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网络实验教学研究

胡志凌  
【摘要】: 在现代教育中,实验教学占有非常重要的地位。实验教学的实践性非常强,由于其实现的特殊性和现代通信技术和信息处理技术的局限性,如何在现代远程教育中开展远程实验教学是一个具有挑战性的课题。 实验是教学活动中一个必不可少的过程,很多学习科目都是以实验课程为基础的,尤其是对于一些实践性较强的学科,例如物理、化学、计算机组成结构等等,实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力是至关重要的,学生的大部分实践能力都是通过实验得到的,在远程教育中,由于教学机构与学生在空间上分离,学生无法到学校实验室做具体的实验,这已经成为了制约远程教育质量的一个重要因素。近年来,由于计算机技术和网络技术的飞速发展,通过网络来构建虚拟实验室已经成为可能,网上实验已成为远程教学研究的重要方面。 网络虚拟实验室实现的基础是多媒体计算机技术、网络技术与仪器技术的结合。虚拟仪器技术与认知模拟方法的结合也赋予虚拟实验室的智能化特征,无论是学生还是教师,都可以自由地、无顾虑地随时进入虚拟实验室操作仪器,进行各种实验。不但为实验类课程的教学改革及远程教育提供了条件和技术支持,还可以随时为学生提供更多、更新、更好的仪器。 通过网络虚拟实验室,能够通过计算机在网络中模拟一些实验现象。虚拟WEB实验室为学生创造一个类似于实际实验室的虚拟环境,让学生体验身临其境的感觉,同时通过对三唯物体的交互式操作来完成实验。它不仅仅能够提高远程教育的教学效果,更加重要的是对一些缺乏实验条件的学生,通过网络同样能够“身临其境“的观察实验现象,甚至和异地的学生合作进行实验。 目前对于网络教学实验的研究还是比较少见的,应用于实际网络教育的远程实验教学系统更是少之又少。研究在远程网络环境下实验教学的原理、模式和方法就显得更加具有必要性和紧要性。 /迄菌八硕士学位论文 w MASTER’S THESIS 本文第一章分析了现代远程网络环境下的教育与学习和传统实验教学理 论,以及建构主义实验教学理论。它们构成了网络远程实验教学研究的理论 基础。 第二章研究了在现代远程网络环境下的多种实验教学的实现模式和方 法、虚拟实验的特点和优势以及虚拟实验技术对教学改革的巨大影响。 第三章研究了虚拟仪器技术的技术特性、构成和特点并分析了虚拟仪器 技术在远程实验教学应用。提出了基于虚拟仪器技术的远程实验教学系统的 功能和构成模块。 第四章研究了基于WE B的三维虚拟实验室的体系结构并分析了三维建 模语言VllldL的技术特性和交互设计的方法。 第五章设计了一个远程网络虚拟电子实验系统。实现了8255并行接口应 用虚拟实验模拟。 第六章简略分析了网络实验教学的不足及其研究方向。


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