一种人体呼吸形态的互动学习系统的制作方法

本发明涉及教育培训信息化技术领域，特别涉及一种人体呼吸形态的互动学习系统。

背景技术：

呼吸系统是医学院校学生必修的课程内容之一，是形态学、功能学、生理学等医学基础课程和解剖学、临床学专业课程等多门课程中的学习重点内容之一，知识点多且容易混淆。传统的教学方式是学生首先在基础课程和专业基础课程中学习呼吸系统的理论知识，在解剖学、临床学等专业课程中着重学习结构解剖、疾病诊断等综合性实践性较强的内容，这样的教学方式的弊端是理论与实践（或实验）环节相互分离，学生没有选择的权利，被填鸭式的灌输知识，教师讲授内容不可避免的有一定的重复，该教学方式容易导致学生死记硬背知识点，易混淆的知识点难以掌握；另一方面，容易导致学生对非临床课程学习的不重视，认为这些课程内容对诊治疾病用处不大，学习积极性不高，最终结果是对形态学、功能学、生理学知识的理解、记忆存在严重缺陷；实验环节中，学生盲目单一的完成实验任务；学习兴趣低迷，学习目的不明确，学习效果不佳。

当今互联网+技术以及各类移动终端类设备的迅速发展和普及应用，导致大众尤其是青年人拥有多元化以及多方位的获取信息的途径，与传统的书本方式相比，在各类移动终端借助于互联网+技术以及云服务的便利，快速、方便的获取信息的方式，更能吸引青年一代；因此，为培养出符合时代需求的有用之才，切实提高教育教学质量，医学院校教育急需结合时代特点和学生的认知规律，进行优化教学方式及学习方式的改革。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是针对现有技术存在的不足，提供了一种人体呼吸形态的互动学习系统，根据本发明的互动学习系统将互联网的技术和特点以及多种教学有机结合，引导学生自主学习，激发学生学习兴趣，提高学生学习效率，从而从实际教学情况出发，做到切实提高教学质量的效果，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供的一种人体呼吸形态的互动学习系统，包括信息采集系统、实物学习系统、虚拟学习系统，所述信息采集模块用于采集现实环境中人体呼吸标本或制作实物模型，所述实物学习系统用于标识所采集现实环境中每一个人体呼吸标本或实物模型，并为学生感知现实环境中人体呼吸标本或实物模型，所述虚拟学习系统包括用于实现网络通讯教学的硬件设备、互动学习软件平台以及存储在虚拟环境中各类三维人体呼吸标本或实务模型的信息资源库，以及用于接收所述信息采集系统采集现实环境中的人体呼吸标本或实物模型传送至虚拟学习系统的各类信息资源库中进行存储，以及用于识别出所述实物学习系统上所述标识的现实环境中每一个人体呼吸标本或实物模型信息，并分析出所标识的现实环境中每个人体呼吸标本或实物模型信息与虚拟环境中对应的三维人体呼吸标本或模型。

优选的，上述技术方案还包括信息识别跟踪系统和学习监视模块，所述信息识别跟踪系统用于当学生在真实环境中移动所述现实环境中人体呼吸标本或实物模型时，对现实环境中人体呼吸标本或实物模型进行识别跟踪，并实时识别出现实环境中人体呼吸标本或实物模型的当前空间方位信息，以及同步跟踪显示虚拟环境中各类三维人体呼吸标本或实物模型与对应的现实环境中人体呼吸标本或实物模型中的相应位置，所述学习监视模块用于监视学生在真实环境中移动所述现实环境中人体呼吸标本或实物模型的次数和所在环境中具体的空间方位信息，以及监视学习者进入所述互动学习软件平台的学习情况。

优选的，所述互动学习软件平台包括管理员客户端和学生客户端，所述管理员客户端用于设置教学内容、测试题库以及提供各类电子学习资料，并对系统中信息资源库中的内容进行实时管理，所述学生客户端包括学习模块、评测模块、兴趣讨论模块，互动学习软件平台自动记录学生学习对每一个知识点的学习次数，测试结果，并根据以上信息初步给出一个学习成绩并提出复习或/和学习建议。

优选的，所述学习模块包括基础学习模块，时间变换学习模块、地域变化学习模块和特殊职业学习模块；所述基础学习模块以人体呼吸系统的功能为导向为学习者选择学习的接口，用于登录学习界面以直观感知所要学习的内容；所述时间变换学习模块用于表征两性在不同年龄生长阶段呼吸系统形态和不同性别年龄之间的呼吸形态对比，所述地域变化学习模块用于反应不同地理位置的气候和饮食习惯对人体呼吸系统的影响，所述特殊职业学习模块用于表征特殊职业在特殊环境下对人体呼吸系统的影响。

优选的，所述时间变换学习模块包括两性在不同年龄生长阶段呼吸系统形的所有文本、图像、音频、视频以及教授授课课件录像，以为学习者能随机学习任意性别任意年龄段的呼吸系统的形态与功能的知识，实现不同性别之间同龄对比和同一性别的不同年龄段的对比学习。

