在現代遠程教育中，實驗教學與理論教學的方式是有區(qū)別的。理論課的許多課程是通過遠距離的多媒體教學手段完成的；而實驗的基點是學生必須親自動手實踐，因此相對于遠程教育的理論教學模式而言，它是近距離性的。這樣，在遠程教育中就產生了實驗教學與遠程教學模式不適應的狀況。因此如何改變這種狀況，在現代遠程教育中開展遠程實驗教學是一個具有挑戰(zhàn)性的課題。 相對于傳統的實驗教學，遠程實驗教學不受時空限制，以其安全性、交互性和開放性而受到廣泛的關注。近年來，計算機媒體技術、網絡技術與虛擬儀器技術迅速發(fā)展，通過網絡構建虛擬實驗室已經成為可能，遠程實驗教學已成為遠程教學研究的重要方面。 虛擬實驗是依托“虛擬現實”技術而產生和發(fā)展的一種實驗模式。所謂虛擬現實技術，就是充分利用高性能的計算機硬件與軟件資源及各類先進的傳感器的一種集成技術，其主要技術構成為實時三維圖形生成的技術、多傳感交互技術以及高分辨率顯示技術等。虛擬現實技術能夠生成實時的、具有三維信息的虛擬環(huán)境，實驗者可以像在真實世界中一樣地與該環(huán)境進行實時操縱和相互交流。 虛擬實驗一般是通過虛擬實驗室而進行的。所謂虛擬實驗室，是指由虛擬現實技術生成的一類適于進行虛擬實驗的實驗系統，包括相應實驗室環(huán)境、有關的實驗儀器設備、實驗對象以及實驗信息資源等。虛擬實驗室可以是某一現實實驗室的真實實現，也可以是虛擬構想成的實驗室。在虛擬實驗室中，實驗者感覺到他似乎是在真正的現實實驗室里近距離進行現場操作。 要對實際實驗教學進行最大程度的模擬，必須對實驗設備，實驗環(huán)境和實驗現象等進行虛擬，同時必須處理虛擬實驗環(huán)境與用戶的交互，對用戶正確或錯誤的實驗過程做出響應的反映，這應該是一個完整的體系。但是，由于各種因素的制約，目前對具體的技術在體系中具體環(huán)節(jié)的應用研究的多，例如，如何利用VRML語言進行虛擬儀器和虛擬實驗環(huán)境的開發(fā)等，而對整個體系結構 八 碩士學位論文 父喘環(huán)y 川n5幾R’s刀壓批 中各個模塊的功能，構成和采用的關鍵技術，模塊間的相互關系和連接方式的 研究較少。因此，虛擬實驗的開發(fā)往往沒有一種指導模式，只能由計算機軟件 開發(fā)人員來進行，開發(fā)的虛擬試驗系統也缺乏通用性。 本文通過分析不同性質的實驗教學，從中抽象出實驗教學的一般過程、特 點和要求，結合計算機多媒體技術、網絡技術與虛擬器技術，提出了一種可能 的網絡虛擬實驗體系結構。 第一章對實驗教學的功能、任務、方法作了詳細的論述，指出現階段傳統 實驗教學不再符合現代教學理論和遠程教育的要求并指明虛擬實驗教學是其 發(fā)展方向： 第二章分析了兩個比較具有代表性的虛擬實驗實驗室實現方式，并指出其 優(yōu)缺點； 第三章抽象出實驗教學的一般過程、特點和要求，并結合計算機多媒體技 術、網絡技術與虛擬器技術，提出網絡虛擬實驗的體系結構。對組成網絡虛擬 實驗系統的元件庫、策略庫和實驗者信息庫的構成進行探討，提出建庫的規(guī)范 方法和數據庫與功能模塊的接口。 第四章介紹”8255并行按口應用實驗’·網絡虛擬實驗的設計和實現。它按照網 絡虛擬實驗的體系結構設計。
【學位單位】：華中師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2003
【中圖分類】：G434
【部分圖文】：

MASTER’51’HESIS第二章遠程實驗教學實例研究算機技術、網絡技術和虛擬現實技術的發(fā)展，很多研究機遠程實驗教學的研究，也產生了許多成果。下面將介紹兩。Ev1ab系統Ev1ab簡介是一個基于虛擬空間的三維電子線路實驗環(huán)境，目前已初步幾個電路模型的設計和編碼工作。通過Evlab系統，學生實驗中常見的儀器操作方法，并對基本實驗電路有更加深

噪噪聲發(fā)生器器和和加法器器圖2一6實驗軟件結構d.實驗操作當學生訪問遠程控制實驗教學系統網站，首先經瀏覽器觀察到數字信號平均實驗遠程教學系統主頁(見圖2一7)，網頁上安排了實驗的相關內容，目的、原理、應用、裝置的連線(Flash制作的動畫)、內容和步驟、等。如實驗使用說明圖2一7實驗教學系統主頁

3.用于存儲模擬數據初始條件和邊界條件以及實驗結果數據的數據庫系統。這幾個部分的緊密禍合就組成了一個虛擬實驗室。如圖3一1所示。虛擬實驗室系統是對三層B/S體系結構的具體應用。在虛擬實驗室系統中，服務器端(功能層)通過軟件技術對各種實驗環(huán)境和實驗元件進行仿真，并接收來自客戶端(表示層)的實驗操作請求，根據客戶端不同的實驗請求，讀取數據庫服務器中的相應數據(數據層)，調整儀器的狀態(tài)，模擬產生實驗的現象，輸出對應的實驗數據。3.2.2網絡虛擬實驗體系結構本文提出了一個網絡虛擬實驗系統的模型，它建立在基于WEB的B/S的體系結構之上。整個體系結構以數據庫為中心分為三層，劃分的依據是用戶的三級管理模式或用戶的任務和權限的不同。管理員具有最高的權限
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本文編號：2842769