一种基于数字化仿真的专业教学培训信息化语境模拟系统

1.本发明属于专业教学培训技术领域，具体涉及一种基于数字化仿真现代高科技信息化的专业教学培训用语境模拟系统。


背景技术：

2.随着社会的发展进步，社会分工及专业划分越来越细，而专业知识的掌握都需要长时间的学习培训。比如，英语专业变得越来越重要，有变成我国第二语言的趋势，现在的英语学习，由原来的高中才开始学习，变为现在的小学，甚至幼儿园就开始学习英语，而且英语对于以后出国的深造，毕业找工作都大有影响，可见英语专业的重要性。现有的专业语境信息化教学用语境模拟系统显示装置多数不具有较好的辅助装置，调节方式不够便捷，且使用时不够智能化，不能与学员建立较好直观交流条件，影响教学培训的质量和效果。这些专业教学培训过程其实都涉及多种专业理论知识，比如英语专业教学包括语言学、第二语言习得、词汇学、句法学、文体学、语料库理论、认知心理学等内容，机械工程专业教学涉及工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、机械工程材料、制造技术基础等内容。因此，专业教学是一个循序渐进的过程，提高专业教学培训的质量和效果，对于知识爆炸、知识经济的当今信息时代，专业培训及英语等专业学习在全球化快速发展的今天都是至关重要的。
3.专业教学培训学习在现代社会发展中有着至关重要的作用，现有专利(cn207993273u)解决了英语专业语境模拟教学培训的问题，但随着信息科技日益发达，其在使用时的不便性逐渐凸显，在进行支撑培训观看学习时，观看角度难以进行合适调节等，使得学员学习存在困难，且对于不同品牌型号的平板电脑，因尺寸差异在固定平板电脑使用时存在不便。随着旅游市场对旅游高等人才的需求逐步升级，旅游专业教学培训也面临着巨大挑战。甚至，中国旅游专业教育的前进步伐已开始显得步履维艰并面临着多方面指责。为此，充分利用教学设计理论和现代信息科技手段培养合格的专业技术人才，能提高专业人员的文化素养、业务素质和分析、决策等能力，也是专业教学培训改革实现跨越式发展的关键。然而，目前的教学培训模式往往使得专业培训学习单调乏味，降低了学员的学习兴趣且质量效果不佳。而数字化仿真能够通过建模技术、立体合成技术、交互技术模拟现实中的虚拟环境、三维地理空间，数据实时响应并可视化，集成多数据源接入、自动化数据萃取，分布数据存储，为用户决策判读提供全面的数据支持。为提高学习兴趣和质量效果，本发明提出一种基于数字化仿真的专业教学培训信息化语境模拟系统。


