一、虚拟实验仪器设计原理与应用（论文文献综述）
张兰兰[1]（2021）在《基于视觉情绪化设计的沉浸式虚拟实验环境研究》文中研究指明
彭佃非[2]（2021）在《STEAM理念下基于Unity3D虚拟物理实验室的设计与研究》文中认为虚拟现实技术（Virtual Reality,VR）是近年来发展起来的一种全新的仿真技术。物理实验是学生学习物理科学最形象、最直观的方式,也是激发学生对物理学科产生兴趣的最好方式。STEAM作为一种融合多个学科的全新教育理念,近年来在教育教学领域逐步应用。文中立足于电子技术应用于物理教学,将STEAM教育与虚拟现实技术相结合,设计系列焊接电路实验使得学生可以在虚拟环境下进行实验操作,以期提高学生的知识学习能力与实践操作水平。本文的研究内容概括如下:（1）STEAM理念下的虚拟物理实验室设计研究。以STEAM理念为原则,以项目式教学为基础,使用虚拟现实技术实现物理实验,设计系列电路焊接实验（如温控声光报警器实验、秒表实验和流水灯实验）等代表性实验。突出STEAM教育的五大核心理念,让用户感受到虚拟现实技术带来的真实体验。（2）虚拟物理实验室的设计与实现。具体研究包括四部分内容。建模,对虚拟实验室场景以及实验器材进行取景,如二极管、蜂鸣器等,并且通过3ds Max对虚拟物体进行静态建模。搭建,深入了解虚拟开发引擎Unity3D,进行虚拟实验室场景以及具体电路焊接实验场景的搭建与开发。编程,设计实验环节,通过VS脚本编译器及C#语言对虚拟器件模型进行独立开发完成,完成连接服务器、实验室场景漫游、界面跳转、碰撞检测等功能。测试,在Window平台发布实验系统并进行用户测试。（3）虚拟物理实验的实证研究。虚拟物理实验包括三大模块,分别为登陆实验平台和漫游实验室模块、实验操作和实验现象模块、其他功能模块。用户可通过实验前讲解,按照要求依次完成相关实验内容。最后依据学生的调查问卷来进行教学成果分析。依托STEAM教育为核心理念的虚拟物理实验室,不仅可以帮助学生学习相关物理知识和计算机技术,更重要的是提高其自主学习能力、创造力和想象力。
管晓东[3]（2021）在《基于自动测试虚拟平台的3d实验设计与实现》文中研究指明近年来高校采取了诸多方案以缓解学生人数与实验仪器数量之间的矛盾。随着信息化教学的不断发展,高校使用计算机开发程序以模拟实验流程,已研发出相关虚拟实验代替传统实验。本文在此背景下设计了基于三维引擎的虚拟实验,不依赖传统测试软件内置函数,独立开发完成了三维实验的各项功能。与传统的二维虚拟仿真实验相比,该实验不仅模拟了实验流程,同时还具有很好的真实感与沉浸感。最后将该实验发布到网络上,使用户能够不受时空限制操作实验。首先本文根据实验需求确定开发软件为3dsMax与Unity3D。在3dsMax中分别对示波器、信号发生器、电脑以及相关实验环境建模,设计的模型与真实模型相差无几。最后将模型导入Unity3D中并搭建实验环境。其次本文确定了实验开发架构。摒弃传统的Unity3D的开发思路,本文采用了多模块架构思想开发,分别设计了实验的登录模块、仪器生成模块、连线模块、仪器面板模块与相机管理模块,采用总管理模块GameManager（总控）脚本对各个模块进行管理。使项目代码耦合性更低,方便今后对此实验进行扩展。设计了实验所需的二维曲面绘制控件,可对波形进行良好的展示。根据波形公式设计了波形数据的生成与处理模块,通过消息中心模块传递生成的波形信息。然后本文基于Unity3D中的UGUI（图形编程界面）模拟了脉冲波形实验的编程系统。总控制脚本管理了各个面板的脚本输入,通过字符串模拟比较用户程控指令的输入正误。通过多脚本控制对比判断用户输入的指令组合是否正确,最终显示波形及测量参数,模拟了脉冲波形实验编程的流程。最后本文采用WebGL（Web Graphics Library）技术发布实验,经过场景与光照优化等手段降低实验资源消耗。将项目打包成WebGL格式后发布到Tomcat服务器,用户可通过浏览器访问并操作实验。经过测试,实验流畅运行于浏览器上。相比较传统的二维虚拟实验,本实验在模拟相应实验流程的同时使用户能够产生更加真实的操作体验。
叶诗慧[4]（2020）在《基于具身认知理论的化学虚拟实验系统设计与开发》文中进行了进一步梳理随着教育信息化的蓬勃发展,虚拟实验已经成为有效的实验教学手段。虚拟实验不仅能够使实验方式打破时空的限制,而且能够规避真实实验中产生的安全问题。为使虚拟实验发挥出更大的教学效益,更好的满足实验教学的要求,本文将具身认知理论应用于虚拟实验的设计与开发中。近年来具身认知理论作为认知心理学的重要研究领域受到越来越多学者的广泛关注,它强调人身体在认知过程中发挥着重要作用,以环境中具体身体构造和身体活动为基础。教育学与心理学界持续关注认知过程的发生与学习效率的提升等方面问题。基于此,本文从具身认知理论角度出发,依托虚拟现实技术,进行了基于具身认知理论的化学虚拟实验系统设计与开发研究。（1）本文首先对研究相关的国内外现状进行分析,界定关键理论及概念,梳理具身认知、以学为主教学设计过程模式等理论,进而提出具身认知发生所需要素,并将其对应于虚拟实验系统设计要素中,形成理论对实践的指导。（2）归纳总结虚拟实验系统设计原则,提出基于具身认知理论的化学虚拟实验系统的设计流程,并总结虚拟实验系统学习过程模式。系统以化学实验为学习内容,利用Unity3D、3ds max等软件开发一款基于具身认知理论的化学虚拟实验系统,学生可以利用该系统进行具身性的操作训练。（3）最后将系统进行修改、完善并投入使用。研究选取某校高二学生为实验对象,并通过实验与问卷调查的形式对使用效果进行反馈与总结。分析系统使用后的样本数据,得出该系统在实际应用中具有一定的积极作用。可以看出本文所提出基于具身认知理论的化学虚拟实验系统的设计流程有较好的实践意义。本研究将具身认知理论融入虚拟实验的设计与开发中,阐述了系统设计原则与开发流程框架,并提出了系统的学习过程模式。将开发出来的系统应用于实际中,丰富了具身认知与虚拟实验教育应用的理论层次,并提供实践参考价值。
