CSFOLE及其架构下E-VL的实现方法研究

论文摘要

实验教学模式的转变需要相应管理手段的提高,网络实验预约系统的应用为科学利用实验教学资源提供了技术保障。作为真实实验室的延伸,仿真虚拟实验室（E-VL）在实验教学以及科研培训中的作用地位更显突出,这种信息技术衍生的无形资源越发不可替代,成为现有实验教学资源的有力补充。对于预约系统以及E-VL的实际需要,正是我们提出“开放实验教学整体解决方案”（CSFOLE）的研究背景。 所谓CSFOLE并不是将预约系统与E-VL简单加和,而是在对教学模式、策略以及内容的深入研究基础上,以全新框架结构,规范原有预约系统平台、实验网络课程以及E-VL的开发过程及实现方法。本文将对此进行深入讨论。 作为CSFOLE架构的核心基础,实验预约系统的开发至关重要。通过现有系统开发过程中的实际参与以及系统维护工作,本文分析总结了其成功与不足之处,并为全新框架下的开发及应用进行了理论和技术上的探讨。 本文以“燃烧热测定网络三维虚拟仿真实验室”的实现过程为切入点,探索了CSFOLE架构下的E-VL实现过程,对其中所涉及的设计思想、技术规范、对象分析、处理模式以及技术应用进行了全新的尝试和探索,并首次通过融合技术来构建CSFOLE架构下的三维场景式E-VL。 作为CSFOLE的子集,E-VL只有在CSFOLE全面完成的情况下,才能完全体现其特点优势及应用价值。随着实验预约系统的全面投入使用,有机化学、仪器分析以及电化学虚拟实验室的功能逐步完善,加上物理化学E-VL的实践探索,CSFOLE构架初露端倪。相信通过后续工作的进展,CSFOLE的全面实现指日可待。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 实验教学现状研究
• 1.1.1 传统教学模式
• 1.1.2 开放式实验教学模式
• 1.1.3 客观条件对于教学模式的影响
• 1.1.4 绿色化学与绿色实验
• 1.2 网络信息管理平台发展现状
• 1.2.1 管理平台设计思想
• 1.2.2 校园信息化管理的建设基础
• 1.2.3 网络技术发展现状
• 1.2.4 IRA概念提出及应用
• 1.3 虚拟实验分类及仿真虚拟实验室
• 1.3.1 V-L概念及分类
• 1.3.2 E-VL架构理论及实现模式
• 1.3.3 E-VL构建技术概述
• 1.3.4 E-VL应用现状及发展趋势
• 1.4 虚拟现实技术发展现状
• 1.4.1 虚拟现实概述
• 1.4.2 虚拟现实的基础
• 1.4.3 计算机图形和网络技术的发展
• 1.4.4 虚拟现实的应用
• 1.4.5 虚拟现实开发平台发展现状
• 1.5 小结
• 2.开放式实验教学整体解决方案（OSFOLE）概念与设计思想
• 2.1 CSFOLE构想的提出
• 2.1.1 CSFOLE结构及流程
• 2.1.2 CSFOLE实现特点及遵循原则
• 2.2 CSFOLE实现方法及技术路线
• 2.2.1 Apache+PHP+MySQL开发实验信息管理平台
• 2.2.2 Flash技术构建网络虚拟实验室
• 2.2.3 3dsmax+Cult3D+Java+Flash+PHP+MySQL的融合技术
• 2.3 小结
• 3 CSFOLE构架下实验教学网络平台的构建
• 3.1 硬件开发环境的构建
• 3.1.1 终端开发硬件系统
• 3.1.2 服务器端硬件测试发布系统
• 3.1.3 网络硬件环境
• 3.1.4 外围硬件设备
• 3.2 软件环境的配置
• 3.2.1 操作系统选择
• 3.2.2 开发工具选择
• 3.2.3 Apache+PHP+MySQL的安装配置
• 3.3 客户端的环境配置
• 3.3.1 客户端硬件基本配置
• 3.3.2 客户端硬件推荐配置
• 3.3.3 客户端软件配置
• 3.4 实验预约管理平台的开发
• 3.4.1 预约系统组成
• 3.4.2 公共系统
• 3.4.3 实验信息公告
• 3.4.4 学生系统
• 3.4.5 教师系统
• 3.4.6 管理员系统
• 3.4.7 小结
• 3.5 CSFOLE所需资源的准备
• 3.5.1 基础化学实验三维虚拟仪器资源库的开发
• 3.6 总结
• 4.CSFOLE构架下三维交互物理化学虚拟实验室的构建探索（上）
• 4.1 物理化学实验的特点
• 4.2 燃烧热测定实验过程分析
• 4.2.1 燃烧热测定实验原理
• 4.2.2 雷诺校正原理
• 4.2.3 实验的成败因素
• 4.2.4 燃烧热测实验仪器及药品
• 4.2.5 燃烧热测定实验步骤
• 4.2.6 小结
• 4.3 实验仪器的3D建模
• 4.4 Java交互过程的实现
• 4.4.1 Java编译环境的配置
• 4.4.2 Java交互行为的实现
• 4.4.3 对于抽象事件处理的Java类说明
• 4.5 本章总结
• 5.CSFOLE构架下三维交互物理化学虚拟实验室的构建探索（下）
• 5.1 Java与Flash技术结合实现燃烧过程系统仿真
• 5.1.1 燃烧过程系统仿真分析
• 5.1.2 3D场景中的Java系统仿真以及模拟信号产生
• 5.2 JavaScript实现温差数据的传输过程
• 5.3 Flash实现数据处理软件功能
• 5.4 Flash实验数据的保存操作
• 5.5 其它辅助功能的实现
• 5.5.1 平面地图功能
• 5.5.2 操作过程说明
• 5.5.3 过程信息提示
• 5.6 本章总结
• 5.7 本章总结
• 6.CSFOLE架构3DE-VL的测试与评价
• 6.1 测试
• 6.1.1 传播
• 6.1.2 使用
• 6.2 评价
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢
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