本發(fā)明屬于教育系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種實訓(xùn)仿真系統(tǒng)，具體是一種實驗室教學(xué)實訓(xùn)仿真系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
實驗是中學(xué)及髙校教學(xué)中一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，國內(nèi)很多中學(xué)及高校實驗課的開設(shè)普遍不足，在一定程度上影響了教學(xué)質(zhì)量。虛擬實驗室彌補了這方面的缺陷，通過計算機網(wǎng)絡(luò)，使用者將不受時空限制，能夠隨時隨地的進行虛擬實驗操作，共享儀器設(shè)備，共享數(shù)據(jù)和計算機資源，進行協(xié)作或得到遠程指導(dǎo)等。從而，相比常規(guī)實驗室，虛擬實驗室具有的特點是：成本低、效率高、功能全和具有協(xié)作性等特點。目前虛擬實驗室的研究和應(yīng)用得到許多高校和研究機構(gòu)的重視。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種實驗室教學(xué)實訓(xùn)仿真系統(tǒng)。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種實驗室教學(xué)實訓(xùn)仿真系統(tǒng)，包括實驗介紹模塊、儀器編輯模塊、儀器模型庫、實驗組裝模塊、實驗設(shè)置模塊、實驗控制模塊、實驗數(shù)據(jù)記錄模塊以及實驗報告上傳模塊；
所述實驗介紹模塊，用于老師添加和管理虛擬實驗簡介和實驗原理，提出實驗要求，展示虛擬實驗前必需操作的步驟；
所述儀器編輯模塊，用于老師或?qū)W生制作虛擬實驗所需要儀器的三維模型，并添加儀器的相關(guān)屬性，存儲到儀器模型庫內(nèi)；
所述儀器模型庫，用于存儲各類實驗儀器的三維模型數(shù)據(jù)；
所述實驗組裝模塊，用于學(xué)生從儀器模型庫內(nèi)選擇需要的儀器三維模型進行導(dǎo)入，并根據(jù)實驗原理的要求進行組裝；
所述實驗設(shè)置模塊，用于學(xué)生根據(jù)實驗原理和實驗要求設(shè)置實驗儀器的工作參數(shù)和工作狀態(tài)；
所述實驗控制模塊，用于學(xué)生根據(jù)不同的虛擬實驗設(shè)計對應(yīng)的實驗流程，實時操控實驗的進行；
所述實驗數(shù)據(jù)記錄模塊，用于在虛擬實驗過程中實時采集和記錄各實驗儀器輸出的實驗數(shù)據(jù)，供學(xué)生查看和調(diào)用；
所述實驗報告上傳模塊，用于學(xué)生整理實驗數(shù)據(jù)，生成實驗報告，并上傳到學(xué)校服務(wù)器內(nèi)，供老師查看評分。
進一步地，所述實驗組裝模塊包括儀器選擇單元、儀器調(diào)整單元和儀器組裝單元；
所述儀器選擇單元，用于學(xué)生從儀器模型庫內(nèi)選擇需要的儀器三維模型；
所述儀器調(diào)整單元，學(xué)生通過移動、旋轉(zhuǎn)和縮放儀器三維模型進行必要的位置、方向、朝向的調(diào)整；
