这是2017年的机械装配作品,是15届的师兄制作的

作品简介:

 

 

机械类课程是理工科院校的核心类课程,该类课程对实验条件要求较多。传统机械类实验实训室通常资金耗费多,场地占用大,设备更新换代缓慢,教学中学生实际操作时间受限,同时部分实验环节存在危险性。

基于以上事实,我们开发基于VR(虚拟现实)技术的虚拟实验平台,将机械实验过程虚拟化,设计适合教师和学生使用的功能,以辅助此类课程的教学过程,提升教学效果。

我们的虚拟实验平台包含的功能有:

  • 针对学生:

针对不同的机械设备,提供“练习”和“测验”模式,并提供讨论区,让学生对机械设备有全面细致的了解;

  • 针对教师:

提供快速更新实验项目的功能,并能设计测验模式,读取学生在测验过程中的数据和统计结果,方便教学过程的把控。

作品安装说明:

本作品采用的设备是HTC VIVE头戴式虚拟VR眼镜,基于Unity 3D引擎搭建的一个虚拟试验平台。

本作品采用EXE文件格式,并需要安装Steam VR和MYSQL数据库,并且需要搭建好HTC VIVE头戴式虚拟设备。

注:在Unity文件中有数据库保存功能,EXE文件里暂时没有数据库保存功能。

设计思路:

我们设计此虚拟试验平台,主要的思路就是通过模拟真实的机械设备形态,让学生能在类似游戏的过程中熟悉设备的特征,为真实的上台操作打下良好的基础。同时让教师能够利用此平台,优化现有的的教学步骤,提升教学效率和质量。

我们设计的功能针对学生和教师两个方面,在进入虚拟实验平台时,先进行身份验证,区别是学生还是教师,从而根据身份的不同决定进入的场景。

 

  • 针对学生:

虚拟实验平台提供两个模式给学生进行选择,分为练习模式与测验模式。

在练习模式中,学生可根据自身要求进行选择组装或者拆解,在组装过程中,每个零部件都会有相应的解释,并且平台会有组装步骤的提示,学生可根据提示一步步进行组装,在组装完成后可单独查看成品;而在拆解过程中,学生可根据自身自由拆解,拆解完毕后各部分零件会摆在平台内的桌子上方,并且每个零部件都会有相应的提示,可供学生了解并熟知。

在测验模式中,学生凭借自身所掌握的来进行组装,在学生长时间没进行操作时,平台会进行相应的提示,在学生组装部件错误的时候平台会发出相应的提示音,错误次数达到相应次数时会给予温馨提示,最后根据其错误次数、错误点以及完成的时间来进行最终的评分并上传到平台的数据库中。

  • 针对教师:

教师可在平台上传相应的模型以及对整体模型和模型零部件进行相应的解析等操作。教师也可在后台的数据库中查看学生测验信息,根据数据库中提供的信息可以针对学生错误次数多、错误点集中的地方进行针对性教学,从而提升教学效率和教学质量。

设计的重点:

  • 针对学生

练习模式:

  • 组装步骤的提示
  • 拆解的自由化
  • 细节的处理
  • 成品的查看

测验模式:

  • 时间、分数的统计
  • 错误点以及错误点分值
  • 错误次数统计并进行提示
  • 测验完成后的排行
  • 针对教师
  • 上传机械模型和实验方案
  • 对模型以及模型零部件进行解析说明
  • 后台数据库中查询学生信息

设计难点:

  • 针对学生

练习模式:

  • 更细致更人性化的步骤提示
  • 细节的处理
  • 拆解的步骤处理

测验模式:

  • 操作错误后的提示音
  • 达到相应的错误次数后的提示
  • 更细致更人性化的温馨提示
  • 错误点的统计以及分数的统计
  • 针对教师
  • 上传机械模型和实验方案的具体解决方案
  • 添加模型的说明分析等

 

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