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VR虚拟课程实验内容与VR云授课系统

云服务器 34℃ 1883评论

Hobby VR虚拟课堂系列产品

 

解决方案

 



1. 项目概况

1.1 项目背景

教育部办公厅20172月份印发《2017年教育信息化工作要点》,推动数字校园和智慧校园建设,启动基于VR的实验实训平台建设,完成互联网+智慧教育示范基地建设的目标。《要点》明确提出要实现“教学技术信息化”、“教学评估信息化”、“课程教材信息化”、“教学模式信息化”等九大内容。

1.2 教育的未来发展方向 

21世纪是信息化高度建设和发展的年代。随着虚拟现实、人工智能等技术的飞速发展,教育行业的教学思路与手段也随之变化,教育应该不拘泥与传统书本上的说教而是通过高科技的手段来打破以往的教学环节,使学生可以更高效、更快捷、更方便、更系统的获取到知识,同时收获快乐。

1.3 项目政策响应

1)教学技术信息化 以现代信息技术为教育技术的核心,提高各种软件、硬件的技术含量与信息质量。Hobby VR虚拟课堂专注于K12领域,提供基于VR技术的教学解决方案,使教师摆脱了以前一支粉笔、一本书、一张嘴的传统呆板的教学模式,在呈现教学内容,创设教学情境,调动学生的多种感官功能,使学生的学习更加直观、形象、生动方面有其独到的作用。

2)教学评估信息化 注重计算机在评估信息的采集、传输、处理和结果分析中的应用,使评估经常化、自动化、智能化。特别要注重信息导航与实时评估,使教学过程能自动向着教学目标演进。Hobby VR虚拟课堂通过视点追踪技术采集学生在学习过程中的关注点及关注频率的数据,通过Hobby VR云平台系统中的算法,实时生成学生学习行为评估数据,让教师同步掌握每个学生的学习状况。

3)课程教材信息化 要适应信息社会发展的需要,不断深化课程教材改革;开设信息技术课程,加强信息技术教育;努力提高各科教材的技术含量,注意培养学习者的信息能力。Hobby VR虚拟课堂沉浸式、强交互的教学内容和手段,可以将知识体系分解为教学知识点及开拓学生视野和提升学习兴趣类的科普知识,能够有效地解决传统教学中扁平式呈现手段的瓶颈,让教学变得更加有趣直观,从而真正实现快乐、高效的课堂教学。

4)教学模式信息化 构建适应信息时代要求的新型教学模式,要将信息的获取、处理、应用、创新等环节的组配作为教学模式构建的基础。Hobby VR虚拟课堂彻底解决以往传统二维空间授课过程中的痛点。各项应用研究表明,VR技术进入日常教学,能形象生动地表现教学内容,提高学生掌握知识、技能的效率, 真正使教学者更容易地去表达自己的教学思想和内容。

1.4 什么是VR虚拟课堂

VR虚拟课堂是将虚拟现实技术与教学课程深度结合,以K12知识课程为核心,集教师主机、学生主机、学生VR头显、VR云授课系统于一体,为学生打造全沉浸式、强交互式学习场景的信息化教学解决方案,旨在革新教学模式,提升教学手段。

1.5 对比传统教学模式的优势

项目

传统教学

VR教学

学习方式

灌输式学习:被动接受,死记硬背、难理解、易忘记。

体验式学习:主动体验、参与学习,理解更加深刻,记忆时间久。

理解能力

个人能力不均:每个学生的想象能力不均,很多抽象知识无法理解。

更公平的环境:将抽象的知识具象化,想象力弱的同学对知识理解更深刻。

学习兴趣

兴趣弱:很多重复的知识和形式无法提高学习兴趣,产生厌学情绪。

兴趣强:全新的学习方式,寓教于乐,提高学习兴趣,学习动力提升。

学习效率

效率低:平面的知识需要大量教辅解释,信息量低,学习效率低。

效率高:沉浸式学习环境直观、生动,信息量大,提高学习效率。

1.6 VR技术对于教学的意义

VR技术在教学中的运用,使微观世界宏观化,平面世界立体化,抽象世界具体化,解决和突破了传统教学中的难点和瓶颈。VR技术对于教学的意义主要体现为:

1)帮助学校革新教学方式

从知识传递方式的演变角度来看,经历了口口相传、文字传递、图文传递、音画/视频传递(平面)、3D音画/视频传递(立体)的演变,发展到今天的360°全景VR,这是一种彻底的革新的教育方式。

