基于网络环境物理实验教学探讨与实现

网络教学在信息发达国家已经相当普遍,在我国固然计算机的普及程度已达到一定水平,但受到网络带宽、传输稳定性的影响以及缺少较成熟的网络软件,使得我国的网络远程教育还处在相对落后的阶段。网络教学软件实际使用的效率、效果都有待提高。将实验教学网络化,开发虚拟仪器是目前网络教学的一个趋势,国内的一些大学和企业也做了一些尝试,但是国内的网络虚拟仪器主要应用在产业生产上,真正成熟的网络教学产品少之又少。如何改变目前虚拟教学软件数量少,通用性差,仿真度低的缺点,同时真正实现“仪器-电脑终端-互联网-使用者”之间的数据通讯,让使用者可以通过网络操纵仪器而不仅仅是简单的演示是一个急待解决的问题。本文首先对计算机辅助教学、e-Learning进行了论述,然后将虚拟实验室与传统实验室进行了比较,总结了虚拟实验室的优点。先容了当前比较常见的几种虚拟仪器实现方法。在分析、比较的基础上,提出了虚拟实验室的设计规划。利用已经存在的技术如网页制作、Flash动画技术、LabVIEW及Ja等来实现一个功能完善的网络虚拟实验室平台,改变目前网络实验教学软件通用性差、仿真度低、功能简单的弱点,对现行的大学物理实验教学模式进行改革,摸索一条将信息技术与传统大学实验课程相结合的新思路。本论文提出了网络虚拟实验室的系统基本架构,将虚拟实验室所需实现的功能按模块进行细分并选择了相应的实现技术,实现了一个基于网络环境的网上实验室系统,将学生选课、教师评分、教学管理、网络课件以及虚拟仪器整合在一起。通过实际使用,成功的在网络上实现了虚拟的实验过程,满足了大学物理实验教学的要求。最后,本文对今后网络虚拟实验室的发展做出了展望。【关键词】：计算机辅助教学虚拟仪器虚拟实验室Ja物理实验LabVIEW
【论文提纲】：第一章导论7-111.1研究目的71.2研究背景7-81.2.1国内实验教学改革现状7-81.2.2国外实验教学现状81.3研究方向8-91.4论文组织9-11第二章相关研究综述11-182.1计算机辅助教学(CAI)11-132.1.1计算机辅助教学的意义11-122.1.2计算机辅助教学与传统教学的比较12-132.1.3计算机辅助教学的发展方向132.2e-Learning13-152.3虚拟实验室15-182.3.1虚拟实验室的意义162.3.2虚拟实验室与传统实验室的比较16-18第三章虚拟实验室的设计18-303.1系统基本架构18-203.2软件模块设计20-233.2.1计算机辅助教学管理软件系统20-233.2.2计算机辅助教学软件系统233.3硬件模块的设计23-303.3.1硬件模块的结构23-253.3.2VXI仪器接口25-273.3.3LabVIEW开发平台27-30第四章软件功能的实现30-424.1虚拟实验室主页的编写304.2虚拟实验室数据库的设计30-344.2.1数据库的设计方法30-314.2.2数据库的实现314.2.3数据库的规划31-324.2.4数据库各个表名称及层次32-344.3Ja技术的应用34-354.3.1数据库访问344.3.2教学应用界面设计34-354.4人机交互界面的设计35-374.4.1人机交互界面设计的一般原则35-364.4.2人机界面的实现36-374.5虚拟仪器的实现37-424.5.1仪器的规格37-384.5.2程序的编写38-404.5.3主要技术特点40-42第五章虚拟实验室的运行42-505.1网络虚拟实验运行流程42-435.2仿真实验运行流程435.3虚拟实验室运行实例43-505.3.1Flash课件44-465.3.2仿真实验46-50第六章总结及展望50-536.1实际运行效果50-516.2本文结论51-526.3对未来的展望52-53参考文献53-55致谢55-56附录A网络课件清单56-57附录B仿真实验项目清单‘57