所述儀器組裝單元，學(xué)生根據(jù)實驗介紹模塊提供的實驗原理和實驗要求，對調(diào)整好的儀器三維模型進行組裝。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的實驗室教學(xué)實訓(xùn)仿真系統(tǒng)，能夠完成各種虛擬實驗，包含了實驗必需的儀器模型庫、實驗介紹模塊以及實驗控制模塊，儀器模型庫存儲實驗中需要用到的各種物理儀器，供不同實驗所需調(diào)用不同的儀器，最終使儀器模型庫中的儀器達到良好的重用效果，同時，能夠模擬真實的實驗場景和真實的實驗儀器，讓用戶完全充分感受身臨其境的臨場感，讓用戶沉浸其中；實驗介紹模塊提供各個實驗對應(yīng)的實驗介紹,指導(dǎo)學(xué)生實驗，方便了虛擬實驗室的管理，也提供了虛擬實驗室的擴展性；實驗控制模塊提供學(xué)生根據(jù)不同的虛擬實驗設(shè)計對應(yīng)的實驗流程，實時操控實驗的進行，開發(fā)難度小，易于實現(xiàn)。
附圖說明
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種實驗室教學(xué)實訓(xùn)仿真系統(tǒng)，包括實驗介紹模塊、儀器編輯模塊、儀器模型庫、實驗組裝模塊、實驗設(shè)置模塊、實驗控制模塊、實驗數(shù)據(jù)記錄模塊以及實驗報告上傳模塊。
實驗介紹模塊，用于老師添加和管理虛擬實驗簡介和實驗原理，提出實驗要求，展示虛擬實驗前必需操作的步驟，幫助學(xué)生熟悉或注意實驗的操作，減小實驗操作失誤。
儀器編輯模塊，用于老師或?qū)W生制作虛擬實驗所需要儀器的三維模型，并添加儀器的相關(guān)屬性，包括基本的形狀、面片、顏色以及相應(yīng)紋理材質(zhì)，保證儀器的逼真性，存儲到儀器模型庫內(nèi)。
儀器模型庫，用于存儲各類實驗儀器的三維模型數(shù)據(jù)。
實驗組裝模塊，用于學(xué)生從儀器模型庫內(nèi)選擇需要的儀器三維模型進行導(dǎo)入，并根據(jù)實驗原理的要求進行組裝。
實驗組裝模塊包括儀器選擇單元、儀器調(diào)整單元和儀器組裝單元。
儀器選擇單元，用于學(xué)生從儀器模型庫內(nèi)選擇需要的儀器三維模型。
儀器調(diào)整單元，學(xué)生通過移動、旋轉(zhuǎn)和縮放儀器三維模型進行必要的位置、方向、朝向的調(diào)整。
儀器組裝單元，學(xué)生根據(jù)實驗介紹模塊提供的實驗原理和實驗要求，對調(diào)整好的儀器三維模型進行組裝。
實驗設(shè)置模塊，用于學(xué)生根據(jù)實驗原理和實驗要求設(shè)置實驗儀器的工作參數(shù)和工作狀態(tài)；比如，對測量類儀器進行歸零操作，對開關(guān)等控制類儀器設(shè)置其初始狀態(tài)。
實驗控制模塊，用于學(xué)生根據(jù)不同的虛擬實驗設(shè)計對應(yīng)的實驗流程，實時操控實驗的進行。
實驗數(shù)據(jù)記錄模塊，用于在虛擬實驗過程中實時采集和記錄各實驗儀器輸出的實驗數(shù)據(jù)，供學(xué)生查看和調(diào)用。
實驗報告上傳模塊，用于學(xué)生整理實驗數(shù)據(jù)，生成實驗報告，并上傳到學(xué)校服務(wù)器內(nèi)，供老師查看評分。
本發(fā)明提供的實驗室教學(xué)實訓(xùn)仿真系統(tǒng)，能夠完成各種虛擬實驗，包含了實驗必需的儀器模型庫、實驗介紹模塊以及實驗控制模塊，儀器模型庫存儲實驗中需要用到的各種物理儀器，供不同實驗所需調(diào)用不同的儀器，最終使儀器模型庫中的儀器達到良好的重用效果，同時，能夠模擬真實的實驗場景和真實的實驗儀器，讓用戶完全充分感受身臨其境的臨場感，讓用戶沉浸其中；實驗介紹模塊提供各個實驗對應(yīng)的實驗介紹,指導(dǎo)學(xué)生實驗，方便了虛擬實驗室的管理，也提供了虛擬實驗室的擴展性；實驗控制模塊提供學(xué)生根據(jù)不同的虛擬實驗設(shè)計對應(yīng)的實驗流程，實時操控實驗的進行，開發(fā)難度小，易于實現(xiàn)。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護范圍。