背景

培養動手能力、設計能力和創新能力是實驗教學的重要目標。近幾年來的高校擴招給實驗教學帶來了巨大的壓力,傳統的實驗教學已經不能滿足新形勢下的教學要求,實際教學中面臨各種各樣的問題,比如實驗室建設費用高昂、教師指導難以到位、 教學目標難以落實等等。

虛擬實驗平臺介紹

在計算機中進行虛擬實驗已經成為教學、生產、生活、試驗等非常重要的活動,通過虛擬實驗可以在計算機模擬現實、深入理論的了解、學習方面得到很多好處。比如在力學實驗中可以通過虛擬操作來節省試件;在物理實驗中通過虛擬實驗可以讓學生深入了解理論知識及其實踐;在化學實驗中可以避免危險試劑給實驗員的傷害;在生產環節中可以為企業節省購買大量實驗設備的費用,等等。 因此虛擬實驗操作已經成為我們學習、生活、生產中不可少的活動之一,那么如何來開發虛擬實驗?在計算機中虛擬實驗應該如何表現才可以與現實相符?如何讓不同的機構在開發虛擬實驗中不進行重復的勞動呢?哲濤科技虛擬實驗平臺可以完美解答上述問題。

伯努利實驗截圖

在計算機中構建虛擬實驗一個不可少的環節就是虛擬實驗的開發、實驗中元件的重復使用、元件的通信。為了使得元件可以一處開發,處處使用,為了使得元件在不同的環境(實驗)中可以通信和得以控制,就必須為所有元件抽象出統一的接口、事件以及屬性。這并是我們需要擬定一個統一的描述,使得所有環節可以通過描述來配置元件的特性、使得最終的用戶可以再進行操作和實驗,我們把這一種描述叫VLab Descriptor Language(以下簡稱VLabDL)。通過VLabDL使得開發的元件可以在不同的實驗中使用,但不需要為每一個實驗單獨開發相同的元件,比如天平在牛頓第二定律中需要使用,同時在一個質量測量實驗中也需要使用,那么我們只需要開發一個天平元件即可,在需要的實驗中只要通過VLabDL加載即可。

       在教學環節中虛擬實驗也是十分重要的,同時它還需要具有實驗報告等后期數據處理,更重要的是不同的實驗其處理的數據、處理界面等均不一樣,這就使得在虛擬實驗中提交的數據采用統一的節點和格式顯得十分重要,在VLabDL中,通過規定實驗數據、后期輸入數據等節點來向多方提供數據。VLabDL為多方使用實驗元件和實驗數據提供了統一的接口和標準。

哲濤虛擬實驗平臺特點

1、真實性:虛擬實驗平臺最重要的一點特色就是具有高度“真實”的感覺,使用者能夠從視覺、聽覺、觸覺等多種感覺方面感受實驗的真實效果,幫助實驗者完全沉浸在虛擬實驗室搭建的接近真實的實驗環境中。
2、交互性:虛擬實平臺中,實驗者能夠對虛擬環境中的實驗儀器任意操作并得到相應反饋,比如演示水箱注水時要看到水泡、水流、水位改變等。
3、直觀性:虛擬實驗平臺環境中體現的數據形式,是通過計算機的分析能力,而利用直接展示出數據體現的。這樣就避免一些實驗器材收到環境等影響,造成實驗結果表示不準確等問題。
4、網絡化:虛擬實驗平臺還可以利用網絡實現遠程實驗以及多人試驗模式,加強互動感,擴大實驗范圍,增強實驗者實驗的合作感和興趣。
5、安全性:在虛擬實驗平臺進行實驗,可以有效避免試驗中帶來的危險,實驗者可以放心大膽的進行實驗操作,助于開拓思維,嘗試更多實驗技巧。
6、功能全:虛擬實驗平臺中提供了各種類型的實驗器具,在傳統實驗中的一些限制在虛擬實驗中可以輕松避免,更新和升級也保證虛擬實驗室的新鮮感。

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