本发明涉及虚拟仿真教学管理,具体为基于虚拟仿真的实训教学管理方法。
背景技术:
1、随着信息技术和计算机图形技术的不断发展,虚拟仿真技术在教育、培训等领域的应用越来越广泛。在实训教学过程中,虚拟仿真技术可以通过模拟真实场景,提供更灵活的学习方式,减少实际设备使用的时间与成本。然而,现有的实训教学管理方法在评估用户的操作精确度时,通常依赖于简单的操作步骤记录,缺乏对用户操作步骤、时间误差及系统性能的深度分析,难以准确反映用户的操作水平。
2、传统的实训教学系统主要基于预设的操作序列和基本的评估标准,无法灵活地对操作的精确度和一致性进行细化的计算和分析。例如,当用户执行某一操作步骤时,可能会因为系统延迟、设备性能波动等外部因素,导致操作时间偏移,进而影响整体实训评估的准确性。对于这些外部干扰因素,现有技术缺乏有效的时间校正机制,导致用户的实际操作水平难以得到精确评估。
技术实现思路
1、基于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的是提供基于虚拟仿真的实训教学管理方法,以解决上述技术问题。
2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:基于虚拟仿真的实训教学管理方法,包括:
3、获取虚拟仿真的实训教学中用户的操作类型和操作时间戳,对所述操作时间戳进行校正,其中,操作类型包括操作步骤和操作参数;
4、按照校正后的操作时间戳,对所述操作步骤进行序列一致性检测,得到序列一致性偏差;
5、当所述序列一致性偏差小于或等于预设的一致性偏差阈值后,对所述操作步骤序列与预定义操作步骤序列进行匹配,得到操作步骤匹配误差;
6、对所述操作步骤对应的操作参数与预定义操作参数进行匹配,计算得到操作精确度;
7、根据所述序列一致性检测、所述操作步骤匹配误差序列和操作精确度计算得到实训操作评分,按照实训操作评分降序排序。
8、本发明进一步设置为,对所述操作时间戳进行校正,包括:
9、获取操作时间戳时刻进行虚拟仿真的设备的延迟波动和系统负载;
10、根据延迟波动和系统负载对所述操作时间戳进行校正,其中,校正逻辑为:,为校正后的第个操作步骤的操作时间戳,为第个操作步骤的操作时间戳,为动态校正函数,取值逻辑为:,为时刻的延迟波动,为时刻的系统负载对操作时间戳的影响,通过系统性能监控确定负载函数。
11、本发明进一步设置为,对所述操作步骤进行序列一致性检测,得到序列一致性偏差,包括:
12、获取操作步骤对应的校正后的操作时间戳,根据校正后的操作时间戳计算操作时间差和操作时间偏移;
13、根据所述操作时间差和所述操作时间偏移对操作步骤的序列进行序列一致性检测。
14、本发明进一步设置为,序列一致性检测的逻辑为:,其中,为序列一致性偏差,为操作步骤的个数,为第个操作步骤的权重因子,为时间差检测函数,计算逻辑为:,为第个操作步骤与第个操作步骤的期望时间差值。
15、本发明进一步设置为,操作步骤匹配误差的计算逻辑为:,其中,为操作步骤匹配误差,为操作步骤的个数,为第个操作步骤的权重因子,为第个操作步骤与第个预定义操作步骤的匹配函数,若与完全匹配,则,否则为0。
16、本发明进一步设置为,操作精确度的计算逻辑为:,其中,为操作精确度,为操作步骤的个数,为第个操作步骤的操作参数的权重因子,为第个操作步骤的操作参数与第个预定义操作步骤的操作参数的匹配函数,计算逻辑为:,和为预定义操作步骤的操作参数的取值的最小值和最大值,为衰减系数,用于控制参数不在范围内时的匹配程度。
17、本发明进一步设置为,实训操作评分的计算逻辑为:,其中,为实训操作评分,为序列一致性偏差,为操作步骤匹配误差,为操作精确度,、和为调整系数,用于控制序列一致性偏差、操作步骤匹配误差和操作精确度对实训操作评分的影响强度。
