虚拟实验教学应用研究

论文摘要

实验教学是教学活动中的重要环节,实验对于培养学生的动手能力、解决问题的能力和创新能力是至关重要的。目前,随着计算机技术和网络技术的迅速发展,以及科学研究进一步深入的需要,虚拟实验技术日渐成熟和完善,正在逐步从理论研究走向了实际教学应用。本研究针对虚拟实验应用于教学的这一热点问题作了以下几个方面的研究:首先,对虚拟实验相关的理论部分进行了综述,对虚拟实验的相关概念进行了阐述,对虚拟实验应用于教学的理论基础和国内外虚拟实验系统建设的研究现状进行了分析。此外,对虚拟实验的工作原理和体系结构进行了研究,对虚拟实验系统实现技术和开发工具进行了分析和比较,探讨了虚拟实验的设计原则,为开发虚拟实验奠定基础。其次,对虚拟实验的教学应用情况进行了研究,对目前虚拟实验的教学应用情况进行了实例研究,同时对学生在使用虚拟实验过程中的情况进行了问卷调查,分析学生使用虚拟实验过程中存在的问题并提出了解决方案。再次,依据虚拟实验的理论基础和目前的实际教学应用情况,从教学设计的层面对虚拟实验系统进行了实例开发研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 第2章 虚拟实验概述
• 2.1 虚拟实验的概念
• 2.2 虚拟实验的理论基础
• 2.2.1 认知理论
• 2.2.2 建构主义理论
• 2.2.3 自主学习理论
• 2.2.4 自我监控理论
• 2.2.5 戴尔“经验之塔”理论
• 2.2.6 分布式认知理论
• 2.3 国内外虚拟实验的研究现状
• 2.3.1 国外现状
• 2.3.2 国内现状
• 2.4 当前研究存在的不足
• 第3章 虚拟实验的体系结构及开发技术
• 3.1 虚拟实验的工作原理
• 3.2 虚拟实验的体系结构
• 3.2.1 C/S 体系结构
• 3.2.2 B/S 体系结构
• 3.3 虚拟实验的相关工具及技术
• 3.3.1 用JAVA 设计
• 3.3.2 用ActiveX 进行开发
• 3.3.3 QuickTime VR 技术
• 3.3.4 Flash 技术
• 3.3.5 虚拟现实造型语言VRML
• 3.4 虚拟实验的发展趋势
• 第4章 虚拟实验教学应用与案例分析
• 4.1 虚拟实验用于教学的实例
• 4.1.1 VRML 虚拟现实建模语言用于教学的实例
• 4.1.2 EON Studio 用于教学的实例
• 4.1.3 LabVIEW 用于教学的实例
• 4.2 虚拟实验教学中的学生情况调研
• 4.2.1 调研结果分析
• 4.2.2 学生使用虚拟实验遇到的困难和解决办法
• 4.3 虚拟实验的设计原则
• 4.3.1 一致性原则
• 4.3.2 开放性原则
• 4.3.3 交互性原则
• 4.3.4 直观性原则
• 4.3.5 必要性原则
• 4.3.6 合用原则
• 4.3.7 易于管理和维护的原则
• 4.3.8 经济性原则
• 4.4 虚拟实验教学设计
• 4.4.1 实验设计的背景
• 4.4.2 实验设计的指导思想
• 4.4.3 虚拟实验教学过程的设计
• 4.4.4 虚拟实验室结构设计
• 4.4.5 实验设计与实现
• 4.4.6 实验操作
• 第5章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录