2)帮助老师提升教学手段

VR作为一种高维度媒介,更利于学生的吸收、理解和接受。在将来,老师会变成一个创造情景的职业,而不是枯燥的传递知识。老师们创造和选择场景,让学生们自己去探索,每个学生都会探索不一样的东西。

3)帮助学生提升学习兴趣

VR教学让学习知识变成一个沉浸于虚拟空间里的“体验之旅”,对于学习兴趣的提升、知识难点的理解、创新思维的扩展……都将是全新的改变。


2.2 合作单位

目前,公司已与多家硬件厂家、内容制作商、学校与教育机构、产业协会等达成战略合作关系。

硬件厂家:HTC ViveHPLenovoSamsungPico3Glasses、联想租赁等;

内容制作商:威爱教育、北京新智感科技、93号院博物馆、沃阿汇、东湃等;

学校与教育机构:蒲公英中学、西工大附中、西安中铁中学、昂立教育、北清智库等;

产业协会:ARA联盟、VRSD协会、商界传媒、向日葵传媒、中国教育装备采购网等。

 

3. Hobby VR虚拟课堂介绍

适用于K12基础教育阶段小学、初中、高中构建VR教室,用于辅助课堂教学。目前已完成初中课程内容的研发。

通过教室的无线(或有线)局域网,把教师主机、学生机及VR头显连接通信,教师通过《Hobby VR云授课系统》对学生VR头显内呈现的课件进行控制,实现VR教学。

 

3.1 设计原则与参考标准

3.1.1 设计原则

为保证VR云授课系统和VR虚拟现实内容的完美结合的建设相关要求,在设计方案时遵循如下的设计原则:

Ø 系统安全原则:VR云授课系统和VR虚拟现实课件平台自身安全包括物理安全、系统安全、数据安全和运行安全等;

Ø 可靠性原则。执行ISO9002质量认证体系,确保安全保密设备的高可靠性和稳定性;

Ø 易操作原则。云桌面系统和VR虚拟现实课件平台的使用、维护、管理、发行等方面要易操作;

Ø 高效原则。云桌面系统和VR虚拟现实课件平台的处理能力要求能满足现阶段的实际需求,保证系统的高效运行,并能根据系统的发展进行不断提升;

Ø 经济性原则。云桌面系统和VR虚拟现实课件平台的建设、运行维护以及将来的扩展建设,必须符合经济性原则;

3.1.2 参考标准

Ø 《信息安全等级保护管理办法》(公通字[2007]43号)

Ø 《信息系统安全等级保护基本要求》(GB/T 22239-2008)

Ø 《信息安全技术信息系统通用安全技术要求》(GB/T 20271-2006)

Ø 《信息安全技术信息系统安全管理要求》(GB/T 20269-2006)

Ø 《信息安全技术信息系统安全工程管理要求》(GB/T 20282-2006)

Ø 《信息安全技术操作系统安全技术要求》(GB/T 20272-2006)

 

3.2 HOBBY VR教室架构图

3.2.1 VR教室/云平台整体架构图

 

 

 

3.2.2 VR课堂结构拓扑图

 

 


3.3 VR虚拟课堂软件部分

VR虚拟课堂软件部分主要由VR虚拟课堂实验内容与VR云授课系统组成。


3.3.1 VR虚拟课程实验内容

以孩子的好奇心(Curiosity)为火种,点燃兴趣(Interest)的火把,照亮了爱好(Hobby)的道路,通向智慧(Wisdom)的人生。

Hobby VR精品课程是好奔奔联合国内知名教师、学校、教育机构等组成教研团队,根据最新的全国教学标准自主研发,全力打造K12教育产品完成课程体系。

 


K12 产品课程体系

目前已经开发的139节VR精品课程中,涵盖初中阶段的物理、化学、地理、生物等知识课程和国家地理、安全教育、科普教育等综合课程。具体课程详见附表Hobby VR课堂的《K12素质教育VR课程体系表V1.5》。

具体的内容图片展示如下:

 

K12教育(T应试级)_VR物理实验 (电流及磁场实验)

 


K12教育(T应试级)_VR化学实验(氧气的制取)

 


K12教育(S素质级)_VR生物课堂(人体所需营养素)

 


K12教育(S素质级)_地理课堂(中国的疆域)

 

 


K12教育(E娱教级)_VR化学元素游戏

3.3.2 VR云授课系统

1)系统介绍

Hobby VR云授课系统是好奔奔自主研发的VR教学管理系统,用于支持教师选课授课教师端中控,课堂教学模范化管理,采集学生行为轨迹,生成教学评估结果。

较市场同质系统独具以下五大亮点功能:

