基于J2EE网上化学教学实验仿真系统探讨与运用

实验教学是很多学科特别是理工科教学中的重要环节之一,实验教学相对于理论教学更具有直观性、实践性和创新性。虚拟教学实验室的出现,很好地解决了传统实验受时间、地点、设备制约的现状,为用户提供了一个自主实验的平台。虚拟仿真实验系统是一个融合了多种技术和思想的研究领域,将虚拟仿真实验室概念与教学实验相结合,是对常规实验领域的开拓和发展。论文分别从理论研究、仿真技术方法和应用开发三个层面对网上虚拟仿真系统的构建做了全面论述。着重讨论了网上虚拟仿真系统的理论架构、建模方法以及关键技术,并以“网上化学教学实验仿真系统”为例具体先容了实在现方法。首先,从理论方面简单先容了虚拟仿真实验室的基本概念,功能定位和基本要求,以及虚拟仿真实验室构建的基本原则和方法,并进一步讨论了网上虚拟仿真实验系统中的实验教学模型的组成部分,为后续系统的开发奠定了理论基础。其次,从仿真技术方法方面具体先容了面向对象的可重用仿真技术和基于组件的仿真技术,着重先容了基于JaBean组件构建虚拟仿真实验系统的必要性和可行性。另外,就目前常用的仿真关键技术(例如:Ja技术、VRML技术、Flash技术、ActiveX技术)进行了比较。针对“网上化学教学实验仿真系统”,采用了JaScript XML JSP JaBean的技术组合开发模式。JaScript和JSP主要实现客户端动态网页的天生|教育论文网|;XML主要用来描述客户端和服务器端数据交换模型;JaBean组件技术主要实现模拟仿真的核心模块,包括仿真实验平台组件、虚拟仪器组件的设计与实验过程的仿真实现等。最后,从应用开发方面具体先容了“网上化学教学实验仿真系统”是集实验教学、实验操纵与实验报告于一体,实现了从辅助教学、自主实验到实验报告的网上提交与批阅的全程操纵与管理。该系统具有良好的可设计性、操纵的任意性和具有真实感的交互功能,可以让用户在逼真的多媒体“虚拟场景”中,利用各种“虚拟化学仪器”任意搭建实验装置,并通过“虚拟化学反应的过程”,实时得到仿真结果,从而达到良好的实验效果。论文的主要创新点在于:第一,使用掩码透明贴图技术实现虚拟仪器与虚拟实验环境在视觉效果上的无缝连接和自然融合。第二,使用JaBean组件技术实现直接从数据库连接池中得到一个连接使用,使用完之后直接放回连接池。使用连接池不会让数据库的响应变得非常缓慢,从而影响服务器的性能。第三,使用JSP XML技术使实验状态的保存和恢复设计功能具备了实现的可能性。【关键词】：虚拟仿真实验系统建模仿真J2EE组件技术化学教学实验
【论文提纲】：摘要4-5Abstract5-10第一章绪论10-151.1研究目的与应用10-111.2实验教学仿真系统的国内外发展情况11-141.2.1国外研究现状11-121.2.2国内研究现状12-131.2.3虚拟仿真实验系统的发展趋势13-141.3论文结构14-15第二章网上虚拟仿真实验系统的理论研究15-232.1网上虚拟仿真实验系统的功能定位和基本要求15-162.1.1功能定位15-162.1.2基本要求162.2网上虚拟仿真实验系统构的主要特点16-182.2.1交互性和自主性16-172.2.2共享性和自主性172.2.3开放性17-182.2.4协同性182.3构建网上虚拟仿真实验系统的基本原则18-192.3.1智能化原则182.3.2工程化原则18-192.3.3综合化原则192.4网上虚拟仿真实验系统构建的基本方法19-202.4.1选择合适的仿真开发工具192.4.2开发仿真软件与多媒体环境的接口模块19-202.5网上虚拟仿真实验系统中实验教学模型20-212.5.1实验界面呈现202.5.2实验情景设置20-212.5.3实验过程模拟与仿真212.5.4实验结果总结与评价212.6网上虚拟仿真实验系统的上风21-222.7本章小结22-23第三章构建网上虚拟仿真实验系统的建模与仿真方法23-323.1建模与仿真23-243.2面向对象的可重用仿真技术24-253.3基于组件的仿真技术25-313.3.1组件的概念和特点25-263.3.2组件的仿真和建模263.3.3用组件构建虚拟实验系统的意义26-273.3.4组件的技术标准以及规范273.3.5JaBean组件技术27-313.4本章小结31-32第四章构建网上虚拟仿真实验系统的关键技术32-444.1技术方案32-364.1.1基于Ja技术32-344.1.2基于VRML技术34-354.1.3基于QuickTimeVR技术354.1.4基于Flash技术35-364.1.5基于ActiveX技术364.2技术方案的比较36-374.3技术方案的选择37-384.4基于JA的J2EE平台技术38-434.4.1J2EE的概念38-394.4.2J2EE的四层模型39-404.4.3J2EE的结构404.4.4J2EE的核心API与组件40-424.4.5J2EE的上风42-434.5本章小结43-44第五章网上化学教学实验仿真系统的设计与实现44-595.1系统总体设计与分析44-495.1.1系统功能455.1.2网络结构45-465.1.3系统组成46-495.2系统建模与仿真设计49-535.2.1虚拟仪器的仿真设计50-535.2.2虚拟实验过程的仿真设计535.3实验状态的保存和恢复设计53-555.3.1实验状态的保存和恢复设计的必要性53-545.3.2客户端和服务器真个|教学论文范文|数据交换方式545.3.3实验状态的保存和恢复过程54-555.4网上化学电子化实验报告的天生|教育论文网|与管理55-565.4.1实验报告的天生|教育论文网|565.4.2实验报告的管理565.5用户认证功能的设计56-585.5.1用户登录认证56-575.5.2Session变量的使用57-585.6其他辅助功能的设计585.7本章小结58-59第六章网上化学教学实验仿真系统的应用与测试59-656.1网上化学教学实验仿真系统的操纵流程596.2应用实例：水中钙镁含量的测定实验59-646.2.1实验环境59-616.2.2基本操纵61-646.2.3实验过程646.3本章小结64-65第七章结束语65-687.1主要贡献和创新点65-667.1.1主要贡献657.1.2技术创新65-667.2进一步设计与构想66-68参考文献68-71附录71-72致谢72-73攻读学位期间的研究成果73