基于人机交互的采矿工程教学系统的开发(20120508陈建宏).doc

交互式多媒体多点触控采矿工艺自主学习平台建设 陈建宏，钟福生，周智勇 ?（中南大学 资源与安全工程学院 长沙 410083） 摘 要：针对传统采矿工艺教学过程中存在的诸多问题和缺陷，提出交互式的多媒体多点触控采矿工艺自主学习平台来改进教学效果。平台采用触屏技术、三维动画制作技术和虚拟现实技术构建了交互式的教学系统。在该系统中，教师和学生均能够自主地控制动画模型的运动,完成学习对象的三维展示,形成多功能、多感官的学习。和传统的教学模式相比, 人机交互触屏式教学平台能够有效地提高学生的学习热情、减轻教师的授课负担，从而改进教学效果。 关键词：教学效果；人机交互；触屏技术；虚拟现实；采矿工艺教学 中图分类号： 文献标识码：A 文章编号： A autonomous mining technology learning platform based on human-machine interaction and multi-touch technology Chen Jian-hon, Zhong Fu-sheng, Zhou Zhi-yon (The Resources Safety Engineering School of Central South University, Changsha 410083) Abstract: Considering the deficiencies in traditional mining technology teaching, a autonomous mining technology learning platform based on human-machine interaction and multi-touch technology is presented to improve the teaching effectiveness. This platform uses touch-screen, 3-D animation and virtual reality technologies to construct a interactive teaching system. In this system, the learning objects can be shown in 3-D way, and both teachers and students are able to freely control the movement of the animation model. Thus a multi-functional, multi-sensory teaching mode is shaped perfectively. Compared with the traditional teaching mode, this presented platform can stimulate students’ enthusiasm for learning and reduce teachers’ teaching burden effectively, so that teaching effectiveness is improved. Key words: teaching effectiveness, human–machine interaction, touch-screen technology, virtual reality, mining technology teaching 0 引 言 作为一个资源生产和消费大国，我国对资源的需求越来越强烈，矿山企业对采矿工程专业人才需求若渴，如何培养出的优秀的采矿专业人才已成为了一个十分紧迫的议题。在采矿工程专业的教学中，采矿方法作为采矿专业的核心主干课程，它的教学质量好坏与否对合格的采矿专业人才培养有着举足轻重的作用[1-2]。 由于采掘工业特殊性，尤其是地下矿山的开采，对学生的空间立体感的要求较高[3]，很多学生反映难以通过静态的平面媒体（如课本）来理解采场等采矿构筑物的空间结构。许多教师在耗费了很大的精力来讲解矿山开采过程中的细节之后，达到的教学效果仍不尽人意。近年来，随着多媒体技术和计算机技术的发展，矿体的三维空间结构和采掘过程的模拟成为了可能，并且很多教师已经开始制作多视频来展示三维的矿体和采场等构筑物了[4-6]，虽然展示的三维空间仍然是静态的，但达到教学效果却有一定的改善。 不管是静态的纸面媒体还是单一的三维空间展示，都难以形成交互的教学模式，缺乏学生和讲授内容之间的交互。传统的教学方法多是老师讲、学生听[7]，是一种被动式的灌输