高中数学虚拟实验室的评价目录一、虚拟实验室的研究现况二、虚拟实验室的总体设计三、中学数学虚拟实验室的实现技术1.Flash交互技术是一种交互式矢量图编辑和多媒体创作软件四、虚拟实验室的开发流程(1)制做虚拟仪器库五、虚拟实验室的系统界面六、虚拟实验室的使用疗效调查及评价七、结束语正文查看更多：数学论文一、虚拟实验室的研究现况虚拟实验室因为其广泛的应用前景，许多研究机构都在大力开发，而且取得了很大进展。基于虚拟实验室的特性，它在实际中还常被用于辅助教学的举办。许多中学依照自身实际教学需求早已构建了虚拟实验室，比较典型的有:(1)辽宁师范学院的数学虚拟仿真实验室，[4]其目的是为了解决数学实验教学中存在的一些问题。实验室包括实验仪器、实验步骤、数据处理等子模块，选用和Flash作为其主要的开发工具，但是通过在这两种技术之间构建通讯，为中学生提供了一个操作便捷的虚拟实验系统;(2)四川学院的虚拟物理实验室，是基于Web的虚拟实验室，以VRML为基础构建虚拟实验环境，并借助Java技术来实现虚拟实验场景的人机交互。[5](3)文献[6]所介绍的学校数学实验室，则是基于相结合进行开发，由顾客端、Web服务器、应用服务器和数据库服务器四大部份组成，集实验教学、实验操作与实验报告于一体。
虽然虚拟实验室呈现出欣欣向荣的发展景色，并且目前用于辅助教学的系统大多是为院校和中职高校的实验教学而量身定制的。而在学校数学教学中，开发者常常只是制做单个虚拟实验讲义使用者借助这种实验可以实现基本的模拟功能，但这种单个的虚拟实验却不能满足使用者交流互动的须要，也未能实现班主任对实验教学的管理。针对那些不足，我们设计了学校数学虚拟实验室，上面除了包含基本的数学实验，还为师生提供了中心、交流中心等辅助功能，让系统更加人性化，更能满足师生的实际需求。二、虚拟实验室的总体设计通过中学生的问卷调查以及与一线班主任的实际采访，按照师生的实际须要。该结构实现的主要功能为:(1)模拟实验。小学数学虚拟实验室的核心部份是虚拟实验室。在仪器库中，有各类实体仪器的模型，用户在使用时只需将须要的仪器从库中拖到实验界面上，就可以对其进行操作。在本系统中，我们借助交互技术来模拟实验动态，使中学生和实验环境之间进行充分的交互。(2)实验报告。本系统为每位实验都提供一个实验报告模板。中学生在实验过程中记录形成的数据及图形，但是按照实验原理进行必要的数据处理。实验完成后，用户可以到中心对应实验的报告模板，按要求编撰后，在登陆情况下递交。
递交后，系统会将实验报告发送至相应的任课老师那儿进行批阅。(3)交流互动。本系统在模拟实验之外，还为用户提供了一个交流互动的平台。在这个平台上，已登入的用户之间可以进行在线提问和在线答疑，同时还可以进行留言，提出自己的意见等。用户在这个版块上，还可以查看问答汇总，借助其他同事的经验来提升自己的实验能力。(4)资源共享。本系统还为用户，提供了一些习题和实验资料，用户可以在线浏览，也可以。假如想共享资源，可以选择上传。上传的资料在经过管理员初审后，即可显示在资源共享栏中。(5)用户模块。该功能具体包括注册新用户、修改用户密码、找回用户密码、已注册用户登入和退出系统。和大部份系统一样，化学虚拟实验室为每位注册用户分配一个帐号，并记录用户的相应信息，并保存至数据库中，便捷用户查看个人之前的实验记录。其中应用程序中的用户注册和登陆模块启用了Forms身分验证机制，并充分运用了成员资格和角色管理功能。(6)实验管理。本系统在开发过程中遵循可扩充性原则，为班主任用户提供了降低和删节实验的功能。班主任可以通过设计新实验来扩展实验库。同时班主任还可以对仪器库进行管理，按照实验的实际须要，往仪器库里降低或降低实验仪器。
(7)实验指导。在做实验之前，必须先了解该实验使用仪器的参数设置、实验原理及注意事项等。本系统为每位实验都构建了一个文本方式的Web页面，页面包含了那些项目的详尽内容。中学生在实验过程中可以随时浏览来指导实验的顺利进行。三、中学数学虚拟实验室的实现技术1.Flash交互技术是一种交互式矢量图编辑和多媒体创作软件，具有储存空间较小、效果和交互性能强悍、跨媒体性强、成本低廉等特性。[7]是Flash的脚本语言，借助它来控制Flash动漫中的对象，通过制做通用器件，将其编撰的代码封装上去。[8]这样可以便捷其他人使用。，在开发的过程中，我们使用了ASP.NET开发模式。3.数据库技术的安全性好，它提供了强悍的数据库备份和恢复功能，当故障发生时，能依照备份和日志迅速恢复到某一正确时刻;还提供了更好的并发控制功能以及大量的监控和管理数据库系统的工具。[9]在本系统中，使用行开发，数据表由中学生表、教师表、仪器表、报告表、资源表等组成。4.开发语言化学虚拟实验室采用C#进行开发。C#是衍生于C/C++的一种面向对象的语言，有速率快、类型安全、灵活度高等特性。