胡瑶[5]（2020）在《基于移动平台的测试系统设计与实现》文中认为由于高校信息化实验教学的不断发展,以虚拟仿真实验取代受时间、空间、实验器材等影响的传统实验方式势在必行。本文在此背景下提出基于移动平台的测试系统的仿真实验软件,可以解决高校实验教学面临的场地与设备短缺等问题。本文研究主要内容是基于移动平台的测试系统设计与实现。文中移动平台采用Android系统的智能手机,在手机终端完成软件功能,主要工作内容包括可重载模块、远程控制实验以及虚拟仿真实验这三部分内容。首先根据测试系统的需求分析给出软件系统总体设计方案,然后详细介绍了各功能模块的设计与实现过程。论文主要包括以下内容:（1）可重载模块。该模块是为拓展同一类仪器的不同型号或者厂商仪器界面而提出的,重载仪器界面共有功能特征,同时在加载界面时变换仪器界面特有功能特征与对应的指令,从而实现了同一类型仪器不同界面的加载。（2）远程控制实验。该模块采用基于TCP协议的socket通信方式结合Wi-Fi传输方式完成手机端软件与实体仪器的程控功能。主要实现数据通信、数据处理、波形显示模块的功能,使用功能模块完成远程控制实验:仪器界面远程控制实验、SCPI指令学习实验、脉冲参数测量实验。（3）虚拟仿真实验。主要包括虚拟仿真实验管理系统和仿真实验功能实现,从而可以不依赖实体仪器,在手机端软件中就能组建仿真实验系统。虚拟仿真实验又包括虚拟仿真函数发生器功能与SCPI指令学习实验,虚拟仿真函数发生器可以展示波形种类、设置参数,解析指令,通过在仿真实验管理系统上利用虚拟仿真函数发生器与SCPI指令对话框完成仿真程控实验。（4）软件界面的实现。前三点所提到的工作内容均离不开界面设计,需要根据每个功能模块具体的功能需求结合Android中布局、按钮、滑动条、弹出窗口等组件实现满足不同测量功能的软件界面。本文完成了基于移动平台测试系统的软件功能,并在手机端以及实体仪器之间进行了功能测试,各个功能模块都可以正确、有效地工作,证实了测试系统软件的实用性。
谢旭锋[6]（2020）在《虚拟实验平台自动评分系统的研究与设计》文中研究说明近些年来,随着“互联网+”模式在教育领域的应用,传统教育模式也随之发生了变化。在实验教育领域中,许多高校正在使用虚拟实验与传统实验相结合的教学方式。虚拟实验平台作为实验室的辅助系统,让学生在课前课后同样可以进行实验操作,有助于提升学生的学习能力,其中对实验操作的考核评分成为虚拟试验平台的研究核心和热点。传统的评分系统只能对选择题进行评分,无法实现操作题的评分或只能将实验数据结果与标准结果对比来判断学生操作是否准确,对于学生的操作流程没有任何的评价。本论文以现有的虚拟实验平台为基础,结合人工智能技术设计了一套虚拟实验平台评分系统,实现对操作题文本数据的智能分类,并通过对文本数据中每个步骤的评判来获得最终评分。本文主要工作内容有以下几个方面:（1）对虚拟实验平台的整体设计框架进行研究,对基于Lab VIEW的虚拟实验平台的评分方式进行分析和总结,研究其他评分系统设计中所存在的优缺点如:英文作文评分系统、编程题评分系统等。（2）为了能更好地表征文本内容,设计了一种以自然语言处理为基础的预处理算法,为接下来的文本分类和评分系统提供有效数据。此外在对于专业术语较多的虚拟试验文本数据进行预处理时还需要加入自定义的字典来提高处理效率。（3）通过研究卷积神经网络（Convolutional Neural Networks,CNN）与长短期记忆神经网络（Long Short-Term Memory,LSTM）分别设计相应的文本分类模型,并将CNN在分类上的优势以及LSTM在自然语言处理上的优势相融合设计混合神经网络。通过对比三者在文本分类上的准确率,结果为混合神经网络的分类效果更好。（4）研究虚拟实验的评分规律,结合决策树算法和循环神经网络算法的模型结构,设计一种基于两者模型结构的文本评分算法,与此同时,使用神经网络评分模型对数据进行二次评分,将两者的评分结果进行对比,当分数误差在给定范围内则取两者分数的平均值为最终结果,否则反馈优化。最后利用Python创建图形用户界面用于显示评分界面。本系统摆脱了传统评分系统中操作题需要人工评分的束缚,通过神经网络建立智能评分模型,在不同学科的虚拟试验中均可实现评分的特点,具有一定的应用价值。
