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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于AIR的數(shù)字電路虛擬實(shí)驗(yàn)箱
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 1、虛擬操作臺主要功能： 1）基于軟件的模擬操作過程的實(shí)現(xiàn)。 2）模擬操作過程的數(shù)據(jù)存儲，包括連線、芯片、輸入輸出端的設(shè)置等信息的文件存儲。 3）操作者通過軟件邏輯校驗(yàn)，檢驗(yàn)學(xué)生通過軟件系統(tǒng)搭建的電路是否符合需要。 2、基于數(shù)字電子技術(shù)的虛擬交流社區(qū) 1）用戶操作存儲介質(zhì)文件的上傳、下載等功能。 2）面向于設(shè)計方案的討論，等內(nèi)容。 3）面向于其他用戶的錯誤的設(shè)計方案的糾錯等操作。
- 詳細(xì)介紹：
- 1、具有很強(qiáng)的真實(shí)性和可操作性 虛擬試驗(yàn)臺的設(shè)計依據(jù)真實(shí)的數(shù)字電路試驗(yàn)箱的設(shè)計，完整的再現(xiàn)了數(shù)字電路虛擬試驗(yàn)箱的基本的操作功能以及操作的過程，使學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)操作過程中具有比較好的真實(shí)感，提高了虛擬試驗(yàn)臺的教學(xué)效果。 2、可驗(yàn)證性和友好的提示功能 虛擬試驗(yàn)臺的設(shè)計過程中結(jié)合實(shí)際數(shù)字電路在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證方面的主要特點(diǎn)，根據(jù)數(shù)字電路的基本邏輯關(guān)系，可以通過數(shù)字電路的虛擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)時的驗(yàn)證數(shù)字電路邏輯關(guān)系，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中第一時間確認(rèn)實(shí)驗(yàn)操作的正確與否；同時，分析數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)過程中常見的問題，對于虛擬實(shí)驗(yàn)過程中常見的操作錯誤進(jìn)行實(shí)時提示，使實(shí)驗(yàn)過程具有更強(qiáng)的導(dǎo)向性。 3、協(xié)作教學(xué)的開展 通過自己定義的文件存儲和交互的格式，將虛擬操作臺與虛擬社區(qū)結(jié)合，在網(wǎng)絡(luò)上構(gòu)建起一個基于操作存儲文件的交流、討論區(qū)域，通過社區(qū)中討論、征集以及幫助等板塊的設(shè)計，在社區(qū)中營造一個互幫互助、互相促進(jìn)的學(xué)習(xí)環(huán)境，以促進(jìn)教學(xué)活動的開展。 4、具有比較強(qiáng)的擴(kuò)展性 在虛擬試驗(yàn)臺的設(shè)計過程中，根據(jù)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)過程中的教學(xué)特點(diǎn)，在基本芯片設(shè)計上為用戶提供了數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中常用的11塊基本芯片，能夠滿足數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的基本要求；同時軟件還提供了數(shù)字電路芯片的拓展功能，用戶可以根據(jù)芯片的邏輯關(guān)系進(jìn)行其他實(shí)驗(yàn)芯片的設(shè)計，或者自行設(shè)計具有一定功能的邏輯芯片，這將使軟件適應(yīng)開放性實(shí)驗(yàn)的需求，同時還可以通過軟件進(jìn)行簡單的邏輯電路的設(shè)計，通過擴(kuò)展功能使軟件具有更廣闊的應(yīng)用前景。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 國內(nèi)各高校對實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)，大都存在著實(shí)驗(yàn)形式、等矛盾，虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程模型是建立在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程、學(xué)生的認(rèn)知過程和實(shí)踐過程、 該模型由用戶實(shí)驗(yàn)界面呈現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)情景設(shè)置、實(shí)驗(yàn)過程模擬與仿真、實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)與評價等部分組成?；贔LEX的數(shù)字電路虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，主要實(shí)現(xiàn)以下的功能 1、用戶實(shí)驗(yàn)界面呈現(xiàn) 在虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中, 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目必須通過用戶界面顯示, 通過虛擬實(shí)驗(yàn)的界面既要使實(shí)驗(yàn)者感覺到處于解決實(shí)際問題的情境中, 又要體會到發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)問題和尋求解決實(shí)際問題方案過程的成就感。 