虚拟仿真实验课堂教学管理系统的设计与实现

针对传统课堂教学管理软件功能不完善的问题,设计并实现了一种面向虚拟仿真实验课堂的教学管理系统。该系统基于前后端分离架构模式,系统前端和后端分别采用Vue和SpringBoot框架实现,使用WebSocket、MySQL和JSON数据格式等计算机软件技术,根据虚拟仿真实验课堂教学场景,实现了实验进度监控、在线实验指导和实验步骤调控等辅助功能。应用结果表明,系统为实验课堂教学管理提供了更加完善的信息化辅助,提高了虚拟仿真实验课堂的教学管理效率。

基于VR的言语失用症康复训练系统

针对传统言语失用症康复训练中患者主动训练积极性逐渐减弱的问题,设计了一种基于虚拟现实的言语失用症康复训练系统。采用虚拟人嘴型动画模拟汉语中26个音节发音嘴型,并用于学习模块。利用孤立字语音识别算法识别26个音节,提高识别的准确率。系统还用训练模块、场景模块辅助患者康复训练。结果表明:系统中的虚拟人发音过程能够逼真地模拟真实发音器官的运动,对提高患者的语言能力具有积极作用。

虚实融合技术支持下的探究式实验教学模式研究

2019年发布的《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》已明确中小学将会越来越重视实验教学。本文旨在研究更为新颖且适应当下实验教学的教学模式,通过分析传统实验教学模式的不足,以化学典型实验——高锰酸钾制氧气为例剖析虚实融合技术支持下的探究式实验教学模式,从而总结出虚实融合技术支持下的探究式实验教学的优点以及其存在的必要性。

AR物理实验中的磁感线仿真

针对如何在中学物理实验中,在增强现实(AR)的虚拟环境中模拟出符合物理规律的磁感线、电场线等曲线的问题,研究了一套在三维空间中拟合出符合磁感线性质的磁感线算法,并将其应用到多模态自然交互的AR实验系统中。该算法使用四阶龙格库塔方法生成磁感线,并在必要时使用能量最小化的方法进行修正。该AR系统使用基于实物套件的增强现实并利用多相机协同AR三维注册来克服传统二维MARK跟踪失效问题。最终以中学教学中常见的电生磁实验为例,测试了该磁感线生成算法和实验系统。结果表明,该磁感线符合物理定律,并可以较好地服务于电磁相关的物理实验中,具有解决实验现象不明显,使学生理解更为直观透彻的实际意义。