张晴[7]（2019）在《基于Unity3D的初中物理虚拟实验系统的设计与实现 ——以力学实验为例》文中研究指明随着信息技术的迅猛发展,我国教育改革不断向前推进,虚拟实验的产生与应用,将推动教育改革向全新的方向发展。虚拟实验是众多研究者在学校实验教育信息化建设的一次成功尝试,为教育工作者提供新的教学模式,拓展了学生的学习空间,丰富了教师的教学资源。初中实验教学作为我国学校实验教学中的一个关键环节,对人才创新意识和创新能力的培养具有关键作用,然而初中学生在已有认知水平上难以充分理解教学内容中众多的抽象概念。在教育信息化的支持下,已有大量虚拟实验成果得以初步应用,但是现有对初中虚拟实验的研究多侧重于实验知识的虚拟展示,将注意力关注在虚拟实验的优势、功能以及如何应用等问题,对其如何整合到教育教学中、如何与项目设计联系起来等问题的研究较少,缺乏对实验过程的沉浸感和交互性的深入探索,导致实验效果与预期存在差距,难以满足创新能力培养的需求。鉴于此,论文将初中物理作为研究对象,并重点以力学实验为例,对力的模拟与仿真进行深入探索,同时在充分挖掘物理实验教材的基础上,结合教学设计理念,设计开发了基于Unity3D的初中物理虚拟实验系统。本文的主要研究工作如下:（1）针对学生难以理解力的抽象概念这一难题,首先利用虚拟现实技术对物理实验中的力进行模拟,实现了力的可视化,以拓展虚拟实验过程中学生体验的感知维度,从而激发学生的学习兴趣。（2）充分挖掘初中物理实验教材,构建物理实验知识体系,在此基础上,结合力的可视化方法与教学设计理念,设计并开发了多个虚拟实验资源,从而丰富了教学手段与内容,有效提高了教学效率。（3）面向初中物理虚拟实验教学需求,首先对多个虚拟实验资源进行整合,然后,利用Unity3D引擎开发了一款初中物理虚拟实验系统,并最终通过多次测试对系统进行优化与完善。该系统为学生提供一个自主化、个性化的学习空间,为培养中学生创新意识和创新能力创造良好环境,对促进数字校园进一步迈向智慧校园具有重要现实意义与应用价值。
王军[8]（2018）在《基于NOBOOK平台的中学化学虚拟实验教学应用研究》文中提出本研究以中学化学虚拟实验为研究对象,以虚拟实验技术为支持,在虚拟实验运行环境下,结合情境认知理论、活动理论和对比实验教学法,重点研究基于NOBOOK虚拟实验平台的中学虚拟化学实验教学设计、教学实践应用以及学习效果分析等问题。并通过在郑州市第四十二中学开展虚拟化学实验教学实践活动,分析虚拟实验在中学化学实验教学效果,为本论文在中学化学教学中开展的虚拟实验提供理论依据和工具方法。本研究结构分为六个部分:第一章对研究背景意义、研究问题的提出、研究思路以及研究过程中的研究方法进行了介绍。第二章阐述了本研究的相关理论以及NOBOOK虚拟实验平台,详细介绍了在NOBOOK化学实验室进行虚拟实验的流程及操作。第三章进行虚拟实验教学模式的设计,并对该教学模式的各个环节进行分析阐述。第四章是根据虚拟实验教学模式进行教学设计与应用,选择制取污染性气体氯气为研究案例,设计教学活动设计方案,并根据教学设计方案在NOBOOK化学实验室的虚拟实验台上进行实践教学。第五章通过对虚拟实验教学活动中的实验观察记录表、学生课后的实验报告以及调查问卷数据,对虚拟实验教学效果进行了分析。第六章是研究的结论以及不足,点明了下一步研究的方向,并说明了研究的价值和创新之处。研究结果表明,虚拟实验的教学方式在中学化学实验教学中是可行有效的,可以使学习者熟练实验操作技能、提高实验实践能力,有效解决实验理论教学不能及时应用于实践教学的问题,有助于学生进行个性化学习,希望对中学化学教师今后开展虚拟实验教学提供一定的参考和借鉴作用。同时本研究是信息技术与中学化学实践教学整合的新领域与新探索,具有较高的现实意义与应用价值。
刘蒸蔚[9]（2014）在《大型分析仪器虚拟实验训练系统设计与开发研究》文中提出大型分析仪器（本文中主要是指核磁共振波谱仪、高效液相色谱-质谱联用仪、荧光光谱仪、热重-差热综合热分析仪、恒温式微机热量计五台大型分析仪器）是药物分析实验和药学研究过程中必须接触的实验设备。使学生掌握独立操作大型分析仪器和正确分析仪器数据的能力，可以为学生今后科学研究做好铺垫。通过对我校药学院实验中心大型分析仪器实验教学过程调研发现，目前分析仪器全部由专门的实验人员负责操作，实验教学过程中采用示范教学的方法。通过学生访谈发现，示范教学存在学生看不清、摸不着、跟不上的情况，并且无法满足学生对分析仪器独立操作练习的需求。本文通过分析现有的实验教学特点和教学需求，设计与开发了大型分析仪器虚拟实验训练系统。本研究受2010年全军医学科研计划课题之子课题“提高医学网络课程质量的实施策略研究”（10MA025-FS002）、2011年第二军医大学校改课题“现代分析仪器虚拟实验室设计与开发”支持，具有解决实际教学问题的意义，在系统测试和改进完善后将投入实际教学使用。课题的主要研究思路是：发现需求-分析现状-分析需求-寻找缩小现状与需求之间差距的方法-设计开发并进行实践应用-得到反馈-根据反馈进行系统的修改于完善-对系统做出评价。课题的主要工作包括：对目前国内外该类仪器实验教学方式方法进行了解，结合教学需求，找到缩小现实与所需要达到目标之间差距的方法；按照教育技术学科中教学设计原理，采用Flash技术营造虚拟实验环境、应用Adobe Captivate软件的Training模块设计训练环节，设计与开发出大型分析仪器虚拟实验训练系统；系统设计与开发完成后，向学生及教员开放使用，根据学生使用反馈进行系统的修改与完善，并对系统功能做出评价。本课题的创新之处在于：为大型分析类仪器的实验教学提供了虚拟实验训练平台、在虚拟实验室开发过程中采用Adobe Captivate软件实现训练功能、组合运用多种手段实现虚拟实验训练系统功能的高效开发、为大型分析仪器的教学改革提供了新的思路。