5.系统体系结构C(，即顾客端/服务器)中，服务器是核心，顾客端则是基础。用户界面、业务处理都在顾客端实现，而服务器则负责数据处理和维护的功能。进行实验的操作、仿真各类化学现象都须要本地机参与工作，以提升工作效率。[10]四、虚拟实验室的开发流程(1)制做虚拟仪器库。Flash素材库可以导出外部的素材与创建的器件。这种器件可以是从其他地方找来的素材图片，也可以是用Flash制做出来的电影剪辑或图形。在制做动漫时，只需从仪器库上将器件拖放在实验场景中，并通过添加脚本来控制仪器的运行。器件只需创建一次就可以反复使用。(2)设计与制做实验场景。Flash动漫中，所有的实验仪器都须要实验场景来呈现，因而为用户提供一个接近真实的实验环境。每位场景都有独立的时间轴和蒙版，拿来放置不同的实验对象，主要包括空间背景、实验仪器、实验台等。(3)添加交互。在这个过程中，我们使用来给动漫添加交互性，实现人机交互。(4)集成优化和发布。完成Flash动漫的制做后，还要对动漫进行优化。例如压缩，使动漫就能更快地和播放。用户可以发布、HTML、、Gif、以及可执行文件的格式，这样可以使Flash动漫以不同的格式播放，以满足不同平台的须要。
五、虚拟实验室的系统界面使用者在不登陆的情况下，可以浏览本系统的任何信息，也可以步入不同的实验模块，了解相关知识。要步入虚拟中心，使用者必须登陆，登陆后可以选择点击导航栏上的“虚拟中心”进入，也可以通过选择所要做的实验归属的类别直接步入相应的模块。图3为虚拟中心中热学模块《电路联接》的实验打算界面:实验开始前，使用者可以在“实验原理”中心查看信息，上面包含实验电路图以及不同的实验电路联接形式，电压表和电流表的参考示数。使用者在联接电路后，单击“开始”按钮进行实验，实验过程中用户可以通过电压表和电流表观察示数，还可以通过“停止”和“复位”按钮对电路进行重新连六、虚拟实验室的使用疗效调查及评价为了测试本系统的使用疗效，我们抽取了某校小学二年级的810班为调查对象。这两个班级人数相等，知识水平以及结构组成接近，其中8班为实验班，10班为对照班。实验内容为实物电路的连接，即按照给出的实验电路图物理虚拟仿真实验室，将所示各器材的实物图正确联接。这部份实验的难点在于滑动变阻器的接法。在实际教学中发觉物理虚拟仿真实验室，有些学生画电路图时头头是道，可在实物联接时却束手无策，动手能力差。所以，针对这部份问题，本系统提供了实验提醒功能，即在实验元件相同的情况下，为每一组实验电路图提供了供参考的电流表和电压表的示数。
中学生在实验过程中，假如实验数据与参考数据不一样，系统则提醒中学生出错，建议中学生自行检测电路并改正，直到结果正确。这样的过程原则上可以提升中学生实物联接的能力。针对这次调查，事先设计了两份问卷。问卷1注重知识与能力的检查，测试内容为依据实验电路进行实物联接，这份问卷同时投放给8班和10班;而问卷2七、结束语学校数学虚拟实验室为广大师生提供了一个实验室以外的操作实验的平台。作为化学实验教学的一个辅助系统，它具有易用性、可交互、可扩充性等特征。具体表现在:(1)本实验室严格上说是一个网站，用户只需注册即可成为会员。每次登入后，即可步入顾客端界面，但是按照提示选择须要进行的操作，界面友好，步骤简单;(2)本实验室不仅提供虚拟实验功能，还可以在线交流、资源共享、资料等;(3)班主任在管理实验室时，可以往系统降低新设计的实验，不断地建立实验库。本实验室采用Flash交互技术进行开发，交互性能强，实验室自身的可扩充性促使它能得到及时更新，保证了实验室的先进性。随着社会的快速发展，化学实验在培养中学生的动手能力和创新能力方面的作用越来越大，这也为虚拟实验室的不断建立提供了宽广的平台，进而更好地辅助教学的举办。
