综合性与设计性实验NVL构建策略探讨

近年来，虚拟现实(VirtualReality，VR)技术的发展正在向实用性迈进，向人们展示了广阔的应用远景|教学论文范文|，由VR构建的虚拟实验室(VirtualLaboratory，VL)也不断的投入使用，并呈现出强劲的发展势头。目前所谓的网络虚拟实验室(NetworkVirtualLaboratory，NVL)软件多停留在单流程、简单模拟的层面上，尚未立足于数学模型的基础之上，通过抽象出各物体内在关系、利用参数调节来控制虚拟实验进程的优秀作品尚未几见，特别是综合性与设计性化学实验NVL的研究还鲜有报道，这也正是本课题的研究背景。本文在深入研究VL理论、一般性构建方法及其开发技术的基础上，提出了综合性与设计性实验NVL的构建模式，确定了其开发路线和实现方法。综合性化学实验涉及较深层次的理论，具有仪器设备多、数据处理难度大及数据的多重交换、实时信息反馈等明显特点，因此综合性化学实验VL的构建是一个相对复杂的过程。若采用传统的流程式(基于内部数据传递)的构建模式构建综合性化学实验NVL，所完成的软件相当庞大，这不太适合目前条件下的网络运行；复杂的程序设计、多变量及数据关系、也使得修改、扩充变得相对困难，另外，当构建其它的综合性化学实验VL时，内部数据传递的方法不利于“仪器”及“实验室”的共享，缺乏开放性。本文首次采用基于外部数据传递和共享的构建模式来构建综合性化学实验NVL。此构建模式不但加快了网络运行速度，而且非常有效地解决了程序的通用性问题，十分方便后续的修改、扩充及共享。为综合性实验VL的设计与实现方法开辟出一条有效的实现途径。实现外部数据的传递和共享成了本文在构建过程中的重点和难点。本文在设计性实验理论研究的基础上，针对设计性实验的特点，首次采用Flash技术构建了一套设计性实验VL。学生可以根据自己的设计进行离子的鉴定，同时教师管理面板的加入成为设计性实验VL的一大亮点，这使得教师可以根据教学需要进行不同的组成设定，改变了离子组成的固定化和软件的封闭性。不但方便学生的练习还可以作为教师考核学生的工具，实现了软件的开放性和灵活性。本文所构建的综合性与设计性实验NVL完整地展现了实验的操纵过程，可按真实仪器的操纵过程进行各种模拟操纵，场景逼真，操纵简便，可在网络上运行，基本能够满足仪器培训和实验教学等方面的需要。所开发的综合性化学实验VL已在国内几所高校投入使用，并在第十届全国多媒体教育软件大赛中获奖，这说明我们所做的工作已得到专家的认可，具备应用远景|教学论文范文|，同时为以后VL的开发做出了理论与实践的有益探索。【关键词】：虚拟实验室综合性与设计性实验基于外部数据传递Flash
【论文提纲】：摘要4-5Abstract5-101绪论10-341.1虚拟现实技术及其发展10-241.1.1虚拟现实技术10-131.1.2虚拟现实系统13-171.1.3虚拟现实技术的发展趋势171.1.4虚拟现实技术在教育领域的应用17-241.2虚拟实验室及其发展现状24-321.2.1虚拟实验室的含义及分类24-251.2.2虚拟实验室的作用25-261.2.3虚拟实验室的发展26-321.3构建综合性与设计性化学实验虚拟实验室的必要性和必然性32-331.3.1综合性与设计性化学实验的特点321.3.2构建综合性与设计性化学实验虚拟实验室的必要性和必然性32-331.4小结33-342虚拟实验室的实现技术讨论34-412.1虚拟实验室的实现模式34-352.2虚拟实验室的实现技术对比35-362.3Flash技术36-402.3.1Flash技术简介36-382.3.2ActionScript的发展38-402.4小结40-413综合性与设计性化学实验网络虚拟实验室的开发准备41-473.1综合性与设计性化学实验网络虚拟实验室的需求分析41-433.1.1开发条件|教育论文网|及面向对象分析413.1.2综合性与设计性化学实验的特点41-423.1.3综合性与设计性化学实验教学的现状及需求423.1.4综合性与设计性化学实验网络虚拟实验室的定位42-433.1.5实现模式和开发技术的选择433.2实现环境的准备43-463.2.1开发技术支持系统43-443.2.2测试技术支持系统44-453.2.3应用技术支持系统45-463.3小结46-474基于Flash技术构建综合性化学实验虚拟实验室47-694.1两种构建模式的比较47-524.1.1基于内部数据传递的构建模式47-484.1.2基于外部数据传递的构建模式48-494.1.3基于外部数据传递构建模式的实现方法49-524.2综合性化学实验虚拟实验室的实现方法52-564.3数据处理及模拟结果讨论564.4虚拟实验室的场景设计56-594.4.1场景的设计57-584.4.2其它场景的设计58-594.5虚拟实验室的功能设计59-634.5.1主功能的设计59-604.5.2辅助功能的设计60-634.6实验仪器的功能实现63-684.7小结68-695基于Flash技术构建设计性化学实验虚拟实验室69-815.1设计性实验的构建理论69-715.2设计性实验虚拟实验室的实现方法71-765.2.1多个试剂及多个浓度的的实现方法71-735.2.2试管重复使用的实现73-745.2.3未知试液阳离子组成的实现74-765.2.4虚拟实验室中实验过程的实现765.3设计性实验虚拟实验室的功能设计76-795.3.1主功能的设计76-795.3.2辅助功能的设计795.4场景的设计795.5元素及其化合物性质实验虚拟实验室79-805.6小结80-816综合性与设计性化学实验网络虚拟实验室的测试与评价81-826.1测试816.1.1传播816.1.2应用816.2评价81-82结论82-83参考文献83-87攻读硕士学位期间发表学术论文情况87-88致谢88-89