基于操作路徑的物理實(shí)驗(yàn)考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、大學(xué)課程中物理實(shí)驗(yàn)是理工類院校提供綜合性很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)課程，是學(xué)生對科學(xué)實(shí)驗(yàn)開展基本訓(xùn)練的基礎(chǔ)課程和必修課程，同時(shí)也是培養(yǎng)大學(xué)生科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作能力、提升科學(xué)實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)的必不可少的過程。面向大面積學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作考試，需要大量的實(shí)驗(yàn)儀器和具有豐富經(jīng)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)教師進(jìn)行操作、評判，而現(xiàn)有的儀器和教師資源的不足導(dǎo)致了實(shí)驗(yàn)操作考試無法大面積開展。同時(shí)，優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源缺乏，實(shí)驗(yàn)操作關(guān)鍵點(diǎn)評判規(guī)范不統(tǒng)一，也無法滿足大面積實(shí)驗(yàn)考試的需要。

2、　　 利用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，開展大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的操作考試可以有效的解決上述難題，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)開發(fā)并研制的基于計(jì)算機(jī)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)評判系統(tǒng)，通過文獻(xiàn)提出的基于XML形式對考題知識點(diǎn)進(jìn)行描述和組件化的實(shí)驗(yàn)儀器得到當(dāng)前實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了物理實(shí)驗(yàn)操作步驟的自動(dòng)評判。但物理實(shí)驗(yàn)的完成是通過一系列的實(shí)驗(yàn)操作實(shí)現(xiàn)，每個(gè)操作步驟對應(yīng)一個(gè)實(shí)驗(yàn)狀態(tài)。已有的評判系統(tǒng)是基于單個(gè)狀態(tài)的評判，對學(xué)生的全部操作流程進(jìn)行

3、評判并沒有給出具體的評判模型。
　　 在此基礎(chǔ)上，本文以實(shí)驗(yàn)的操作步驟作為流程的關(guān)鍵點(diǎn)，提出了基于實(shí)驗(yàn)操作路徑的評判模型。首先，通過參考物理實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等建立實(shí)驗(yàn)原理操作拓?fù)鋱D；學(xué)生實(shí)際操作時(shí)，仿真實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)記錄學(xué)生的操作步驟形成操作路徑。最后，利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法MTL（MaxScore-Topology-Link最高分拓?fù)渎窂狡ヅ渌惴ǎW(xué)生的實(shí)際操作路徑和實(shí)驗(yàn)原理操作拓?fù)鋱D進(jìn)行對比，找到學(xué)生操作路徑中的一條最優(yōu)子