18、本发明进一步设置为,当所述序列一致性偏差大于预设的一致性偏差阈值后,生成提示信号,并暂停操作序列的执行,计算已执行的操作步骤的一致性偏差,将一致性偏差降序将已执行的操作步骤进行排序,其中,已执行的操作步骤的一致性偏差的计算逻辑为:,其中,为第个操作步骤的一致性偏差,为时间差检测函数,计算逻辑为:,为第个操作步骤与第个操作步骤的期望时间差值。
19、本发明提供基于虚拟仿真的实训教学管理方法,产生的有益效果包括:
20、1、提高操作评估的精确性:通过对用户操作时间戳的校正,解决了由于系统延迟波动和设备负载导致的操作时间误差问题,确保了对用户操作行为的准确评估,使得评分结果更加精确、客观;
21、2、增强操作步骤匹配的准确度:通过对用户的操作步骤与预设操作序列进行一致性检测,能够及时发现用户操作中的步骤偏差,并计算一致性偏差,能够有效提升了对用户操作序列匹配度的准确评估,避免了单纯依赖预设操作步骤导致的评估不准确问题;
22、3、智能化操作评分机制:基于对操作步骤的一致性检测和匹配误差的计算,本发明能够生成准确的实训操作评分,并通过排序帮助评估用户的操作水平。该评分机制不仅考虑了操作步骤的准确性,还结合了操作时间偏差与操作精确度,使得评分体系更加全面;
23、4、优化实训教学效果:通过本发明的方法,能够更好地捕捉和分析用户在虚拟仿真实训中的操作行为,并根据用户的实际操作水平进行精确评估。这一评估结果可以用于调整教学策略,优化实训流程,提高实训效果,有效提升学习效率。
24、上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
1.基于虚拟仿真的实训教学管理方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的实训教学管理方法,其特征在于,对所述操作时间戳进行校正,包括:
3.根据权利要求2所述的基于虚拟仿真的实训教学管理方法,其特征在于,对所述操作步骤进行序列一致性检测,得到序列一致性偏差,包括:
4.根据权利要求3所述的基于虚拟仿真的实训教学管理方法,其特征在于,序列一致性检测的逻辑为:,其中,为序列一致性偏差,为操作步骤的个数,为第个操作步骤的权重因子,为时间差检测函数,计算逻辑为:,为第个操作步骤与第个操作步骤的期望时间差值。
5.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的实训教学管理方法,其特征在于,操作步骤匹配误差的计算逻辑为:,其中,为操作步骤匹配误差,为操作步骤的个数,为第个操作步骤的权重因子,为第个操作步骤与第个预定义操作步骤的匹配函数,若与完全匹配,则,否则为0。
6.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的实训教学管理方法,其特征在于,操作精确度的计算逻辑为:,其中,为操作精确度,为操作步骤的个数,为第个操作步骤的操作参数的权重因子,为第个操作步骤的操作参数与第个预定义操作步骤的操作参数的匹配函数,计算逻辑为:,和为预定义操作步骤的操作参数的取值的最小值和最大值,为衰减系数,用于控制参数不在范围内时的匹配程度。
7.根据权利要求1所述的基于虚拟仿真的实训教学管理方法,其特征在于,实训操作评分的计算逻辑为:,其中,为实训操作评分,为序列一致性偏差,为操作步骤匹配误差,为操作精确度,、和为调整系数,用于控制序列一致性偏差、操作步骤匹配误差和操作精确度对实训操作评分的影响强度。
8.根据权利要求2所述的基于虚拟仿真的实训教学管理方法,其特征在于,当所述序列一致性偏差大于预设的一致性偏差阈值时,生成提示信号,并暂停操作序列的执行,计算已执行的操作步骤的一致性偏差,将一致性偏差降序将已执行的操作步骤进行排序,其中,已执行的操作步骤的一致性偏差的计算逻辑为:,其中,为第个操作步骤的一致性偏差,为时间差检测函数,计算逻辑为:,为第个操作步骤与第个操作步骤的期望时间差值。