1)基于操作点轨迹的信息化教学评估报告实时生成功能;

2)内置智能互动机器人交互功能;

3)多学生端实时控制系统功能;

4)独立授课端学生视角同步切换功能;

5)学生与教师互发消息功能。

2系统结构拓扑图

 

 


3)系统参数

1)研发平台:C#,PHP

2)网络服务器操作系统:CentOS 6.5

3)PC端操作系统:Windows10  64 bit

4)数据库:Mysql 5.6

5)开发工具:Unity3D 5.4

4)教师管理系统

 


教师管理系统V1.0主界面


3.4 VR虚拟课堂硬件部分

VR虚拟课堂的硬件主要包括PC机、VR头显、网络设备三大部分组成。

3.4.1 PC主机

1)教师机配置


最低配置

推荐配置

硬件系统

CPU E5 2609/内存8G / 

硬盘500G*2/独显GTX 1050TI 4G/

电源400W

CPU E5 2620/内存16G /硬盘SSD 120G + HD 500G*2/ 独显GTX 1060 6G/

电源450W

软件系统

Win 10 32bit

Win 10 64bit (升级至创意者更新)

网络环境

100MBbps

1000MBbps

接口说明

HDMI 2.0、USB 3.0、Bluetooth 4.0


2)学生端机型配置


最低配置

推荐配置

硬件系统

CPU  Core™ i5/内存8G / 硬盘500G/

独显GTX 1050TI 4G/电源400W

CPU Core™ i7/内存16G /硬盘SSD 120G/ 独显GTX 1060 6G/电源450W

软件系统

Win 10 32bit

Win 10 64bit (升级至创意者更新)

网络环境

100MBbps

1000MBbps

接口说明

HDMI 2.0、USB 3.0、Bluetooth 4.0

 

3)学生端中级机型展示

      

                                    

联想拯救者 刃7000系列             惠普(HP)光影精灵580系列



4)教师管理端机型展示

 

                                    

ThinkStation系列(偏图形计算)    ThinkServer系列(偏数据安全)

 

3.4.2 VR头显

1)可适配头盔配置


VR头显

WindowsMR头显

其他

基本配置

分辨率:1080x1200单眼(2160x1200综合)

刷新率:90Hz(HDMI 2.0接口)

视野:110度

内置前置摄像头

音频输入/输出:3.5mm接口

支持瞳距、镜头距离调节

分辨率:1440x1440单眼(2880x1440综合)

刷新率:90Hz(HDMI 2.0接口)

视野:100度

跟踪摄像机:前置双摄像头

音频输入/输出:3.5mm接口

/

定位方式

外部定位

内部定位

/

厂家

HTC Vive 、Oculus

Lenovo、HP、三星等

/

 

2)部分头盔图片展示

1)HTC Vive  VR头显示

 

2)Windows系MR头显--LENOVO

 

3)Windows系MR头显--HP

 


4)Windows系MR头显--三星

 

3.5 核心竞争力

3.5.1 优质VR课件内容

1)与国内知名教师、学校、教育机构等组成教研团队,根据最新的教学标准自主研发;

2)丰富的三维数字、VR培训课程制作经验;

3)每节知识点的学习目的与考核,同实际教学知识点的有效结合;

4)真真正正的全沉浸、强交互的互动VR科技内容。

3.5.2 完善的技术框架

1)系统中飞行助手的设计与代码编写,可实现人与系统的智能交互;

2)多人连接互动基础代码编写与测试,可以支持2-6人的联机互动或者协同作业;

3)用户使用行为信息收集与智能分析;

4)美术资源的强力优化。

3.5.3 完美的系统兼容性

1) VR课件内容在Windows 7 32bit64bit Windows 10 32bit64bit均可以运行;

2) VR课件内容可轻松适配HTC ViveOculus Rift、微软系列MR头显(HPLEENOVO、三星等)、3glassesPICO等主流VR设备。

4. 方案推荐配置

4.1 入门级解决方案

面向学校场地有限、学生时间零散、以学习兴趣与科普教育为主的学校,VR技术与素质教育相融合,开展科普常识、艺术兴趣等沉浸自主学习体验


品名

具体参数

厂家

数量

(套/个)

备注

软件部分

K12 VR教育课程

初中全年级四门课程(物理、化学、生物、地理)中,任意选择一门学科的所有年级课程

好奔奔

1

两种方案可以任选一

选择初中阶段某一个年级的四门学科:物理、化学、生物、地理(初一、初二、初三,三个年级选一)

