基于WebGL与增强现实技术的教学辅助系统的设计与实现

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:dejia2000
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随着信息技术的不断发展和进步,教育信息化的发展水平也在不断提高,在此背景下,出现了计算机辅助教学系统,被用于各个学科中进行辅助教学或提供独立学习环境,以帮助学生提高学习效率和学习质量。其中也包括实操性较强的化学学科。本文通过分析现有化学教学辅助系统的不足,对其进行改进与创新,重新设计并实现了一个基于WebGL与增强现实技术的化学教学辅助系统。本文采用软件工程思想,首先对系统进行了需求分析,然后在需求分析的基础上对系统进行了概要设计和详细设计,并最终实现了该教学辅助系统。通过对系统的实验和测试,验证了系统的实用性与创新性。本文实现的化学教学辅助系统,为学生提供一个独立的学习环境,同时为老师的教学提供了辅助。本文系统摒弃了以往的C/S架构,改为采用B/S架构实现,并且利用WebGL页面3D技术让其中功能模块立体化,同时还运用了增强现实技术对系统的学习交互方式做出了创新。系统包含了用户管理、元素周期表学习、分子球棍模型操作平台、虚拟实验室四个子系统。用户管理子系统支持不同的角色用户在系统中进行注册、登录以及修改个人信息等操作;元素周期表子系统利用增强现实技术,在移动端页面实现了虚实结合的交互学习方式,让用户可以在现实世界的画面下观察虚拟的元素原子结构;分子球棍模型操作平台为化学教师提供一个在线的球棍模型编辑器,支持上传、导入、导出、编辑模型等功能,同时还为学生提供浏览、查看分子球棍模型的功能;虚拟实验室利用WebGL及相关页面3D技术实现了一个三维实验室场景,允许用户通过鼠标、键盘在场景中漫游并与场景中的化学仪器模型进行交互。本教学辅助系统能够帮助学生缩短学习中学化学的时间、提高学习中学化学的兴趣并激发创造力;同时为教师带来了实用的教学辅助功能。是一个具有重要实际应用价值的教学辅助系统。
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