù)。

參見(jiàn)圖2，作為一優(yōu)選實(shí)施例，還包括：動(dòng)態(tài)風(fēng)環(huán)境特征加入模塊20；所述動(dòng)態(tài)風(fēng)環(huán)境特征加入模塊20，用于對(duì)教學(xué)內(nèi)容中的動(dòng)畫(huà)加入動(dòng)態(tài)風(fēng)環(huán)境特征。而且包括其它的所有的氣象模塊，能讓植物顯示在不同的氣候條件下。

參見(jiàn)圖2，作為一優(yōu)選實(shí)施例，還包括：nvdia物理力學(xué)模塊19；所述nvdia物理力學(xué)模塊19，用于保證園林工具和機(jī)械操作運(yùn)動(dòng)的時(shí)候具有真實(shí)的物理特性。

作為一優(yōu)選實(shí)施例，所述教學(xué)模塊12包括：園林施工模塊和園藝栽培模塊中的一種。

作為一優(yōu)選實(shí)施例，所述園藝栽培模塊包括：花卉上盆、葉插繁殖、嫩枝扦插、百日草播種、枝接、芽接、花卉換盆和分株繁殖中的一種；所述園林施工模塊包括：駁岸工程施工、園路工程施工、假山工程施工、景墻工程施工、喬木移植施工、土方工程施工、給排水施工中的一種。

其中，駁岸施工的操作步驟包括：測(cè)量放線(xiàn)、土方開(kāi)挖、基礎(chǔ)施工、駁岸施工、回填濾料土方、景觀處理。園路工程施工模塊主要是模擬園路施工過(guò)程，主要的步驟包括：放線(xiàn)定位、路槽填挖夯實(shí)、結(jié)合層鋪裝、面層鋪裝、面層清洗、養(yǎng)護(hù)。假山工程施工的主要步驟包括：制作模型、定位放線(xiàn)、選景石、基礎(chǔ)設(shè)置、景石吊裝及加固、配景裝飾。景墻工程施工的步驟包括：定位放線(xiàn)、基礎(chǔ)開(kāi)挖、基礎(chǔ)鋪設(shè)、

砌塊排列校正、砌筑墻體、砂漿抹平、彈線(xiàn)定位、石材鋪設(shè)、清理養(yǎng)護(hù)。喬木移植施工的步驟包括：

a.植穴確定：測(cè)量放線(xiàn)、植穴開(kāi)挖。

b.移栽前準(zhǔn)備：選樹(shù)、土球大小的確定、土坨的修整、樹(shù)枝的修剪等。

c.起吊、裝運(yùn)、運(yùn)輸：指揮起吊、裝運(yùn)、大樹(shù)放置方式。

d.栽植：放置植穴，栽植。

e.栽植后養(yǎng)護(hù)管理：澆水、噴水、支撐、樹(shù)干保養(yǎng)等。

土方工程施工的主要步驟包括：土方挖掘、定位放線(xiàn)、土方回填、土方壓實(shí)。給排水施工的主要步驟包括：管道放線(xiàn)、管溝開(kāi)挖、安裝管道、試壓與洗管、管溝回填、噴頭安裝、系統(tǒng)調(diào)試?；ɑ苌吓璧闹饕襟E包括：選盆、起苗、墊盆、裝粗粒土、裝苗、裝培養(yǎng)土、澆水。葉插繁殖的主要步驟包括：選取葉片、葉片處理、葉片扦插、插后管理。嫩枝扦插的步驟包括：苗床準(zhǔn)備、選枝、制穗、澆水、插后管理。百日草播種動(dòng)畫(huà)流程：基質(zhì)消毒、種子處理、裝育苗盆、澆水、播種、覆土和覆膜、播種后管理、上盆后管理。枝接包括兩種枝接的方法：劈接法、切接法。劈接法的主要步驟包括：接穗處理、砧木處理、接合、綁縛。切接法的主要步驟包括：接穗處理、砧木處理、接合、綁縛。芽接的主要步驟包括：選取枝條、取芽片、切砧木、接合、綁縛?；ɑ軗Q盆主要流程包括：脫盆、修枝、墊盆、裝培養(yǎng)土、裝盆、澆水。分株繁殖主要流程包括脫盆、修剪分株、墊盆、裝培養(yǎng)土、裝盆、澆水。

上述虛擬實(shí)訓(xùn)教學(xué)系統(tǒng)，所述操作訓(xùn)練模塊能夠根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作以及根據(jù)園林園藝實(shí)訓(xùn)過(guò)程進(jìn)行模擬操作，可以針對(duì)不同的園林機(jī)械進(jìn)行相應(yīng)的操作訓(xùn)練，更加直觀和全面的實(shí)施教學(xué)，增強(qiáng)教學(xué)效果；所述考核評(píng)估模塊根據(jù)操作訓(xùn)練模塊的模擬操作結(jié)果進(jìn)行考核評(píng)估，可以隨時(shí)看出學(xué)生操作的熟練程度和理解程度。所述虛擬現(xiàn)實(shí)模塊將教學(xué)內(nèi)容以三維動(dòng)態(tài)視景的形式進(jìn)行演示，還原真實(shí)場(chǎng)景，視覺(jué)沖擊力強(qiáng)，感染力強(qiáng)，有如身臨其境，可以從各種視角全方位的觀察了解園林景觀和各種花卉樹(shù)木。本系統(tǒng)可循環(huán)使用，節(jié)省校方帶學(xué)生去實(shí)訓(xùn)基地現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)的成本，提供教學(xué)效率，同時(shí)降低學(xué)生管理突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專(zhuān)利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。