基于元模型的虚拟实验教学平台研究与设计

摘要

虚拟实验教学平台是教育信息化发展的必然产物,也是建立现代教育创新体系,培养创新型人才的重要技术支撑,可以有效提高学生的参与动手、分析解决问题等能力,在现阶段教育资源分布不平衡的现状下,能够提高实验资源的利用水平,充分共享实验教学成果和资源。
　　 论文从虚拟实验教学的相关理论入手,分析了虚拟实验、虚拟实验教学的产生与发展以及与c-learning之间的关系,提出了虚拟实验教学平台的研究框架和主要内容。分析了实验元件的主要组成要素及特征,构建了虚拟实验元件的形式化描述模型,在此基础上设计了基于元件特征的实验元件元模型构建框架,研究设计了实验元件资源管理模式,并构建了实验元件库;在基于元模型的实验元件构建基础上,结合虚拟实验教学要求,建立了实验元件的连接与装配模型,给出了统一的层次结构物理描述和逻辑表达机制以及实验元件的连接、装配规则,设计了实验元件关系库,并对基于模版的连接与装配以及自组织的连接与装配进行了较深入的研究,在此基础上研究设计了实验资源管理的相关内容和管理模型;分析了虚拟实验教学平台的交互对象、交互模式以及相关教学环境的组成要素,对虚拟实验教学平台的架构设计、设计原则、主要组成要素进行了研究,提出了基于SOA的架构设计,并对平台的处理流程、总线设计以及服务实现进行了深入分析,最后设计实现了虚拟实验教学平台的初步模型。
　　 在上述研究的基础上,今后将主要对虚拟实验教学平台的标准规则、评价体系以及实验元件的多维展示、交互,异构平台间的资源共享进行研究,从而提高平台的使用效率。