技术实现要素：

4.为解决现有教学培训技术中存在的上述问题，本发明提供一种基于数字化仿真的专业教学培训信息化语境模拟系统，具有可便捷调节高度、显示装置倾斜度、以及基于现代高科技数字化仿真的专业教学培训语境，便于师生交流、环境友好、身临其境的特点，旨在解决传统的专业教学学习培训系统的功能单一、使用效果差的技术问题，用以提升专业教
学培训学习兴趣和质量效果的系统。
5.为实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种基于数字化仿真的专业教学培训信息化语境模拟系统包括双目摄像头、轴承滑套、平衡支架、工作台、蓝牙/wifi收发器、气味发生器、步进电机、电源、处理器、信号收发器、教具柜、控制器、联轴器、升降螺母、高度调节螺杆、vr眼镜、耳麦、角度调节螺栓、数据手套及触摸屏。所述触摸屏的上端设置有双目摄像头，其下方设置有教具柜；所述教具柜的外侧一端设置有蓝牙/wifi收发器及气味发生器，其外侧的另一端设置有控制器，其后面设置有两个平衡支架和用于升降触摸屏的步进电机；所述触摸屏的后侧固定连接有轴承滑套和升降螺母，所述触摸屏通过后侧的两个轴承滑套与固定于教具柜后面的两个平衡支架滑动连接，并通过其后侧的升降螺母与高度调节螺杆连接；所述高度调节螺杆通过联轴器与步进电机连接，所述步进电机接收控制器的信号转动并带动触摸屏升降，所述教具柜的顶部设置有工作台，所述耳麦由耳机及其上端的麦克风一体连接组成。
6.优选地，所述耳麦上设置有信号收发器，所述蓝牙/wifi收发器与信号收发器通过蓝牙/wifi传输连接，所述耳麦上设置有用于连接vr接头卡槽的连接环，其耳机的一端设置有麦克且可通过转动轴转动调节麦克的距离和方向，所述vr眼镜的一端一体成型有vr接头卡槽，所述vr眼镜与耳麦通过连接环和vr接头卡槽卡合连接。
7.优选地，所述数据手套由指套、触感器及处理器组成，其上也设置有电源和手套信号收发器。
8.优选地，所述触摸屏的高度可通过双目摄像头采集到的学员的高低及姿态信息，经控制器运算决策后由步进电机自动调节；所述触摸屏后侧的两个轴承滑套与固定于教具柜后面的两个平衡支架的滑动连接，能够保证触摸屏升降调节的稳定性。所述触摸屏下方教具柜下端后侧设置有角度调节螺栓，可根据需要通过调节角度调节螺栓控制触摸屏的倾斜角度，以保证最佳的教学培训效果。
9.优选地，所述专业教学培训信息化语境模拟系统基于数字化仿真，经过处理器综合运算处理，可将各种信息信号传递到各终端；所述vr眼镜、耳麦上均设置有蓝牙/wifi收发器，可互换接触摸屏与耳麦、眼镜的信号并相互传输，都可实时接收处理器运算的各种信息信号，不仅可增加学员学习兴趣以及与教师的交流方式，也可提升使用舒适性。
10.优选地，所述vr眼镜、耳麦上通过设置连接环与接头卡槽，可将vr眼镜与耳麦进行组装拼接为一体，以便于不同教学专业及方案的培训应用，增加学员使用兴趣和教学培训效果及实用性。
11.优选地，所述气味发生器，可结合专业培训内容(如化学、生物、烹饪等课程)在控制器作用下发出相应气味，可丰富语境模拟环境，增强模拟系统的趣味性和培训学习效果。
12.优选地，所述平衡支架、轴承滑套、升降螺母、及步进电机的安装均进行了结构加强，保证了系统使用时的稳定性，增加其固定效果。
13.本发明的有益效果是：本发明与现有技术相比，通过设置步进电机、升降螺母、平衡支架、轴承滑套、角度调节螺栓可调节触摸屏的高度及俯仰角度，使用较为便捷。平衡支架能够在轴承滑套中可上下滑动，保证触摸屏升降时的稳定性。设置的蓝牙/wifi收发器和手套信号信号器、耳麦信号信号器、及眼镜信号信号器，可互换接触摸屏与耳麦、手套、眼镜的信号并相互传输，这不仅可增加学员学习兴趣以及与教师的交流方式，也可提升使用舒
适性；通过设置连接环与接头卡槽，可将vr眼镜与耳麦进行组装拼接为一体，以便于不同教学专业及方案的培训应用，增加使用兴趣及效果。触摸屏下方教具柜的下端后侧设置角度调节螺栓，可根据需要通过调节角度调节螺栓控制触摸屏的倾斜角度，以保证最佳的教学效果。此外，本发明一种基于数字化仿真的专业教学培训信息化语境模拟系统，基于现代高科技的数字化仿真，具有开放性、多样性和系统性的特点，能使学员学习和掌握相关专业的基本知识技能，利于教师有效地教学，同时能使学员进行灵活的专业模拟实践训练，且增加学员专业学习的趣味性，使学员在学习过程中不易疲劳，还可保护学员视力，提高专业教学学习培训的效果质量。真正为教师和学员提供了一个完整的教学和实战的专业培训系统，并最大限度地提升学员的专业能力、业务及文学素养。
附图说明
14.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
15.图1为本发明语境模拟系统的硬件结构的后视示意图；
16.图2为本发明语境模拟系统的硬件结构的前视示意图；
17.图3为本发明中数据手套的结构示意图；
18.图4为本发明中耳麦与vr眼镜及连接部分爆炸结构示意图。