段国艳[10]（2013）在《电子技术虚拟实验系统研究与开发》文中研究指明基于计算机技术的电子技术仿真、设计和虚拟仪器技术正在改变着电子技术实验教学观念、方法和过程,由于“软实验”的灵活性高、成本低,在某些领域几乎替代了传统的硬件实验。随着科学技术与信息技术的高速发展,仿真和虚拟实验（软实验）已经占据了现代电类实验的半壁江山。单一的传统电子实验室已无法完成教学、研发和测试任务,解决问题的最好方法是打破原有的实验系统运作模式,开发和建设电子技术实验新模式。本文的主要工作有虚拟电子实验系统的开发模式、关键技术和开发平台相关研究；在高职院校电子技术课程的实践教学现状的基础上,设计了基于虚拟仪器和虚拟仿真技术的虚拟实验系统,试图解决该课程实践教学中出现的各种问题。该虚拟实验系统特征如下：1.以高职高专电子技术课程实验教学模式为依据；2.以软件Labview作为系统开发平台；3.将电子技术基础课程中的理论知识难点和实践教学中的各个实验项目分为演示型实验、验证测试型实验、设计型实验三类,并在软件系统中以视频演示、虚拟仿真和基于虚拟仪器测试、选择元件自行设计电路等不同方法实现各类实验；4.包含实验前的预习与实验结束后实验报告生成等相关项目；5.为了进行数据处理和系统仿真功能,系统中兼有常用的电类虚拟仪器；6.该实验系统结合了基于虚拟仪器的实验系统和基于虚拟仿真的实验系统的优点,具有一定的实用和推广价值。最后,结合本虚拟实验系统的开发过程对开发出的虚拟实验系统性能进行分析和总结,并指明了以后对本系统不断完善和优化的主要方向和内容。
二、虚拟实验仪器设计原理与应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、虚拟实验仪器设计原理与应用（论文提纲范文）
（2）STEAM理念下基于Unity3D虚拟物理实验室的设计与研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 虚拟现实技术的研究现状 |
| 1.2.2 STEAM教育的研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究方法 |
| 1.5 本章小结 |
| 第2章 虚拟物理实验室的设计原则 |
| 2.1 虚拟物理实验室的框架设计 |
| 2.2 虚拟物理实验室的用户角色和功能 |
| 2.3 虚拟物理实验室的关键技术 |
| 2.3.1 计算机图形学技术 |
| 2.3.2 Shader |
| 2.4 软件开发环境 |
| 2.4.1 Unity |
| 2.4.2 3ds Max |
| 2.4.3 MySQL |
| 2.5 硬件开发环境 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 虚拟物理实验室的开发流程 |
| 3.1 素材、数据的收集 |
| 3.2 3ds Max的模型建造 |
| 3.2.1 模型的创建方法及原则 |
| 3.2.2 模型的具体创建过程 |
| 3.2.3 模型的转换与导出 |
| 3.3 MySQL数据库数据存储 |
| 3.3.1 MySQL数据库的特性及优点 |
| 3.3.2 虚拟物理实验室登录信息的创建 |
| 3.4 Unity特点及关键技术 |
| 3.4.1 Unity常用视图及特点 |
| 3.4.2 Unity流程图 |
| 3.5 Unity交互实现研究 |
| 3.5.1 创建登录信息 |
| 3.5.2 材质贴图与光源 |
| 3.5.3 虚拟3D漫游控制 |
| 3.5.4 碰撞检测与实现 |
| 3.5.5 界面跳转 |
| 3.5.6 粒子系统 |
| 3.6 虚拟物理实验的发布 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 虚拟物理实验室的功能实现与教学实践研究 |
| 4.1 登录实验平台及漫游实验室模块 |
| 4.2 实验操作及现象模块 |
| 4.3 其他功能模块 |
| 4.4 STEAM与虚拟物理实验的结合 |
| 4.5 教学实践研究 |
| 4.5.1 教学设计实施 |
| 4.5.2 教学成果分析 |
| 4.6 本章小节 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录一 调查问卷 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
（3）基于自动测试虚拟平台的3d实验设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 三维虚拟实验的国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容及章节安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 三维虚拟实验架构设计分析 |
| 2.1 三维虚拟实验开发工具选型及特点 |
| 2.1.1 Unity3D开发三维项目的优势 |
| 2.1.2 三维虚拟实验特点 |
| 2.2 虚拟测试实验总体方案设计 |
| 2.2.1 三维虚拟测试实验功能分析 |
| 2.2.2 三维虚拟测试实验开发思路 |
| 2.2.3 三维虚拟仿真实验的总体框架设计 |
| 2.3 三维虚拟测试实验的关键难点 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 三维脉冲波形参数实验的模型与功能设计与实现 |
| 3.1 实验仪器与场景的建模 |
| 3.1.1 三维建模工具选择 |
| 3.1.2 虚拟仪器建模规范 |
| 3.1.3 实验仪器本体模型建模处理流程 |
| 3.1.3.1 仪器模型外部轮廓建模 |
| 3.1.3.2 三维仪器模型子模型建模 |
| 3.1.3.3 制作贴图及材质 |
| 3.1.4 三维资源搭建场景 |
| 3.2 三维脉冲波形参数实验的各个模块设计 |
