机械虚拟实验教学平台的研究与实现

论文摘要

随着高等教育信息化的迅速发展,虚拟网络教学作为一种新的教学模式,正迅速的发展并得到越来越广泛的应用。其具有丰富的多媒体资源、便捷的协同交流、友好的互动等独特的优势。实验教学作为机械学科教学的重要部分由于各大高校实验室设备参差不齐,实验成本相对较高等劣势,在各大高校中还不能一致达到较好的教学效果。基于网络的虚拟实验教学平台有效地解决了这一问题,通过该平台,可以开发出复杂而又实用的先进设备,让学生形象深刻的了解设备中机构的运动原理,掌握知识本身;另一方面,该平台很好的解决了学生学习时在时间和空间上的局限性。本文在分析虚拟实验国内外发展状况,通过对各种学习理论的对比和各种虚拟现实技术研究比较后,针对机械学科的特点,基于人本主义学习理论和新媒体理论,提出了两套解决方案,分别为基于EON的VC++技术和基于Flash的Flex技术,开发出一套针对机械学科的基于网络的虚拟实验教学平台,将对设备的自主观察、自主拆装,自主规划连接,三维仿真,自动对相应运动进行计算分析的技术集成于一体,具有可视化,交互性强,可扩展可开发等多种优势。目前该虚拟实验平台已经运用到实际教学过程中,通过教师和学生使用反馈,经过不断完善和改进,虚拟实验平台最终将得到了实际运用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 课题研究的目的及意义
• 1.3 国内外虚拟网络教学概况和预测
• 1.3.1 国外的研究状况
• 1.3.2 国内的研究状况
• 1.3.3 虚拟网络教学的发展预测
• 1.4 本文研究的主要内容
• 2 虚拟实验教学平台理论研究
• 2.1 新媒体理论
• 2.2 人本主义学习理论
• 2.3 虚拟实验概述
• 2.4 虚拟实验教学平台搭建理论概述
• 2.4.1 以计算机为基础的虚拟实验在教育中的应用
• 2.4.2 虚拟实验教学平台搭建的基本要求
• 2.4.3 虚拟实验教学平台的特点
• 2.5 虚拟实验教学过程
• 2.6 本章小结
• 3 虚拟实验教学平台的分析及设计
• 3.1 系统的设计目标与设计原则
• 3.1.1 系统的设计目标
• 3.1.2 系统的设计原则
• 3.2 系统架构设计
• 3.2.1 输入系统
• 3.2.2 虚拟交互系统
• 3.2.3 输出系统
• 3.3 系统方案的设计
• 3.3.1 三维建模
• 3.3.2 虚拟场景的搭建及交互界面的编制
• 3.4 系统实现需求
• 3.4.1 系统网络通信模型
• 3.4.2 系统的开发运行环境
• 3.5 本章小结
• 4 虚拟实验关键技术研究
• 4.1 系统建模技术
• 4.1.1 建模
• 4.1.2 渲染
• 4.2 基于EON 的VC++技术
• 4.2.1 虚拟交互技术
• 4.2.2 基于EON 的虚拟交互平台开发
• 4.2.3 交互界面的开发
• 4.3 基于FLASH 的FLEX 技术
• 4.3.1 技术简介
• 4.3.2 FLEX 控制界面的开发
• 4.3.3 鼠标、键盘交互的实现
• 4.3.4 拖放的实现
• 4.3.5 系统仿真运动技术
• 4.3.6 菜单选择技术
• 4.4 网络通信
• 4.5 本章小结
• 5 虚拟实验教学系统的开发实现和应用
• 5.1 系统组成结构
• 5.2 系统业务流程
• 5.3 虚拟试验典型案例简介
• 5.3.1 机构组合虚拟认知实验
• 5.3.2 机构创新典型案例虚拟认知实验
• 5.3.3 仿生机构虚拟认知实验
• 5.3.4 带传动虚拟认知实验
• 5.3.5 齿轮传动效率虚拟认知实验
• 5.3.6 减速器虚拟认知实验
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献