一种电工电子3D仿真教学平台的介绍

（一）软件平台要求：

工厂供电技术实训装置平台要求采用虚拟技术制作各专业的实训设备及其教学课件，按照学校的实训设备及其教学课件可进行逼真的3D互动虚拟实训、3D动画演示与相关原理文字自动同步显示、3D实训设备模型或其部件模型任意方向旋转及视点变换的功能。能够实现大量并行用户快速下载及构建渲染动态3D场景，确保用户与3D场景互动的电力电子技术实训装置即时性，所有课件都可360 度全方位观看，具有直观立体，真实互动的效果。

(1)、自带自主知识产权的三维建模及三维动画制作编辑工具，学校可自行在这个系统中开发课件内容，并能建三维模型及机床电气电路实训考核鉴定装置制作三维动画或对系统现有的3D模型与动画进行编辑修改。

(2)、自带自主知识产权的三维互动引擎，3D模型数据量小运行速度快，模型数据量小于1024KB。

（3）、系统采用B/S模式(Browser/Server，浏览器/服务器模式），基于校园网/英特网实现。客户端软件(教师终端软件与学生终端软件)使用ActiveX完成3D虚拟现实场景的渲染显示与实验互动操作，3D图形底层渲染支持OpenGL、DirectX 以及软件渲染，并采用ActiveX 多线程socket实现动态3D数据传送，同时通过与PHP动态网页相结合的方式，实现整个客户端的浏览与操作界面。服务器端除提供在线3D虚拟实验所需的功能服务外，还提供DB Server、Web server、Mail server三种服务：

DB Server：采用基于MySQL的数据库管理系统，提供对所有3D模型数据和用户数据的存贮与管理，对教师与学生分别分配其电气安装与维修实训考核装置。Web Server：采用Apache架设动态网页服务器，以PHP完成服务器端脚本编写，利用Apache和PHP对MySQL的良好支持，实现网页对DB　Server的资料读取与修改。

（4）为了确保产品质量，开发单位必须拥有软件企业认定证书、高新企业证书、ISO9001质量体系认定证书，并提供相关证明的复印件。软件产品必须拥有软件著作权登记证书、软件产品登记证书及软件登记测试报告。

（二）虚拟教学平台功能：

平台具有教师、学生、管理员、平台用户等不同用户角色，可凭账号、密码进行登录。

教师角色：

（1）系统必须包含教学模块、实训模块、考核模块、我的空间及授课中心模块。每个模块所有的资源与模块角色相匹配。

1、教学模块对三维互动电机与变压器实验装置教学内容3D互动教学。

2、实训模块对教学三维动画实训操作及实训设备仿真实训。

3、考核模块对3D虚拟实训操作考核与理论考核。

4、我的空间模块需具备：学生成绩单管理，课程表管理，课件上传下载，实验报告评审，老师备课数据的导入、导出，师生互动交流，个人信息、修改密码等功能。

（2）系统必须有教学模式与管理模式。教学模式用于教学展示与互动操作、管理模式可以对教学模块、实训模块、考核模块的内容进行实时修改、添加、删除。

（3） 系统必须具有理论模块与三维互动模块。理论模块与互动模块教学编排章节互相对应，理论模块主要可以上传教材理论知识、图片、视频、等教学资源、三维互动模块主要制作各个教学知识点3D模型展示、3D仿真互动操作、动画展示。

（4）考试管理系统

  1．试卷管理：考场管理，试卷编辑，试卷审核。考场管理中有已派发考试、添加新的考试编辑、特权设置、删除功能，试卷编辑可以导入、试卷导出、试卷添加试卷功能，试卷审核中可以自动审核自动评分。

  2. 题库管理：知识点、填空题、选择题、单选题、多选题、判断题、问答题、实验题。题库管理都可以导入、导出、添加题型并可以对已添加好的题型编辑、修改、删除。

（5）系统具有授课中心，包括备课和授课两个模块

在授课中心中，教师可以任意调用课程中的资源（文字、图片、三维模型等）进行备课和授课。

“备课”系统，可以允许老师自由创建各级目录，并允许对目录进行自由的编辑、修改等；可以允许老师进行理论、PPT、实训实操、练习、考核等备课；

“授课”系统提供多种授课方式，不但可以进行”原理授课”、”PPT授课”、“实训授课”，还可以进行“考核授课

（6）系统内置3D可视化编辑器

  1、在管理模式下对教学三维模型、动画、路由可以进入后台对其编辑、添加、修改、保存，也可以新建一个教学章节从新制作3D模型展示、动画，路由等操作。

  2、系统内置3D编辑器可以与UG、PRO/E、3DMAX等多种三维编辑器，可以实现文件的转换与应用。                     

学生角色：

（1） 数控铣床电气控制与维修实训台系统包含教学、实训、考核模块教学资源模块。学生可以对各个模块内容理论学习，3D互动操作，3D互动展示，3D实训设备操作，3D实训考核。