| 3.2.1 三维脉冲波形参数测试实验的整体架构设计 |
| 3.2.2 三维脉冲波形测试实验登录模块设计 |
| 3.2.3 三维虚拟仪器的拖拽生成模块设计 |
| 3.2.4 三维脉冲波形参数实验相机管理与场景漫游设计 |
| 3.2.5 三维脉冲波形参数实验仪器连线设计 |
| 3.2.6 虚拟仪器的面板操作设计 |
| 3.3 三维脉冲波形参数实验场景优化设计 |
| 3.3.1 基于ResMgr的场景资源加载优化 |
| 3.3.2 实验场景基于烘焙模式的光照资源优化 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 三维脉冲波形参数实验的波形与编程系统的设计与实现 |
| 4.1 三维脉冲波形参数实验波形处理模块的设计 |
| 4.1.1 基于轮询函数的波形数据输入模块设计 |
| 4.1.2 基于Linerenderer的波形显示模块设计 |
| 4.1.3 虚拟信号发生器的波形生成模块设计 |
| 4.1.4 虚拟示波器的信号显示模块设计 |
| 4.2 三维脉冲波形参数实验基于UGUI的编程模块设计 |
| 4.2.1 三维虚拟编程系统界面设计 |
| 4.2.2 基于GameManager的编程输入处理模块的设计 |
| 4.3 虚拟实验消息分发与事件中心模块设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 三维脉冲波形参数实验发布与优化 |
| 5.1 三维脉冲波形参数实验的发布 |
| 5.1.1 基于WebGL的三维测试实验发布流程 |
| 5.1.2 基于Tomcat的服务器搭建 |
| 5.1.3 虚拟测试系统的打包与发布 |
| 5.2 三维脉冲波形测试实验测试 |
| 5.2.1 基于Profiler工具的项目优化 |
| 5.2.2 浏览器场景运行测试 |
| 5.2.3 三维脉冲波形参数实验的测试总结 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）基于具身认知理论的化学虚拟实验系统设计与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究问题 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究问题 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.2.1 研究目的 |
| 1.2.2 研究意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 虚拟实验国内外研究现状 |
| 1.3.2 具身认知理论国内外研究现状 |
| 1.3.3 对已有研究的总结反思 |
| 1.4 研究思路与研究方法 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 1.5 本文组织结构 |
| 第二章 概念界定及相关理论研究 |
| 2.1 概念界定 |
| 2.1.1 虚拟实验 |
| 2.1.2 虚拟实验类型及特点 |
| 2.2 相关理论基础 |
| 2.2.1 具身认知理论 |
| 2.2.2 教学设计理论 |
| 2.2.3 活动理论 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 基于具身认知理论的化学虚拟实验系统设计 |
| 3.1 具身认知视域下虚拟实验系统要素分析 |
| 3.1.1 具身认知发生要素 |
| 3.1.2 基于具身认知理论的虚拟实验系统设计要素 |
| 3.2 基于具身认知理论的化学虚拟实验系统设计原则 |
| 3.2.1 内容匹配性原则 |
| 3.2.2 多通道整合原则 |
| 3.2.3 可操作性原则 |
| 3.2.4 活动的情境化原则 |
| 3.2.5 开放性原则 |
| 3.2.6 艺术性与科学性相统一原则 |
| 3.3 基于具身认知理论的化学虚拟实验系统设计流程 |
| 3.3.1 开发流程组成要素 |
| 3.3.2 学习过程模式 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于具身认知理论的化学虚拟实验系统开发 |
| 4.1 化学虚拟实验系统前期分析 |
| 4.1.1 学情分析 |
| 4.1.2 学习内容分析 |
| 4.1.3 学习者特征分析 |
| 4.1.4 学习目标分析 |
| 4.2 化学虚拟实验系统设计 |
| 4.2.1 系统功能模块设计 |
| 4.2.2 虚拟实验内容设计 |
| 4.2.3 虚拟实验交互设计 |
| 4.3 化学虚拟实验系统功能实现 |
| 4.3.1 化学虚拟实验系统结构 |
| 4.3.2 系统开发工具选择 |
| 4.3.3 功能模块实现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 化学虚拟实验系统使用分析 |
| 5.1 虚拟实验系统实施设计 |
| 5.2 虚拟实验系统实施过程 |
| 5.3 虚拟实验系统实验效果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 I《化学虚拟实验系统》学生调查问卷 |
| 附录 II 教师访谈提纲 |
| 发表文章目录 |
| 致谢 |
（5）基于移动平台的测试系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容及章节安排 |
