多课程虚拟实验智能指导系统的设计及实现

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基于互联网的远程虚拟实验是一种运用虚拟现实技术模拟真实实验环境的实验教学方式。随着互联网技术和计算机网络技术的发展,虚拟实验教学已经成为远程教育中的重要教学手段之一。然而由于虚拟实验参与人数众多、实验时间不确定性等特点,学生在实验过程中遇到困难时无法及时得到教师的指导。传统的网上实验教学处理实验指导问题的方式为设置在线答疑,然而这种方式需要教师长时间在线,浪费宝贵的教师资源。如何实现教师对学生实验的实时指导,如何针对不同学科课程实验提供一套统一的实验指导方式一直是国内外虚拟实验系统面临的难题。因此,研究应用于虚拟实验的智能指导系统(ITS),实现计算机代替教师进行实验智能指导是十分有意义的课题。本文作者首先对原有的《电路分析》虚拟实验智能批改与指导系统在设计开发过程中遇到的难点进行分析,发掘原有系统中存在的缺陷和问题,在原有的智能指导功能基础上,挖掘需要改进之处,并根据各学科虚拟实验的特点,提出实现智能指导功能应遵循的指导模型、指导流程划分等概念,设计并实现了多课程虚拟实验智能指导系统。本系统属于虚拟实验系统的子系统,克服原有指导规则对于实验器材库的依赖性问题,改善规则制定的方式,扩展规则的编辑功能,同时提供指导流程编辑功能辅助教师设计指导流程,提高了智能指导功能的准确性和针对性。在原有系统J2EE框架基础上,本论文主要描述了针对多课程虚拟实验智能指导功能的需求、设计、实现工作,依托于专家系统、规则引擎的相关理论知识在原有系统基础上进行二次开发。系统的架构清晰,易于扩展。经过系统的验证和测试使用,收到良好效果。
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