（2） 各个模块与教师角色的功能相对应，实现教师角色模块的各个内容及功能。

（3） 自我考核：学生对实训内容和教学内容可以自我考核知识掌握程度。系统可以对每个操作步骤及理论答案给出错误位置及正确答案。

（4） 系统提供学习中心模块，学生可以在里面对老师备课的内容进行学习，并且可以进行学习讨论，并且在学习过程中做学习笔记。这个学习中心模块有6种以上的外框颜色模板和壁纸模板，可以让学生根据自己的喜好进行选择。

管理员角色：

（1）数控车床电气控制与维修实训台账号管理

1. 管理员帐号的设置。

2.教师帐号的创建和修改，学生帐号的创建和修改。

3.权限管理（权限管理是用来设定教师管理学生的权限）。

（2）考核题库管理

1．增加、修改和删除课件。

2．增加、修改、删除拆卸安装考核的模型和步骤。

（3）系统管理

1．增加、修改、删除设备系统参数和系统面板。

2．三维场景编辑，可根据教学内容修改或编辑页面文字，图片或三维场景。

3. 提供自动考核评分系统，对学生考核的操作进行完整的记录并自动判断其正确性及评分。

4.  对考核的结果进行管理，为删除的考核结果提供回收站。

（4）教务管理系统

  1．专业设置：专业设置与专业用户设置，添加专业与专业管理。

  2. 用户设置：组织管理、教师账号设置、学生账号设置、课程制作中心账号设置，编辑专业添加学院、添加教师、教师管理、EXCEL导入教师、添加学生、学生管理、EXCEL导入学生、可以添加修改删除课程制作中心账户。

  3. 课程设置：专业课程设置、课程用户设置、课程表设置，添加专业课程、专业课程管理、课程用户设置专业课程选择学生教师、课程表设置专业课程选择教师学生。

平台用户角色：

    平台统一新制作或修改一些课程内容，教师只要选择同步更新，就可以更新为统一的课程模板，包括教学制作、实训制作及考核制作。

（1） 教学制作 制作平台课程的教学内容，包括三维互动及理论知识，任何老师都可通过管理模式下的同步，保持与平台内容的同步更新。

（2） 实训制作 制作平台课程的实训内容，包括三维互动及理论知识，任何老师都可通过管理模式下的同步，保持与平台内容的同步更新。

（3） 考核制作 制作平台课程的自我考核内容，让学生学习完后可以进行自我考核，并记录学生的考核结果，老师也学生都可以进行查看。任何老师都可通过管理模式下的同步，保持与平台内容的同步更新。

（4） 管理中心

1、 组织管理：可以对学院、专业及班级进行添加、编辑及删除。

2、 专业设置：可以添加专业并进行编辑管理，另外可以对用户进行专业访问权限设置。

3、 课程设置：可以进行课程的添加及编辑管理，还可以对用户进行课程访问权限设置。另外，平台用户也可以在这里面进行课程表的设置。

4、 学生成绩单的管理：平台用户可以在这里查询所有学生的成绩单信息。

5、 教学资源管理：包括图片库、声音库、模型库、课件类型等资源的管理。

6、 教学管理：包括教学模板管理、实训模板管理、考核模板管理、工具库管理、模型库管理、电柜装配、元器件、自绘版面的原理图管理、安装拆卸模型管理。

7、 题库管理：包括知识点、填空题、单选题、多选题、判断题、问答题、实验题。

8、 系统设置：包括平台账户设置、模块开放设置、空间大小设定、公告设置、配置不同的服务器信息、同步设置。

（二）具体课程功能要求

1、电工技术项目

1）手电筒的制作

2）常见复杂直流电路的制作

3）安全用电及抢救技能

4）工具与仪表操作技能

5）室内照明电路安装与操作技能

6）变压器的检测与分析

7）三项电机的连接与测试