1

硬件部分

MR头显

显示屏:1440x1440,前铰链悬挂;

95°水平视野,刷新率高达90 Hz

内置追踪定位

Lenovo HP

或三星

1/3/5

1套、2套、3套供选择

主机

CPU i5-7400/ 8G /128G SSD+1T/ 显卡 GTX1060显卡/  Win10系统

Lenovo HP

1/3/5

显示设备

电视机(55寸)或显示器(23寸)

Lenovo

1/3/5

移动操作台

定制版

厂家定制

1


入门级解决方案设备配置表

4.2 中级解决方案


品名

具体参数

厂家

数量

(套/个)

备注

软件部分

K12 VR教育课程

初中物理、化学、生物、地理四门课程

好奔奔

1


教师管理端系统

Hobby VR虚拟课堂教师管理端,最高控制20台客户端

1

硬件部分

MR头显

显示屏:1440x1440,前铰链悬挂;

95°水平视野,刷新率高达90 Hz

内置追踪定位

Lenovo HP

或三星

10/15/20

10套、15套、20套供选择

PC电脑

CPU i5-7400/ 8G /128G SSD+1T/ 显卡 GTX1060显卡/  Win10系统/21.5

Lenovo HP

10/15/20

投影设备

亮度:30800流明  分辨率:2K/超高清 短焦 幕布

爱普生

1


头盔放置盒

定制版

厂家定制

10/15/20


头盔消毒柜

定制版

厂家定制

1


网络设备

有限或无线设备

H3C

1


4.3 高级解决方案

为满足学校场地资源好教室空间大、及虚拟实验课程学习与学科拓展的需求,将VR技术与素质教育、智慧教育有机结合,推出大空间解决方案。


品名

具体参数

厂家

数量

(套/个)

备注

软件部分

K12 VR教育课程

初中物理、化学、生物、地理四门课程

好奔奔

1

可选择科普、安全类课件

教师管理端系统

Hobby VR虚拟课堂教师管理端,最高控制40台客户端

1

硬件部分

MR头显

显示屏:1440x1440,前铰链悬挂;

95°水平视野,刷新率高达90 Hz

内置追踪定位

Lenovo HP

或三星

30/40/50

30套、40套、50套供选择

PC电脑

CPU i5-7400/ 8G /128G SSD+1T/ 显卡 GTX1060显卡/  Win10系统/21.5

Lenovo HP

30/40/50

投影设备

亮度:30800流明  分辨率:2K/超高清 短焦 幕布

爱普生

1


头盔放置盒

定制版

厂家定制

30/40/50


头盔消毒柜

定制版

厂家定制

1


网络设备

有限或无线设备

H3C

1


 

5. 售后服务

秉承“让简单留给客户 将复杂留给自己”的服务宗旨,不断努力提升服务质量和水平,建立高质量的售后服务标准,为用户提供全方位的硬件和应用系统服务。

1)硬件维修服务

遵循硬件设备的售后服务标准,提供及时的硬件维修服务。对保修期外设备的损毁提供有偿购置和维修服务。

2)系统升级服务

在《Hobby VR虚拟课堂》售后服务协议期内,提供VR课堂平台的常态化升级服务,包括VR云平台以及交付课程内容的更新和升级。

3)技术咨询服务

对日常设备和系统平时使用中的技术问题提供上门、电话、网络远程以及电子邮件方式的解答和服务。

4)课件定制服务

根据用户实际教学需求,提供可定制化的课程内容开发服务,满足用户日益增长的个性化需求。

5)硬件扩容服务

基于《Hobby VR虚拟课堂》的硬件设备,提供硬件设备的可持续化升级服务,包括学生端头显的数量新增购买。

6. 教育行业案例

Hobby VR虚拟课堂》在201712月面市以来,得到广大学校及培训机构的青睐,目前已经成功完成西安中铁中学、咸阳渭城中学、北京蒲公英中学、南昌市湾里区少年活动中心等学校或机构的教室建设。

1)初中学校用户

 

            

中铁初二学生学习VR地理虚拟课堂     中铁学生学习VR娱教元素消消乐

 


中铁初二(三)班学生集体学习VR地理虚拟课堂


 

蒲公英中学初一学生学习VR地理虚拟课堂

 公 司:010-69778505        

 张 总:15210468069        

 杨 总:15201550898

 微 信: Z88250310              

 邮 箱:88250310@qq.com

育昕特种兵

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