本发明涉及人工智能，具体为一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统。
背景技术：
1、元宇宙是利用科技手段进行链接与创造的，与现实世界映射与交互的虚拟世界，具备新型社会体系的数字生活空间。它本质上是对现实世界的虚拟化、数字化过程，需要对内容生产、经济系统、用户体验以及实体世界内容等进行大量改造。
2、虚拟在线教学是利用计算机技术、通信技术以及多媒体技术进行的教学活动，为学生和教师提供了更为灵活和便捷的教学方式。基于元宇宙的虚拟在线教学系统是一个融合了先进技术和教育理念的创新平台，它为学生和教师提供了前所未有的教学和学习体验。
3、现在的虚拟在线教学过程中，大多通过ai问答与学生们进行虚拟交互，这种方式往往无法提供完全沉浸式的学习体验，使得学生在进行学习时，难以完全投入学习环境中，所以我们提出了一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统，以便于解决上述中提出的问题。
4、本背景技术所公开的上述信息仅仅用于增加对本发明背景技术的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统，以解决上述背景技术提出的现在的虚拟在线教学过程中，通过ai问答与学生们进行虚拟交互，这种方式往往无法提供完全沉浸式的学习体验等问题。
2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
3、一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统，包括使用者管理模块、课程管理模块、课件管理模块、互动交流模块、学习路径与评估模块、虚拟环境与互动模块、交互内容模块、安全与隐私保护模块、系统维护与支持模块、数据分析模块；使用者管理模块用于使用者注册、登录、权限管理、个人资料编辑；课程管理模块用于课程的创建、编辑、发布、分类管理；课件管理模块用于课件的上传、分享、浏览、下载；互动交流模块用于提供实时通讯、讨论区、作业提交、评论功能；学习路径与评估模块用于跟踪学习进度及学习推荐、在线测试、成绩管理；虚拟环境与互动模块用于虚拟教室、实验室、社交空间的创建和管理；交互内容模块用于虚拟实验、模拟操作、交互式课件的开发和管理；安全与隐私保护模块用于使用者认证、数据加密、访问控制、隐私政策；系统维护与支持模块用于设置系统监控、日志管理、性能优化和技术支持；数据分析模块用于学习数据分析和使用者行为分析。
4、作为本发明的进一步优化方案，使用create react app创建react应用，开发使用者界面组件，使用redux进行状态管理，使用react router管理页面路由，使用axios与后端api进行数据交互；
5、使用express.js创建后端应用，实现使用者注册、登录和权限验证的操作，使用mongodb数据库进行交互，并开发restful api用于前端的数据请求，对数据加密、输入验证和错误处理。
6、作为本发明的进一步优化方案，使用react框架构建单页面应用，通过https协议与后端服务进行通信；使用express.js管理数据库连接和数据操作，通过restful api供前端调用；使用mongodb作为主要数据库，构建数据模型和orm；使用unity开发vr和ar的教学内容，通过webgl与web应用集成。
7、作为本发明的进一步优化方案，使用jwt进行使用者身份验证，并根据使用者角色和权限控制访问资源，使用https协议对数据传输进行加密，对敏感数据进行加密存储，验证传入数据的类型、格式，使用orm库和参数化查询预防sql注入，对输出进行编码，根据使用者角色分配不同的权限。
8、作为本发明的进一步优化方案，使用jest、mocha测试框架编写单元测试脚本，并确保代码覆盖率达到80％，将单元测试集成到持续集成流程中，在代码提交时自动运行测试；
9、编写集成测试脚本，模拟使用者与系统的交互，使用mock来模拟外部依赖，并覆盖各种使用者场景；
10、使用loadrunner模拟大量使用者同时访问系统，监控系统响应时间、吞吐量、资源利用率指标。
11、作为本发明的进一步优化方案，构建前端和后端的生产环境版本，使用docker容器化应用，简化部署和管理，并部署到docker swarm，配置nginx服务器和数据库、缓存服务；
12、使用jenkins实现自动化部署流程，调整系统参数；
13、收集和存储日志，使用elk进行分析，使用new relic工具监控系统性能指标，并设置报警，使用ids和防火墙监控系统安全。
14、作为本发明的进一步优化方案，使用unity开发vr/ar教学内容时，首先通过unity编辑器创建新项目，安装htc vive、oculus rift，配置unity项目中的单位、分辨率设置；
15、编写c#脚本，实现使用者导航、操作虚拟对象的交互逻辑，利用unity的inputsystem插件来处理使用者输入；
16、在unity编辑器中进行测试，使用unity的xr plugin management工具进行跨平台测试，根据测试结果进行优化。
17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18、本发明不仅提供了基础的在线教学功能，同时引入了虚拟环境与互动模块，使得学习者可以沉浸在虚拟教室、实验室等环境中，进行更为直观和互动式的学习，并利用元宇宙平台，实现教育资源的最大化共享。
19、上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
1.一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统，其特征在于，包括使用者管理模块、课程管理模块、课件管理模块、互动交流模块、学习路径与评估模块、虚拟环境与互动模块、交互内容模块、安全与隐私保护模块、系统维护与支持模块、数据分析模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统，其特征在于：使用create react app创建react应用，开发使用者界面组件，使用redux进行状态管理，使用react router管理页面路由，使用axios与后端api进行数据交互；
3.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统，其特征在于：使用react框架构建单页面应用，通过https协议与后端服务进行通信；使用express.js管理数据库连接和数据操作，通过restful api供前端调用；使用mongodb作为主要数据库，构建数据模型和orm；使用unity开发vr和ar的教学内容，通过webgl与web应用集成。
4.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统，其特征在于：使用jwt进行使用者身份验证，并根据使用者角色和权限控制访问资源，使用https协议对数据传输进行加密，对敏感数据进行加密存储，验证传入数据的类型、格式，使用orm库和参数化查询预防sql注入，对输出进行编码，根据使用者角色分配不同的权限。
5.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统，其特征在于：使用jest、mocha测试框架编写单元测试脚本，并确保代码覆盖率达到80％，将单元测试集成到持续集成流程中，在代码提交时自动运行测试；
6.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统，其特征在于：构建前端和后端的生产环境版本，使用docker容器化应用，简化部署和管理，并部署到dockerswarm，配置nginx服务器和数据库、缓存服务；
7.根据权利要求1所述的一种基于元宇宙的虚拟在线教学系统，其特征在于：使用unity开发vr/ar教学内容时，首先通过unity编辑器创建新项目，安装htc vive、oculusrift，配置unity项目中的单位、分辨率设置；
