智慧课堂虚拟现实-zspace

第一章智慧课堂虚拟现实

1.1智慧课堂

1.1.1系统概述

在学校，课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环，做好教学互动环节，是掌握好教学环节的质量，提高教学水平的关键。现行的教学过程中，传统的签到环节、疑问确认环节、提问互动环节、课堂小测试环节存在诸多问题。签到过程中，使用纸张签到，效率低且存在代签现象，结果不便于教师统计；提问互动环节和课堂小测试的环节中，教师给出简单选择后，学生举手或者口头回答，不能获得准确的统计数据，教师只能根据大体情况来判断是否进行教学，没有准确的数据，更不能考虑后期的数据挖掘和数据统计工作。传统的教学方式已经不适应现代化教学的需要，基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、资产管理、环境智慧调节、视频监控及远程控制于一体的新型现代化智慧教室系统在逐步的推广运用。智慧教室作为一种新型的教育形式和现代化教学手段，给教育行业带来了新的机遇。

1.1.2智慧课堂功能

智慧教室系统打通教学流程的课前、课中、课后、课外各环节，使用专项定制的人人通学习机，可与学校现有的课程中心、网络教学平台、资源平台、电子书包进行灵活畅通对接互通。智慧教室课堂系统根据学校的现有信息技术架构，提供了数据中心版、私有云服务版、公有云服务版多种灵活的部署实施方式，为学校的教学模式创新与落地提供个性化、灵活逐级扩展、安全稳定的技术与服务水平。

智慧课堂系统的特色:

●颠覆传统教学，提高学生知识应用力、自主思考力、探究学习力

●无线多屏互动技术，权限控制、跨平台多点交互

●大数据挖掘分析，助力教师针对性制定教学方案

●满足各种需求的定制服务

●个人学习空间满足进阶式教学

多种教学互动场景与功能推动探究式教学模式、启发式教学模式、讨论式教学模式等创新型教学理念的研究与实现，并同时支持多种教学终端（电子白板、人人通学习机、PC、笔记本等等）。

智慧课堂允许学生和教师在开课前掌握预习情况，并在课堂上导入课前作业进行讲评，老师主持与指导学生进行探究式小组教学活动，系统自动采集课堂信息生成质量报告。

1.1.3智慧课堂布局

智慧教室系统由交互式电视、书写电子白板、微课笔、智慧课堂系统、学生学习终端、短焦投影机等主要功能模块组成，教师教学登录到智慧课堂平台，，实现无尘教学，保护师生的健康，老师可在电子白板上进行书写、绘制讲解分析。老师使用的智能终端受学校管理员通过智能中控设备统一管理，在云平台中心存放大量丰富的教学资源，学生及老师可以在线查阅或者下载到本地，与此同时，老师也可以将备课资料存放到云平台，当上课需要时，直接调出来使用即可。

在学生平板电脑上安装智慧课堂电子书包系统，平板电脑无线网络连接到班级AP上，学生可以自行分组讨论教学问题，也可以与教师进行教学互动，灵活的教学方式使整个教学更加生动，学生更易及时掌握课堂知识。

智慧课堂平台系统：

智慧课堂软件是运行在智慧课堂云终端上的一套软件系统，用以支持各种电子书包进行课堂互动教学，实现课堂互动功能及设备控制，同时可以和智慧校园云平台挂接，实现数据中心存储和网络备课、辅导。

智慧课堂系统在不增加老师工作量,不改变老师授课习惯的前提下，一键操作，实现全模式互动教学。支持教师云端空间，支持教师备课、课件管理、分层教学、题库管理、作业管理、信息发布等。

学生的电子书包通过智慧课堂云终端，直接参与课堂互动，同时可以和智慧课堂云平台挂接。学生终端互动课堂支持学生空间，支持电子作业，学生可通过PC或PAD，在客户端或者浏览器上完成教师布置的预习和复习作业，能显示当前作业状态。支持错题集，支持课堂笔记等。

1.1.4智慧课堂效果图

1.2虚拟现实zSpace系统

1.2.1系统概述

虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。

此技术可广泛地应用到城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域，可提供切实可行的解决方案，从而降低成本与风险。

1.2.2zSpace系统

zSpace系统是整合现实世界工作环境的桌面虚拟现实系统，实现现实与虚拟世界的自由穿越。技术核心是高保真的立体显示系统，低延迟的跟踪系统，软

件系统。zSpace 是一整套显示和交互系统，由 3D 显示器、红外笔以及 3D 立体眼镜构成。通过这套系统，用户不仅可以能将电脑内显示的图像通过红外笔移动到屏幕之外的空间，360 度地观察一个物体，还能解剖其结构，更深入地了解内部运作。

在教育领域中，zSpace系统为学生提供了一种现实的学习环境以及身临其境的学习体验，符合NGSS和CCSS教育标准。zSpace操作笔可以将虚拟全息图像从屏幕中提取出来进行操作，有些应用程序还提供了多种感知反应，比如，学生操作心脏物体时，可以看到心脏的跳动，听到心脏跳动的声音。

1.2.3zSpace系统教学应用实例

基础软件平台：

●具有超过1000个模型库；

●具有超过350部课件，为多个学科提供有效的教学工具；

●支持提供多种交互工具，导入模型、旋转、拆分复杂结构、测量、尺寸

对比、标签；

●支持提供课件开发工具，老师创客可利用该工具实现课程设计；

●支持提供课程设计分享工具；

●支持涵盖匹配课标的课程和课外拓展的课程。

生物结构解剖：

地层结构研究：

3D立体结构分析