| 第二章 基于移动平台测试系统总体方案设计 |
| 2.1 基于移动平台的测试系统需求分析 |
| 2.1.1 测试系统的用户需求 |
| 2.1.2 测试系统的功能需求 |
| 2.2 基于移动平台测试系统工作原理 |
| 2.3 基于移动平台测试系统总体框架设计 |
| 2.3.1 测试系统可重载模块的提出 |
| 2.3.2 测试系统远程控制实验设计 |
| 2.3.3 测试系统虚拟仿真实验设计 |
| 2.4 测试系统开发平台介绍 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 可重载模块的设计与实现 |
| 3.1 可重载模块的设计原理 |
| 3.2 示波器仿真界面的实现 |
| 3.2.1 示波器仿真界面总体介绍 |
| 3.2.2 示波器仿真界面功能菜单实现 |
| 3.2.3 示波器仿真界面按钮实现 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 测试系统远程控制实验设计与实现 |
| 4.1 数据通信模块 |
| 4.2 数据处理模块 |
| 4.2.1 多线程技术 |
| 4.2.2 数据处理 |
| 4.3 波形显示模块 |
| 4.3.1 SurfaceView的使用 |
| 4.3.2 波形绘制 |
| 4.4 多个activity的跳转处理 |
| 4.4.1 activity的生命周期 |
| 4.4.2 多个activity之间的跳转 |
| 4.5 远程控制实验功能实现 |
| 4.5.1 仪器界面远程控制实验 |
| 4.5.2 SCPI指令学习实验 |
| 4.5.3 脉冲参数测量实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 测试系统虚拟仿真实验设计与实现 |
| 5.1 虚拟仿真实验管理系统的设计 |
| 5.1.1 虚拟仿真实验管理系统界面介绍 |
| 5.1.2 虚拟仿真实验管理系统功能实现 |
| 5.2 虚拟仿真实验功能实现 |
| 5.2.1 虚拟仿真函数发生器界面以及功能实现 |
| 5.2.2 虚拟仿真实验通信功能实现 |
| 5.2.3 虚拟仿真SCPI指令学习实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 测试系统实验功能测试 |
| 6.1 远程控制实验功能测试 |
| 6.2 虚拟仿真实验功能测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（6）虚拟实验平台自动评分系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题研究背景及意义 |
| §1.2 国内外研究现状 |
| §1.2.1 文本分类技术的研究现状 |
| §1.2.2 虚拟实验平台评分技术的研究现状 |
| §1.3 论文主要工作安排 |
| 第二章 自然语言处理及相关技术 |
| §2.1 自然语言处理 |
| §2.2 文本数据预处理 |
| §2.2.1 中文分词技术 |
| §2.2.2 词性标注 |
| §2.2.3 文本数据清洗 |
| §2.3 语言模型和文本特征提取 |
| §2.3.1 语言模型 |
| §2.3.2 文本特征提取 |
| §2.4 神经网络 |
| §2.4.1 神经网络模型结构 |
| §2.4.2 非线性激活函数 |
| §2.4.3 神经网络优化算法 |
| §2.5 本章小结 |
| 第三章 文本分类模块设计与实现 |
| §3.1 传统文本分类算法 |
| §3.2 神经网络文本分类算法 |
| §3.2.1 LSTM神经网络 |
| §3.2.2 CNN神经网络 |
| §3.3 基于CNN和 LSTM的混合神经网络 |
| §3.4 实验过程与结果分析 |
| §3.4.1 实验环境搭建与参数设置 |
| §3.4.2 实验结果对比与分析 |
| §3.5 本章小结 |
| 第四章 自动评分模块设计与实现 |
| §4.1 数据收集与处理 |
| §4.1.1 数据收集模块 |
| §4.1.2 数据处理模块 |
| §4.2 评分模型设计 |
| §4.3 实验过程与结果分析 |
| §4.4 本章小结 |
| 第五章 总结及展望 |
| §5.1 总结 |
| §5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（7）基于Unity3D的初中物理虚拟实验系统的设计与实现 ——以力学实验为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 虚拟现实技术研究与应用现状 |
| 1.2.2 虚拟教学实验研究现状 |
| 1.3 研究内容与主要工作 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 2 相关理论与技术概述 |
| 2.1 虚拟实验的概念与特点 |
| 2.1.1 虚拟实验的内涵 |
| 2.1.2 虚拟实验的特点 |
| 2.2 相关学习理论 |
| 2.2.1 体验式学习理论 |
| 2.2.2 情境认知学习理论 |
| 2.2.3 建构主义学习理论 |
| 2.3 虚拟实验相关技术 |
| 2.3.1 碰撞检测技术 |
| 2.3.2 虚拟仿真技术 |