优选的，所述地域变化学习模块包括不同地理位置的气候特征、不同地理位置饮食习惯对呼吸系统的影响和不同地理位置的呼吸系统形态与呼吸系信息，这三部分信息互相关联，互为影响，由任何一个已知部分的信息可大概推导出另外两个部分的相关信息；比如，由呼吸系统的具体形态，可推导出这个呼吸系统的功能以及其所处的地理位置。

综上所述，本发明由于采用了以上技术方案，具有如下显著效果：

（1）本发明的互动学习系统将形态学、功能学、生理学以及解剖学临床等课程中的呼吸系统的知识有机的融合起来，达到“知其然，也知其所以然”的教学目的；该系统将互联网+时代的技术和特点以及多种教学方法有机结合，激发学生学习兴趣，最大程度避免授课内容的重复，有效压缩教学课时量，引导学生自主学习，提高学生学习效率。

（2）本发明的学习系统从知识之间的内在联系出发，将看似割裂的知识模块串联成一个有机整体，达到“知其然，也知其所以然”的教学效果；该体系将互联网+时代的技术和特点以及多种教学方式有机结合，可以有效的激发学生学习兴趣，从而切实提高教学效果，而且对教学设备没有特殊要求，其原理简单，易于在实际教学中应用和推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实例或现有技术中的技术方案，下面将对实施实例或现有技术描述中所需要的附图做简单地介绍，显然，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的一种人体呼吸形态的互动学习系统的原理图。

图2是本发明的学习模块原理图。

图3是本发明在实施例中的特殊职业学习模块图。

图4是本发明在实施例中的基础学习模块的学习顺序图。

图5是本发明在实施例中的时间变化学习模块组成图。

图6是本发明在实施例中的地域变化学习模块图。

具体实施方式

下面将附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1和图2，根据本发明的提供了一种人体呼吸形态的互动学习系统，包括信息采集系统、实物学习系统、虚拟学习系统，所述信息采集模块用于采集现实环境中人体呼吸标本或制作实物模型，所述实物学习系统用于标识所采集现实环境中每一个人体呼吸标本或实物模型，并为学生感知现实环境中人体呼吸标本或实物模型，所述虚拟学习系统包括用于实现网络通讯教学的硬件设备、互动学习软件平台以及存储在虚拟环境中各类三维人体呼吸标本或实务模型的信息资源库，以及用于接收所述信息采集系统采集现实环境中的人体呼吸标本或实物模型传送至虚拟学习系统的各类信息资源库中进行存储，以及用于识别出所述实物学习系统上所述标识的现实环境中每一个人体呼吸标本或实务模型信息，并分析出所标识的现实环境中每个人体呼吸标本或实务模型信息与虚拟环境中对应的三维人体呼吸标本或实务模型。在本发明的互动学习系统中，所述学习系统还包括信息识别跟踪系统和学习监视模块，所述信息识别跟踪系统用于当学生在真实环境中移动所述现实环境中人体呼吸标本或实务模型时，对现实环境中人体呼吸标本或实务模型进行识别跟踪，并实时计识别出现实环境中人体呼吸标本或实务模型的当前空间方位信息，以及同步跟踪显示虚拟环境中各类三维人体呼吸标本或实务模型与对应的现实环境中人体呼吸标本或实务模型中的相应位置，所述学习监视模块用于监视学生在真实环境中移动所述现实环境中人体呼吸标本或实务模型的次数和所在环境中具体的空间方位信息，以及监视学生（学习者）进入所述互动学习软件平台的学习情况，监视学生（学习者）进入所述互动学习软件平台的学习情况的具体监视步骤如下：第一步：学习者凭借学号和密码进入呼吸系统形态与功能互动学习系统；

第二步：是否是首次进入该学习系统，若是首次进入该学习系统，则从学习的界面直接跳转到基础学习模块到，否则进入第七步；

步骤2-1：进入基础学习模块之后，随着学习者学习进度的进行，学习界面会交叉出现“呼吸系统功能”和“呼吸系统构成与部件的形态”知识模块的内容；

步骤2-2：学习者完成对呼吸系统的形态与功能的初步学习后，为进一步理解呼吸系统的功能，学习者进入模拟解剖实验学习阶段，通过学习系统里提供的平面图像、三维立体图像以及断层解剖相结合的模拟解剖实验，进一步加深对呼吸系统形态与共能的理解；

步骤2-3：完成以上模拟系统里的内容的学习后，学习者存储学习进度，离开模拟系统，然后在实验室进行实物或模型解剖，通过解剖具体的呼吸系统的实物或模型，来进一步加强对模拟系统中学习的呼吸系统的认识和理解；

