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中学化学虚拟实验操作诊断方法研究

作　者: 李晨
导　师: 钟绍春
学　校: 东北师范大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 化学虚拟实验基于模型确定有限自动机状态库操作库
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 26次
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内容摘要

在新技术与教育市场化条件下,虚拟实验室在中学化学教育中的广泛应用已经具有了实现的极大可能。因为,只有真正实用的产品才是用户欢迎的产品,那些依靠新技术名目吸引顾客的投机型产品,不能够长久立足于竞争日益激烈的中国教育软件市场,所以其能否尽早实现的重点在于,教育软件开发者是否可以尽大程度地满足学习者的使用要求。中学化学虚拟实验操作诊断方法研究在这种大背景下得以展开,秉着以学习者为本的思想理念,尽可能的为用户提供人性化的软件服务,通过完善化学虚拟实验室性能的方式,克服时间、空间、器材的诸多限制,达成让学习者在家就可以进行化学实验课程训练的目的,调动学习者的学习积极性,激发其求知欲,使之获得更好的学习效果。本研究以东师理想化学虚拟实验室为预设软件基础,以基于模型的诊断方法作为实验操作诊断的理论基础,从典型中学化学实验入手,最终落脚在利用确定有限自动机进行虚拟操作诊断的研究点上,并以该方法为核心,建立了三个实验状态库和两个实验操作库。本研究的关键在于,选择了自动机作为诊断研究的方法,该方法可以同时有效地体现实验过程和实验操作,并能反映出实验过程中误操作的性质,指明其性质是断路性失误还是非断路性失误。自动机的运行,依赖于对象状态在每个时间点之间的跳转,为了明确对象状态的跳转情况,需要定义状态与跳转条件的形式,而状态库与操作库的建立,就为自动机的正常运行提供了必要的保证,为中学化学虚拟实验操作诊断方法研究的继续推进提供了基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 研究背景及问题  8-11
    1.1.1 研究背景  8-9
    1.1.2 研究问题  9-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
    1.2.1 分布式方法  12
    1.2.2 专家系统方法  12-13
    1.2.3 有向图方法  13
  1.3 研究内容及意义  13-15
    1.3.1 研究内容  13
    1.3.2 研究意义  13-15
第二章理论基础与技术支持  15-23
  2.1 理论基础  15-18
    2.1.1 研究思路  15
    2.1.2 诊断方法概述  15-16
    2.1.3 二级诊断的确立  16
    2.1.4 知识表示概述  16-17
    2.1.5 中学化学虚拟实验特点概述  17-18
  2.2 技术支持  18-23
第三章化学虚拟实验的知识表示研究  23-35
  3.1 虚拟实验室的功能要求  23
  3.2 实验内容的集合与知识表示  23-30
    3.2.1 实验内容的集合  23-24
    3.2.2 实验内容的知识表示  24-30
  3.3 实验步骤的知识表示  30-35
第四章匹配算法及诊断方法研究  35-73
  4.1 匹配算法的研究  35-39
    4.1.1 确定有限自动机 DFA 的功能  35-36
    4.1.2 实验过程的匹配算法研究  36-39
  4.2 实验过程的诊断方法研究  39-71
    4.2.1 基于 DFA 的过程诊断研究  39-40
    4.2.2 状态库与操作库的建立  40-47
    4.2.3 实验过程诊断实例  47-71
  4.3 实验操作的诊断方法研究  71-73
第五章诊断算法的实现  73-79
  5.1 实现工具与关键技术  73-74
    5.1.1 实现工具  73
    5.1.2 关键技术  73-74
  5.2 实现举例  74-79
    5.2.1 操作匹配  74-77
    5.2.2 数据库连接  77-79
第六章研究总结与展望  79-81
  6.1 研究总结  79
  6.2 研究展望  79-81
    6.2.1 后续研究计划  79
    6.2.2 研究期待  79-81
参考文献  81-85
致谢  85-86
在学期间公开发表论文及著作情况  86

中学化学虚拟实验操作诊断方法研究

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