| 2.3.3 人机交互技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于UNITY3D的初中物理虚拟实验系统设计 |
| 3.1 需求分析 |
| 3.1.1 实验内容需求 |
| 3.1.2 用户需求 |
| 3.1.3 功能需求 |
| 3.1.4 非功能需求 |
| 3.2 系统框架设计 |
| 3.3 功能模块设计 |
| 3.3.1 原理讲解模块设计 |
| 3.3.2 器材展示模块设计 |
| 3.3.3 实验演示模块设计 |
| 3.3.4 实验操作模块设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于UNITY3D的初中物理虚拟实验设计 |
| 4.1 虚拟实验的设计目标和原则 |
| 4.1.1 设计目标 |
| 4.1.2 设计原则 |
| 4.2 牛顿第一定律虚拟实验设计 |
| 4.2.1 实验分析 |
| 4.2.2 实验过程设计 |
| 4.3 二力平衡虚拟实验设计 |
| 4.3.1 实验分析 |
| 4.3.2 实验过程设计 |
| 4.4 摩擦力实验设计 |
| 4.4.1 实验分析 |
| 4.4.2 实验过程设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于UNITY3D的初中物理虚拟实验系统实现 |
| 5.1 开发工具和运行环境 |
| 5.2 系统模块实现 |
| 5.2.1 原理讲解模块的实现 |
| 5.2.2 器材展示模块实现 |
| 5.2.3 实验演示模块实现 |
| 5.2.4 实验操作模块实现 |
| 5.3 虚拟实验关键模块实现 |
| 5.3.1 力的模拟与仿真方法实现 |
| 5.3.2 牛顿第一定律实验的实现 |
| 5.3.3 二力平衡实验的实现 |
| 5.3.4 摩擦力实验的实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 参考文献 |
| 在校期间发表的论文、科研成果等 |
| 致谢 |
（8）基于NOBOOK平台的中学化学虚拟实验教学应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究问题的提出 |
| 1.3 研究思路和方法 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 研究方法 |
| 1.4 研究内容及论文框架 |
| 第二章 相关理论基础及NOBOOK平台 |
| 2.1 理论基础 |
| 2.1.1 认知—发现学习理论 |
| 2.1.2 情景认知理论 |
| 2.1.3 建构主义学习理论 |
| 2.1.4 活动理论 |
| 2.2 NOBOOK虚拟实验平台 |
| 2.2.1 NOBOOK虚拟实验平台介绍 |
| 2.2.2 NOBOOK化学实验室 |
| 第三章 中学化学虚拟实验教学模式 |
| 3.1 虚拟实验教学模式的设计思路 |
| 3.2 虚拟实验教学问题分析 |
| 3.2.1 学习内容分析 |
| 3.2.2 学习者特征分析 |
| 3.3 虚拟实验学习环境的设计 |
| 3.3.1 物理学习环境的设计 |
| 3.3.2 知识学习环境的设计 |
| 3.3.3 情感学习环境的设计 |
| 3.4 虚拟实验学习资源的设计 |
| 3.5 虚拟实验学习活动的设计 |
| 3.6 虚拟实验学习评价的设计 |
| 3.6.1 实验观察记录表 |
| 3.6.2 实验报告 |
| 3.6.3 调查问卷 |
| 第四章 中学化学虚拟实验教学设计与应用 |
| 4.1 中学化学虚拟实验教学设计——以《氯气的实验室制法》为例 |
| 4.1.1 教学流程 |
| 4.1.2 教学设计方案 |
| 4.2 教学设计应用分析 |
| 4.3 中学化学虚拟实验教学实践应用 |
| 第五章 中学化学虚拟实验教学效果分析 |
| 5.1 实验观察记录表数据分析 |
| 5.2 实验报告数据分析 |
| 5.3 调查问卷数据分析 |
| 第六章 总结与后续研究工作 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 本研究的应用价值和创新之处 |
| 6.3 下一步研究工作 |
| 参考文献 |
| 附录 虚拟实验教学效果调查问卷 |
| 攻读硕士学位期间发表论文清单 |
| 致谢 |
| 附件 |
（9）大型分析仪器虚拟实验训练系统设计与开发研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一部分 前言 |
| 引言 |
| 一、 研究背景 |
| 二、 研究内容与意义 |
| 三、 研究目标 |
| 四、 论文结构 |
| 五、 本章小结 |
| 第二部分 虚拟实验训练系统概述 |
| 引言 |
| 一、 虚拟实验 |
| 二、 虚拟实验的特点 |
| 三、 虚拟实验的分类 |
| 四、 国内外研究现状 |
| 五、 大型分析仪器虚拟实验训练系统概述 |
| 六、 本章小结 |
| 第三部分 虚拟实验训练系统的理论基础与设计原则 |
| 引言 |
| 一、 虚拟实验训练系统应用的教学理论 |
| 二、 虚拟实验的设计原则 |
| 三、 本章小结 |
| 第四部分 相关技术介绍 |
| 引言 |
| 一、 计算机动画技术—Flash |
| 二、 桌面动作捕获及交互设计—Adobe Captivate |