2、實(shí)驗(yàn)情景設(shè)置 虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)收集實(shí)驗(yàn)者現(xiàn)有的知識水平、技術(shù)背景以及對實(shí)驗(yàn)的要求等方面的信息, 并根據(jù)實(shí)驗(yàn)者的具體情況顯示實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求、實(shí)驗(yàn)原理、背景與環(huán)境資料等信息, 設(shè)置實(shí)驗(yàn)內(nèi)容, 仿真實(shí)驗(yàn)場景和實(shí)驗(yàn)對象。通過自然人工場景技術(shù), 可使實(shí)驗(yàn)者有“身臨其境”的感受。 3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)與評價 通過虛擬實(shí)驗(yàn), 實(shí)驗(yàn)者可以分析實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程, 總結(jié)自己對實(shí)驗(yàn)的感受, 以判斷自己對理論的掌握和分析解決問題能力的提高。使得實(shí)驗(yàn)者可以把在虛擬情境中掌握的解決問題的方法運(yùn)用于實(shí)際環(huán)境之中。 1、虛擬操作臺主要功能： 1）基于軟件的模擬操作過程的實(shí)現(xiàn)。 2）模擬操作過程的數(shù)據(jù)存儲，包括連線、芯片、輸入輸出端的設(shè)置等信息的文件存儲。 3）操作者通過軟件系統(tǒng)所構(gòu)成的電路的邏輯校驗(yàn)，檢驗(yàn)學(xué)生通過軟件系統(tǒng)搭建的電路是否符合設(shè)計的需要，檢驗(yàn)電路是否完成邏輯功能。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- (1)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與仿真技術(shù)的有機(jī)融合。引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和自然人工場景技術(shù)，使用數(shù)字化仿真工具，可使操作者與虛擬仿真環(huán)境有著全面的感官接觸與交融，使操作者有身臨其境之感，用戶使用虛擬原型交互仿真界面對虛擬原型進(jìn)行操作。 (2)提高虛擬實(shí)驗(yàn)室的“自適應(yīng)性”?！白赃m應(yīng)”是指生物變更自己的習(xí)性以適應(yīng)新的環(huán)境的一種特征。直觀地說，“自適應(yīng)實(shí)驗(yàn)”即指能修正自己的特征以響應(yīng)規(guī)則原理的變化，并根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)過程生成一個反饋回路，為學(xué)習(xí)者提供一個自適應(yīng)的獲取知識和技能的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境。該系統(tǒng)的基本特征是能從環(huán)境中獲取信息，并能自動改善其性能。 (3)增加協(xié)作性?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)常常是一種協(xié)作性的活動，與同伴合作是實(shí)驗(yàn)過程中一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，因此基于協(xié)作虛擬原型的協(xié)同設(shè)計方法將成為協(xié)同設(shè)計實(shí)現(xiàn)的一種重要思路。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本作品于2010年11月參加浙江省多媒體競賽，獲得課件站類一等獎。
作品所處階段
- 已經(jīng)完成
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 未確定
作品可展示的形式
- 在電腦上實(shí)際操作
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 按照數(shù)字電路試驗(yàn)箱的結(jié)構(gòu)功能，構(gòu)建可驗(yàn)證性數(shù)字電路虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)報告的網(wǎng)上提交與批閱的全程操作與管理，能滿足網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段的突破與創(chuàng)新。推廣范圍：高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)輔助 1、具有很強(qiáng)的真實(shí)性和可操作性 虛擬試驗(yàn)臺的設(shè)計依據(jù)真實(shí)的數(shù)字電路試驗(yàn)箱的設(shè)計，使學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)操作過程中具有比較好的真實(shí)感。 