19.图中：1、轴承滑套，2、平衡支架，3、工作台，4、气味发生器，5、蓝牙/wifi收发器，6、角度调节螺栓，7、步进电机，8、教具柜，9、控制器，10、联轴器，11、升降螺母，12、高度调节螺杆，13、触摸屏，14、双目摄像头15、电源开关21、指套，22、手套处理器，23、手套电源，24、手套信号收发器，25、触感器，26、数据手套，31、接头卡槽，32、耳麦处理器，33、耳麦，34、耳麦电源，35、麦克风，36、耳麦信号收发器、37、耳机，51、连接环，52、眼镜信号收发器，53、vr眼镜，54、眼镜处理器，55、眼镜电源。
具体实施方式
20.通过现代化高科技数字化信息化手段模拟的真实语境进行互动。利用vr眼镜53、数据手套26、耳麦33、环绕立体声音响系统、触摸屏13、气味发生器4、信号收发器等装备把学员带入身临其境的自然环境和人文语境中，视、听、闻、触到该语境下可能出现的影像、声音、气味、触感。在真实地感受到该语境的真实氛围的同时，基于数字化仿真还能通过数据手套与语境中的物体进行肢体触碰、空间挪移，通过耳机(37)、麦克风35、双目摄像头14等传递语言信息，实现真实语境交流感受，激发学员学习热情，提高学习效果。
21.下面将结合本发明说明书中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明技术方案的一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.实施例1
23.参阅图1-4，本发明提供以下技术方案：一种基于数字化仿真的专业教学培训信息化语境模拟系统，包括双目摄像头14、轴承滑套1、平衡支架2、工作台3、蓝牙/wifi收发器5、气味发生器4、步进电机7、教具柜8、控制器9、联轴器10、升降螺母11、高度调节螺杆12、vr眼镜53、耳麦33、角度调节螺栓6、数据手套23及触摸屏13。所述触摸屏13的上端设置有双目摄
像头14，其下方设置有教具柜8；所述教具柜8的外侧一端设置有蓝牙/wifi收发器5及气味发生器4，其外侧的另一端设置有控制器9，其后面设置有两个平衡支架2和用于升降触摸屏13的步进电机7；所述触摸屏13的后侧固定连接有轴承滑套1和升降螺母11，所述触摸屏13通过后侧的两个轴承滑套1与固定于教具柜8后面的两个平衡支架2滑动连接，并通过其后侧的升降螺母11与高度调节螺杆12连接；所述高度调节螺杆12通过联轴器10与步进电机7连接，所述步进电机7接收控制器9的信号转动并带动触摸屏13升降，所述教具柜8的顶部设置有工作台3，所述耳麦33由耳机37及其上端的麦克风35一体连接组成。本发明工作原理及使用流程如下：
24.本发明通过设置步进电机7、升降螺母11、平衡支架2、轴承滑套1、角度调节螺栓6可调节触摸屏13的高度及俯仰角度，且使用也较为便捷。平衡支架可在轴承滑套1中上下滑动，能够保证触摸屏13升降时的稳定性。
25.使用时，先将本发明系统硬件固定安装、接通电源，并初步调节触摸屏13的倾斜角度；工作过程中，双目摄像头14根据抓拍到的学员的面部表情并结合专业教学训练内容，在控制器9的作用下实时显示培训场景及培训对话内容，同时在步进电机7的作用下上下调节触摸屏13(非vr眼镜显示状态)的高度以适合不同学员，若在使用时出现反光等不适应时，可转动角度调节螺栓来调节触摸屏的倾斜角度。
26.教学过程中开启蓝牙/wifi收发器5和手套信号收发器24、耳麦信号收发器36、及vr眼镜信号收发器52，可互换对接触摸屏13与耳麦33、数据手套26、vr眼镜53的信号进行接收传输，可增加学员的学习兴趣，增加教师与学员的交流方式，也可提升使用的舒适性；通过设置连接环51与接头卡槽31，可将vr眼镜53与耳麦33进行组装拼接合为一体，更加方便于不同专业及方案的教学培训应用，增加使用兴趣效果，通过在触摸屏13下方教具柜8的下端后侧设置角度调节螺栓6，可通过调节角度调节螺栓6控制触摸屏13的倾斜角度，可根据需要适当调节触摸屏13倾斜度保证最佳的教学效果。这样就提升教学质量，增加学员的学习兴趣。
27.实施例2
28.通过模拟shopping语境进行实例说明：在此实例中，学员扮演顾客角色，语境模拟系统扮演售货员、收银员等角色。
29.第一步：学员打开电源开关15，走向触摸屏13，双目摄像头检测到学员后，“售货员”热情地迎接“顾客”，语境模拟系统发出欢迎光临的声音，学员进行回答；
30.第二步：语境模拟系统询问顾客有什么需求，学员回答后，“售货员”把“顾客”带到相应的“购物区”，基于高科技数字化仿真技术，“顾客”推着“购物车”在“商场”中行走；
31.第三步：学员通过vr眼镜53看到喜欢的衣服，通过数据手套26从货架上拿取自己预选的几件衣服，通过数据手套的触感器25能够感受到真正触碰到了衣服，“售货员”为顾客推荐所需商品；
32.第四步：学员在选择衣服过程中，可通过耳麦信号收发器36发出信息并与处理器进行交互，基于处理器运算信息就尺寸、颜色、款式、价格等问题与“售货员”交流。模拟试穿后确定最终要购买的衣服。
33.第五步：学员走到自助收款机旁，将衣服扫码后系统报出支付金额并询问支付方式，学员选择支付方式并付款。
34.第六步：学员付款后准备离开，双目摄像头14如果抓拍到学员满意的表情，“售货员”就说谢谢惠顾，如果抓拍到不满意的表情，就说欢迎提出宝贵意见。
35.整个购物过程结束，顾客在此过程中与售货员和收银员进行对话交流，实现仿真语境的交流感受。
36.所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。