步骤2-4：完成解剖后，在模拟学习系统中记录学习进度；

第三步：进入试题库，选择对应学习模块试题测试，对学习者的学习效果进行测试，测试结果以100分制打分；

第四步：系统根据第三步学习者做题的结果，给出学习者的学习结果分析并对记录学习结果；

第五步：根据第四步的学习结果，系统对学习者提出下一步学习的建议，若测试得分大于75分，系统提出的学习建议是可进行新的内容的学习，否则继续对前面所选模块进行学习；

第六步：系统提问学习者是否继续学习，若学习者回答是，则进入第七步，否则，转到第十三步，退出学习系统，结束本次学习；

第七步：学习者是否按照系统建议进行下一步学习，若是，则进入第八步，否则转到第十三步，退出学习系统，结束本次学习；

第八步：测试结果是否大于75分，若是，则进入第九步，否则，进入第十一步；

第九步：学习者自由选择学习模块中的学习内容；

第十步：转到第三步；

第十一步：转到第二步，继续学习基础模块；

第十二步：转到第八步；

第十三步：退出系统，结束本次学习。

在本发明中，所述互动学习软件平台包括管理员客户端和学生客户端，所述管理员客户端用于设置教学内容、测试题库以及提供各类电子学习资料，并对系统中信息资源库中的内容进行实时管理，所述学生客户端包括学习模块、评测模块、兴趣讨论模块，互动学习软件平台自动记录学生学习对每一个知识点的学习次数，测试结果，并根据以上信息初步给出一个学习成绩并提出复习或/和学习建议。

在本发明中，如图2所示，所述学习模块包括基础学习模块、时间变换学习模块、地域变化学习模块和特殊职业学习模块；所述基础学习模块以人体呼吸系统的功能为导向为学习者选择学习的接口，用于登录学习界面以直观感知所要学习的内容；所述时间变换学习模块用于表征两性在不同年龄生长阶段呼吸系统形态和不同性别年龄之间的呼吸形态对比，所述地域变化学习模块用于反应不同地理位置的气候和饮食习惯对人体呼吸系统的影响，所述特殊职业学习模块用于表征特殊职业在特殊环境下对人体呼吸系统的影响，所述特殊职业学习模块包括一些典型的对呼吸系统影响较大的工作环境下的职业，比如矿工、教师、宇航员……。如图2所示，表现了这些工作者的工作环境特征，呼吸系统形态与呼吸系统功能三大信息之间的关联关系，需要注意的是，工作环境影响的是成人的呼吸系统的功能与形态。

在本发明中，如图2所示，所述基础学习模块首先以呼吸系统的功能为导向，为学习者提供学习呼吸系统的构成以及各构成部件的形态，以及模拟解剖教学中将最常见的器官的平面图像，最直观的器官的三维立体图像以及解剖学中的断层剖面图像相结合，采用模拟解剖实验和形态学相结合的教学方法，通过对感性的实验内容的学习，来理解理性的理论教学内容；所有学习内容可结合教师现场讲解、文字、图像、音频、视频以及模拟解剖资料进行学习；为进一步加强学生的感性认识，最后要进行解剖实验的学习，解剖实验可以是实物解剖或标本解剖。在本发明中，如图5所示，所述时间变换学习模块包括两性在不同年龄生长阶段呼吸系统形的所有文本、图像、音频、视频以及教授授课课件录像，并为学习者能随机学习任意性别任意年龄段的呼吸系统的形态与功能的知识，实现不同性别之间同龄对比和同一性别的不同年龄段的对比学习（不同性别中，依次学习从幼儿、儿童、少年、青年、中年到老年不同年龄阶段的呼吸系统形态与功能）。

在本发明中，如图6所示，所述地域变化学习模块包括不同地理位置的气候特征（空气稀薄、太冷、太热、太干、湿气太重，适中等地理特征）、不同地理位置饮食习惯对呼吸系统的影响和不同地理位置的呼吸系统形态与呼吸系信息，这三部分信息互相关联，互为影响，由任何一个已知部分的信息可大概推导出另外两个部分的相关信息；比如，由呼吸系统的具体形态，可推导出这个呼吸系统的功能以及其所处的地理位置。

结合图1、图2和图3、图4、图5和图6所示，本发明的学习系统使用流程：学习者登陆进入该学习系统后，如果是第一次进入系统学习时，必须首先学习基础学习模块，在基础学习模块中，以呼吸系统的功能为主导，交叉互动学习呼吸系统的功能以及呼吸系统的组成和各子系统的形态，学习过程中，可以是教师课堂中的现场讲解也可以通过学生自主学习的方式完成，学生自主学习时，可以观看教师授课录像、或查阅相关的文字、图像、音频视频等学习资料；随后进行模拟解剖学习，模拟解剖部分，将教学中最常见的器官的平面图像、最直观的器官的三维立体图像以及解剖学中的断层剖面图像相结合，采用模拟解剖实验和形态学相结合的教学方法，通过对感性的实验内容的学习，来理解理性的理论教学内容；为进一步加强学生的感性认识，最后要进行解剖实验的学习，解剖实验可以是实物解剖或标本解剖，基础学习模块学习完成后，学习者进入试题库，随机抽取测试题，测试学习效果。根据测试结果，系统给出学习结果分析和下一步学习建议，并记录在该学习者系统内。随后学习者可以继续学习也可以退出系统。若继续学习，可以自由选择内容进行学习，也可以按照系统上次给出的建议进行学习。学习者退出系统，结束本次学习。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本使用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。