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基于远程教育的理工科虚拟实验技术的应用与实现
 
更新日期:2020-12-01   来源:   浏览次数:150   在线投稿
 
 

核心提示:1.虚拟实验技术在远程教育中的应用当前虚拟实验技术已经越来越多的应用于日常的教学当中,特别是在普通高校和广播电视大学系统中已经成为了一种重要的

 
 1.虚拟实验技术在远程教育中的应用
当前虚拟实验技术已经越来越多的应用于日常的教学当中,特别是在普通高校和广播电视大学系统中已经成为了一种重要的教学方式。目前,可操作的虚拟实验主要可以分为以下几种类型。
1.1模拟实验
模拟实验是通过模拟有关情境,探寻有机体在该模拟情境下的心理和行为反应,并依据此类观察结果进行推论的研究方法。
模拟实验最大的特点是通过虚拟仿真技术,将文字、图像、声音、动画综合表现出来,通过模拟具体而真实的实验环境、实验条件达到与真实实验完全相同的效果。目前广州福斯特公司已经开发出的全国电大开放教育会计本科多媒体实验室即为此种类型。
1.2虚拟实验室
虚拟实验室将现有各类实验仪器、实验环境进一步虚拟化,通过虚拟试验台、虚拟器材库和虚拟实验管理系统整合,构建出一整套实验环境。目前上海电大已经建立了国际结算、机电、模拟银行等一系列网上实验室。学生在登录实验室后点击“空调安装”课件,即会在电脑显示器展现出空调压缩机的三维模型,通过鼠标的拖动可以进行空调的安装与调试练习,只有逐步按照正确的流程才能最终完成实验操作。
1.3 虚拟实践教学平台
目前广州电大已经建设了电子商务网上实践教学平台,平台包括理论教学、自检自测、法律法规、学习交流、模拟案例等模块内容,教师可以通过平台对学生进行在线指导并完成相应的教学管理工作,此平台还能为学生实时答疑和相关支持服务工作。
2.虚拟实验技术的实现
虚拟实验技术是具有可交互的综合化信息系统,用户通过特定的设备获得虚拟实验的数据请求,通过虚拟实验平台的处理,实时将数据结果反馈回用户,并通过一定的方式展现出来。整个虚拟实验技术主要由两个重要环境构成,即硬件环境和软件环境两个部分。
2.1硬件环境
虚拟实验技术的硬件环境包括了虚拟实验服务器、各种外接设备、虚拟实验数据库、相关支持平台等内容。用户通过客户端与虚拟实验服务器建立联系,在数据通道的支持下实现大批量数据的转置与接收,提交相应请求给不同的应用程序服务器进行处理,并及时体验反馈效果。
2.2软件环境
软件环境分为服务端技术和客户端技术两类。
目前有很多种开发虚拟实验的软件,Visual C++、Lab VIEW、Matlab、Java、VB、Protel、DasyLab等等,其中Lab VIEW应用较为广泛。Lab VIEW是由美国国家仪器公司研制开发的使用图形化编辑语言G编写程序,输出程序为框图形式,程序框图中节点之间的数据流向决定了虚拟仪器及函数的执行顺序。Lab VIEW程序包括前面板、框图程序、图标/接线端口三个部分。Lab VIEW的框图形式能够将复杂的编程通过框图形式直观的展示出来,同时Lab VIEW众多的源代码设备驱动程序也为开发者提供了良好的设计基础; Lab VIEW通过连续动态的对数据的实时监测使得语言开发环境更加友好效率也更高。
客户端能够及时对虚拟仪器和虚拟实验平台的数据进行解释和反馈,同时也是人机交互的平台。常用的实现客户端功能的技术有两种:一种是ActiveX技术,另一种是Java Applet技术。
ActiveX是一系列策略性面向对象程序技术和工具的称呼,ActiveX控件是可以在应用程序和网络中计算机上重复使用的程序对象。ActiveX的一大优点就是能够被大多数应用程序再使用,也可以由不同的计算机语言开发。
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