| 三、 基于JavaScript的测试题构建—CourseBuilder |
| 四、 本章小结 |
| 第五部分 开发 |
| 引言 |
| 一、 系统各模块的功能需求分析 |
| 二、 虚拟实验环节的开发技术路线 |
| 三、 关键开发技术的应用 |
| 四、 本章小结 |
| 第六部分 系统界面与重难点技术 |
| 引言 |
| 一、 系统界面 |
| 二、 重难点问题的解决 |
| 三、 本章小结 |
| 第七部分 应用与评估 |
| 引言 |
| 一、 教学应用实验 |
| 二、 系统试用评估调查 |
| 三、 本章小结 |
| 第八部分 总结 |
| 一、 主要贡献与创新点 |
| 二、 局限性与展望 |
| 附录一 大型分析仪器虚拟实验训练系统用户使用调查问卷 |
| 附录二 《现代分析仪器虚拟实验室》使用说明 |
| 附录三 热重差热综合热分析仪动画脚本 |
| 参考文献 |
| 在读期间论文发表及其相关获奖情况 |
| 致谢 |
（10）电子技术虚拟实验系统研究与开发（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 本论文的研究背景与意义 |
| 1.2.1 研究背景 |
| 1.2.2 研究的意义 |
| 1.3 虚拟实验国内外研究现状与趋势 |
| 1.3.1 国内外研究现状 |
| 1.3.2 虚拟实验发展趋势 |
| 1.4 本论文的研究重点与内容 |
| 1.5 本论文的主要工作与论文结构 |
| 第2章 虚拟实验开发模式和关键技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 虚拟实验模式研究 |
| 2.2.1 演示型虚拟实验模式 |
| 2.2.2 交互式虚拟实验模式 |
| 2.2.3 分布式虚拟实验模式 |
| 2.2.4 C\S虚拟实验模式 |
| 2.2.5 B\S模式 |
| 2.2.6 纯虚拟实验模式 |
| 2.2.7 半虚拟实验模式 |
| 2.3 关键技术 |
| 2.3.1 虚拟仪器技术 |
| 2.3.2 虚拟现实技术 |
| 2.3.3 虚拟仿真技术 |
| 2.3.4 交互技术 |
| 2.3.5 数据库技术 |
| 2.4 虚拟实验的主要开发平台比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 系统设计及虚拟仪器设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统总体设计 |
| 3.2.1 需求分析 |
| 3.2.2 结构设计 |
| 3.3 开发软件Labview介绍 |
| 3.3.1 Labview软件和G语言 |
| 3.3.2 Labview应用领域 |
| 3.3.3 Labview编程环境 |
| 3.4 功能模块设计及重要模块实现 |
| 3.4.1 功能模块的设计 |
| 3.4.2 数据库子模块的设计实现 |
| 3.4.3 电路虚拟仿真模块的设计实现 |
| 3.5 系统中的虚拟仪器设计及实现 |
| 3.5.1 虚拟仪器中的数据采集系统 |
| 3.5.2 虚拟仪器的软件 |
| 3.5.3 虚拟仪器的一般设计方法 |
| 3.5.4 系统中虚拟仪器的实现 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 电子技术虚拟实验系统的实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统界面设计 |
| 4.3 实验项目分类及虚拟实现 |
| 4.3.1 实验项目分类 |
| 4.3.2 各类实验的虚拟实现及实例 |
| 4.4 实验报告的自动生成实现 |
| 4.4.1 实验报告生成的目的 |
| 4.4.2 基于Labview的实验报告生成 |
| 4.5 虚拟实验开发实例 |
| 4.5.1 实验预习过程实现 |
| 4.5.2 实验项目的虚拟操作过程 |
| 4.5.3 实验报告的生成 |
| 4.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
四、虚拟实验仪器设计原理与应用（论文参考文献）
- [1]基于视觉情绪化设计的沉浸式虚拟实验环境研究[D]. 张兰兰. 西南大学, 2021
- [2]STEAM理念下基于Unity3D虚拟物理实验室的设计与研究[D]. 彭佃非. 西北师范大学, 2021(12)
- [3]基于自动测试虚拟平台的3d实验设计与实现[D]. 管晓东. 电子科技大学, 2021(01)
- [4]基于具身认知理论的化学虚拟实验系统设计与开发[D]. 叶诗慧. 东北石油大学, 2020(04)
- [5]基于移动平台的测试系统设计与实现[D]. 胡瑶. 电子科技大学, 2020(07)
- [6]虚拟实验平台自动评分系统的研究与设计[D]. 谢旭锋. 桂林电子科技大学, 2020(02)
- [7]基于Unity3D的初中物理虚拟实验系统的设计与实现 ——以力学实验为例[D]. 张晴. 华中师范大学, 2019(06)
- [8]基于NOBOOK平台的中学化学虚拟实验教学应用研究[D]. 王军. 海南师范大学, 2018(01)
- [9]大型分析仪器虚拟实验训练系统设计与开发研究[D]. 刘蒸蔚. 第二军医大学, 2014(04)
- [10]电子技术虚拟实验系统研究与开发[D]. 段国艳. 西南交通大学, 2013(10)