虚拟实验智能指导与管理系统的研发.pdf

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1、虚拟实验智z日--,l匕~指导与管理系统的研发承担单位：北京邮电大学参加单位：吉林大学北京润尼尔网络科技有限公司负责人：文福安DOI：10．；3772／j．issn．1009-5659．2014．04．011不能及时解决；对复杂实验来说，很难比较快速地分析错误产生的原因并找到解决办法；学生提交的实验结果随着网络技术和仿真技术的迅猛发展，实验教学环采用人工批改，增加了教师的工作量和工作强度，学生境和手段正在发生巨大变革。虚拟仿真实验教学作为增也需要等待很长时间才能知道实验的批改结果；缺乏虚强学生实践动手能力和设计创新能力的新模式得到国家拟实验的教学效果的评价机制，不便于发现实验教学

2、中有关部门的高度重视，正在成为国内高校研究的热点。的问题，进一步完善虚拟实验教学环境。该课题是国家科技支撑计划项目“虚拟实验教学环境关本课题针对虚拟仿真实验教学实践中存在的问题，键技术研究与应用示范”(2o08BAH29B0¨0)的课题之一。面向虚拟实验教学和管理需求，研究虚拟实验过程的智能指导和实验结果自动批改关键技术，开发跨平台的虚拟实验智能指导与管理系统，提供全方位的虚拟实验教学辅助功能，包括：实验知识辅助学习、实验智能指导、实验结果自动批改、实验答疑、实验教学效果评估功能，为虚拟实验教学环境提供服务并开展应用。J(1)基于规则流的通用虚拟图1虚拟买验智能指导工作原理图实验

3、智能指导虚拟实验在教学应用中还存在一些问题。现有虚拟虚拟实验智能指导旨在通过对学习者实验过程的数实验教学系统对学生的支持和服务明显不足。大部分只据收集和监控，提供人性化的快捷指导，实现“在线教师”是提供一个虚拟仿真系统，没有与实验教学有关的管理的功能。根据实验过程中的不同情况提供有针对性的实功能，如：实验前相关知识的预习及实验过程的指导。验指导，实现虚拟实验教学过程智能化。南于教师不可能一直在线，当学生在实验中出现问题时该课题研究成果能满足多领域跨学科的各种虚拟实}国家科技支撑计划课题(2008BAH29B04)。一：：--、’i_’r／．。It，0j．【中闺科技成果＼2o14年

4、＼第O4期＼CHINASCIENCEANDTECHNOLOGYACHlEVEMENTS验需求。各学科专家通过该课题研究成果可以方便创建与拟实验教学辅助功能，全方位地覆盖虚拟实验教学过所关注的实验场景密切相关的指导信息。使学习者在进行程，包括实验前的相关知识辅助学习、实验过程的智虚拟实验时，感受到与教师亲临现场指导相似的体验。能答疑与智能指导、虚拟实验结果的自动批改、实验报告的在线填写与管理以及实验教学效果评估与分析，形成了完--．。I评价信息整的虚拟实验教学体系，有助于．．-、：=：!兰=r批改结果提高实验教学的质龟与教师工作学生’结果：I篮显mI．+嬲一一效率。_=。“．．．0

5、。一一：。‘：厶t实验知识库基于本课题的研究成果，课’’l样例采集．-‘一·题组建立了北邮开放式上虚拟一■‘实验室以及北京邮电大学电子信．In。息虚拟仿真实验教学中心。本课：：=!：：l题在研究过程中，突破丫3项关键技术，发表学术论文38篇(其图2虚拟实验结果自动批改工作原理图中EI检索l4篇)，获得5项国家软件著作权。2010年l1月“计算机『“J络相关课程虚拟实验教学平台的研究与实践”获北京邮电大学教学成缸果奖一等奖。20l2年l2月“基于开放式网上虚拟实验教学系统的高校实验教学模式的创新与实践”荣获北京市高等教育教学成果二等奖。该课题研究成果自2009年以来，在北京邮电火学

6、进行了长期的教学实践，基于网上虚拟实验教学系统的圜网圈圈实验教学模式已经得到了全国上百家高等院校的关注与认同，目前，课程研究成果已经在人连理工大学、中国一体化开放式网上虚拟实验室石油大学、北京工业大学、重庆师范大学等国内50多所院校的教学中实际应用。课题研究成果在2011年、2012年、2013年贵州职业院校技能火赛“中职组信息技术技能大赛企业网搭建与应用分项比赛”巾作为预赛及训练图3开放式网上虚拟实验室的全方位教学辅助功能平台得到应用。(2)支持多领域多学科虚拟实验结果的自动批改本课题的研究成果既减少r传统实验室建设中的大本课题基于自然语言理解的思想、方法和技术，采量资金投入，

7、又可以提高实验室的利用率，还可降低实用面向对象的知识表示方法和基于规则的知识表示方验设备运行和维护的成本。可以让更多的学习者不受时法，采用可扩展标记语言(XML)表述实验结果及相关间、空间和实验次数的限制进行实验，建立以学习者为知识，构建专家系统对学生提交的验证性实验结果进行中心的实验环境，创造有意义的学习经历，提高其动手自动批改，同时提供教师人工批改的便捷工具。通过系能力。统自动批改和教师有限参与的模式来实现虚拟实验结果本课题研究成果可以应用于各类高等学校、中等学的自动批改，同