2、可驗(yàn)證性和友好的提示功能 虛擬試驗(yàn)臺的設(shè)計過程中結(jié)合實(shí)際數(shù)字電路在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證方面的主要特點(diǎn)，對于虛擬實(shí)驗(yàn)過程中常見的操作錯誤進(jìn)行實(shí)時提示。 3、具有比較強(qiáng)的擴(kuò)展性 在虛擬試驗(yàn)臺的設(shè)計過程中，根據(jù)數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)過程中的教學(xué)特點(diǎn)，在基本芯片設(shè)計上為用戶提供了數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)中常用的11塊基本芯片，能夠滿足數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)的基本要求；同時還可以通過擴(kuò)展功能使軟件具有更廣闊的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 目前，已經(jīng)開發(fā)的數(shù)字電子技術(shù)的虛擬實(shí)驗(yàn)開發(fā)上主要采用以下的技術(shù)手段： 1）基于HTML的數(shù)字電子技術(shù)網(wǎng)絡(luò)課程類虛擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)計 此類網(wǎng)絡(luò)課件具有比較好的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)性，對于實(shí)驗(yàn)課程的理論部分教學(xué)內(nèi)容具有比較好的補(bǔ)充作用；但此類網(wǎng)絡(luò)課件在嚴(yán)格的意義上并不屬于虛擬實(shí)驗(yàn)范疇，在表現(xiàn)形式上缺乏必要的互動手段，對于實(shí)驗(yàn)過程只是以單方面的描述為主體，不能給學(xué)生真實(shí)的實(shí)驗(yàn)效果和實(shí)驗(yàn)過程。 2）基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)的數(shù)字電子技術(shù)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計 此類虛擬實(shí)驗(yàn)軟件可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的邏輯計算過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的虛擬，但對于數(shù)字電子技術(shù)的連線部分缺乏必要的實(shí)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)過程的模擬上欠缺，不能讓學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)過程缺少直觀認(rèn)識，影響虛擬實(shí)驗(yàn)效果。 3）基于flash或其他多媒體手段的虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計 通過多媒體技術(shù)手段，采用flash技術(shù)或者其他多媒體技術(shù)手段，設(shè)計模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)箱操作界面，以動畫和交互手段，實(shí)現(xiàn)模擬真實(shí)的實(shí)驗(yàn)連線操作過程。 4）基于第三方的電子設(shè)計類軟件的虛擬實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn) 通過對于第三方電子設(shè)計類軟件的設(shè)計，如mathlab，EWB。Labview等，通過開發(fā)或設(shè)計手段的應(yīng)用，模擬數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，可以準(zhǔn)確的反應(yīng)數(shù)字電子技術(shù)的實(shí)驗(yàn)過程以及在理論上戰(zhàn)士數(shù)字電子技術(shù)的輸出結(jié)果，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪M數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)全過程。但是，由于此類第三方軟件的設(shè)計的面向?qū)ο笊喜⒎翘囟嫦蛴跀?shù)字電子技術(shù)，在操作過程上和操作界面上與實(shí)際的數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)存在著一定的差異，缺乏實(shí)際操作的真實(shí)感受，，影響虛擬實(shí)驗(yàn)的教學(xué)效果。 基于以上的分析，依據(jù)數(shù)字電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)的這些特點(diǎn)，在設(shè)計上我們采用基于FLEX的AIR技術(shù)，這樣一方面可以借助于FLEX的富媒體手段實(shí)現(xiàn)用戶操作界面的基于實(shí)際實(shí)驗(yàn)的真實(shí)模擬，另一方面通過AS3.0實(shí)現(xiàn)數(shù)字電子技術(shù)中所應(yīng)用的簡單的邏輯判斷過程和時序判斷的過程，同時兼顧了數(shù)字電子技術(shù)對于前臺技術(shù)和后臺技術(shù)的要求，以達(dá)到我們的設(shè)計目的。
