背景

培养动手能力、设计能力和创新能力是实验教学的重要目标。近几年来的高校扩招给实验教学带来了巨大的压力,传统的实验教学已经不能满足新形势下的教学要求,实际教学中面临各种各样的问题,比如实验室建设费用高昂、教师指导难以到位、 教学目标难以落实等等。

虚拟实验平台介绍

在计算机中进行虚拟实验已经成为教学、生产、生活、试验等非常重要的活动,通过虚拟实验可以在计算机模拟现实、深入理论的了解、学习方面得到很多好处。比如在力学实验中可以通过虚拟操作来节省试件;在物理实验中通过虚拟实验可以让学生深入了解理论知识及其实践;在化学实验中可以避免危险试剂给实验员的伤害;在生产环节中可以为企业节省购买大量实验设备的费用,等等。 因此虚拟实验操作已经成为我们学习、生活、生产中不可少的活动之一,那么如何来开发虚拟实验?在计算机中虚拟实验应该如何表现才可以与现实相符?如何让不同的机构在开发虚拟实验中不进行重复的劳动呢?哲涛科技虚拟实验平台可以完美解答上述问题。

伯努利实验截图

在计算机中构建虚拟实验一个不可少的环节就是虚拟实验的开发、实验中元件的重复使用、元件的通信。为了使得元件可以一处开发,处处使用,为了使得元件在不同的环境(实验)中可以通信和得以控制,就必须为所有元件抽象出统一的接口、事件以及属性。这并是我们需要拟定一个统一的描述,使得所有环节可以通过描述来配置元件的特性、使得最终的用户可以再进行操作和实验,我们把这一种描述叫VLab Descriptor Language(以下简称VLabDL)。通过VLabDL使得开发的元件可以在不同的实验中使用,但不需要为每一个实验单独开发相同的元件,比如天平在牛顿第二定律中需要使用,同时在一个质量测量实验中也需要使用,那么我们只需要开发一个天平元件即可,在需要的实验中只要通过VLabDL加载即可。

       在教学环节中虚拟实验也是十分重要的,同时它还需要具有实验报告等后期数据处理,更重要的是不同的实验其处理的数据、处理界面等均不一样,这就使得在虚拟实验中提交的数据采用统一的节点和格式显得十分重要,在VLabDL中,通过规定实验数据、后期输入数据等节点来向多方提供数据。VLabDL为多方使用实验元件和实验数据提供了统一的接口和标准。

哲涛虚拟实验平台特点

1、真实性:虚拟实验平台最重要的一点特色就是具有高度“真实”的感觉,使用者能够从视觉、听觉、触觉等多种感觉方面感受实验的真实效果,帮助实验者完全沉浸在虚拟实验室搭建的接近真实的实验环境中。
2、交互性:虚拟实平台中,实验者能够对虚拟环境中的实验仪器任意操作并得到相应反馈,比如演示水箱注水时要看到水泡、水流、水位改变等。
3、直观性:虚拟实验平台环境中体现的数据形式,是通过计算机的分析能力,而利用直接展示出数据体现的。这样就避免一些实验器材收到环境等影响,造成实验结果表示不准确等问题。
4、网络化:虚拟实验平台还可以利用网络实现远程实验以及多人试验模式,加强互动感,扩大实验范围,增强实验者实验的合作感和兴趣。
5、安全性:在虚拟实验平台进行实验,可以有效避免试验中带来的危险,实验者可以放心大胆的进行实验操作,助于开拓思维,尝试更多实验技巧。
6、功能全:虚拟实验平台中提供了各种类型的实验器具,在传统实验中的一些限制在虚拟实验中可以轻松避免,更新和升级也保证虚拟实验室的新鲜感。

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