VRML中粒子系统在虚拟化学实验室构建中的应用研究

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基于VRML的化工虚拟仿真实验的研究

摘要为了改善化学反应工程的实验条件与教学质量，以二氧化碳甲烷化反应动力学测定实验为例，对虚拟仿真实验的设计思路与构建过程进行探讨，详细描述如何实现虚拟实验交互操作。关键词二氧化碳甲烷化；虚拟实验；ＶＭ；交互ＲＬ
ＡｂｔｔｃＩｏｒｅｔｉｐｒｖｅｔｅｅｎｄｉｉｎｎｄｑｌｉｙｏｔｅｅｐｒｉｅｏｃｍｉａｌｒａｃｉｎｓａｔｎｄｒｏｍｏｈｏｔｏａｅｕａｔｆｈｘｅｍｎｔｆｈｅｃｅｔｏ
１虚拟现实技术与ＶＭＲＬ
４）实验效果评估与过程回放。针对虚拟实验操作者对
虚拟现实（ｉｔａＲａｉｙＶｒｕｌｅｌｔ，简称Ｖ）是近年来出现实验的操作状况进行评估，并记录实验操作过程以便回放。Ｒ
通过认真分析该反应实验的实验流程、实验原理、实验
仪器设备等内容，将二氧化碳甲烷化仿真实验的设计流程进ｉ）虚拟实验仪器建模。仪器模型包括钢瓶、减压阀、２）实验仪器装配仿真设计。以具有特殊效果的管路连接实验仪器，管路的特殊效果包括颜色变化、透明效果、流３）实验步骤交互设计。实验步骤可简要描述为启动一测定，并针对各个步骤的特点设计交互操作方式。
实验教学
李徐冬高基于Ｒ化拟仿验的敏梅军：ｖ的工虚真实研究

虚拟仿真技术在化学实验教学中的应用

虚拟仿真技术在化学实验教学中的应用
虚拟仿真技术是一种基于计算机的虚拟现实技术，通过模拟真实世界的场景和对象，
使用户能够在虚拟环境中进行交互和操作。

虚拟仿真技术在化学实验教学中的应用，可以
提供更加灵活和安全的实验环境，提高学生的实验操作技能和理解能力。

本文将从虚拟实
验的设计与模拟、实验数据的分析与展示以及学生学习效果的评估三个方面来讨论虚拟仿
真技术在化学实验教学中的应用。

虚拟实验技术可以提供各种化学实验的模拟环境，可以根据实验目的和要求，设计和
创建特定的实验场景和实验对象。

虚拟实验技术能够模拟真实实验中的各种物理和化学过程，如溶解、反应、沉淀、气体生成等，使学生能够在虚拟环境中进行实验操作。

在虚拟
实验中，学生可以根据自己的需求和兴趣，选择实验内容和实验参数，进行多次实验尝试
和调整，提高实验操作技能和实验设计能力。

虚拟仿真技术可以实时记录和分析学生在实验中的操作过程和实验结果。

通过虚拟实
验平台，学生的实验数据可以被自动记录和保存，可以进行多次数据回放和实验结果分析。

学生可以通过对实验数据的观察和分析，了解实验过程和实验结果之间的关系，深入理解
实验原理和化学理论知识。

虚拟实验技术还可以提供实验数据的可视化展示和分析工具，
如实验曲线图、实验动画和实验视频等，帮助学生更好地理解和认识实验现象和实验结
果。

虚拟现实在化学实验教学中的应用

虚拟现实在化学实验教学中的应用近年来，虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术的快速发展给各行各业带来了许多创新应用。

在教育领域，虚拟现实技术被广泛应用于实验教学中，特别是化学实验教学领域。

本文将探讨虚拟现实在化学实验教学中的应用，并分析其优势和挑战。

一、1. 虚拟化学实验室传统的化学实验室存在一些问题，如实验器材有限、化学品的安全隐患和实验操作的难度等。

而利用虚拟现实技术，可以构建出一个完全虚拟的化学实验室，学生可以通过VR头盔和手柄等设备，体验真实的化学实验操作。

2. 三维化学分子模型化学分子的结构对于学生理解化学概念至关重要。

通过虚拟现实技术，可以构建出精确的三维化学分子模型，学生可以通过旋转、缩放等操作，直观地观察分子的构型和键的长度、角度等信息，有助于加深对化学结构的理解。

3. 可视化化学反应过程化学反应的过程对于学生来说往往是抽象而难以理解的。

利用虚拟现实技术，可以将化学反应过程可视化，将分子级别的变化呈现给学生，使学生能够直观地观察到化学反应的发生和变化过程，提高他们对化学反应的理解和兴趣。

二、虚拟现实在化学实验教学中的优势1. 提供安全的实验环境化学实验往往涉及到一些有毒的、易燃的化学品，存在一定的安全风险。

利用虚拟现实技术进行化学实验教学，能够提供一个安全的实验环境，避免潜在的安全隐患，保障学生的人身安全。

2. 提高学生的学习积极性虚拟现实技术可以为学生提供身临其境的学习体验，增加他们的学习兴趣和参与感。

学生可以通过虚拟现实设备亲自进行实验操作，积极参与到学习中，激发他们的学习动力，提高学习效果。

3. 提升学习效果虚拟现实技术能够提供更加直观和生动的学习方式，有助于学生对化学概念和化学实验的理解。

学生可以通过视觉和听觉等多种感官融入到虚拟化学实验中，加深对化学知识的掌握和应用能力的培养。

三、虚拟现实在化学实验教学中的挑战1. 技术设备成本高昂虚拟现实技术设备的价格相对较高，使得很多学校和教育机构很难承担这一成本。

VRML中粒子系统在虚拟化学实验室构建中的应用研究

VRML中粒子系统在虚拟化学实验室构建中的应用研究杨景琴;陈坚【期刊名称】《计算机光盘软件与应用》【年(卷),期】2012(000)004【摘要】本文给出了基于VRML虚拟化学实验室构建的一整套实现方案,分析了Flash技术、3d smax＋三维引擎技术、VRML＋Java技术等虚拟实验室技术的优缺点。

将粒子系统理论引入化学实验现象的仿真,分析了VRML中粒子系统的实现,运用有限自动机算法模拟了火焰的生成。

%This paper presents a set of implementations of VRML-based virtual chemistry laboratory built,analyzes the advantages and disadvantages of Flash technology,3ds max＋3D engine and VRML＋ Java technology.Particle system theory is introduced to the simulation of chemical phenomena,gave the analysis of VRML particle system implementation,and a kind of algorithm called finite automata is used to simulate the formation of the flame in the paper.【总页数】2页(P102-103)【作者】杨景琴;陈坚【作者单位】西南大学计算机与信息科学学院,重庆北碚400715;西南大学计算机与信息科学学院,重庆北碚400715【正文语种】中文【中图分类】TP391.9【相关文献】1.粒子系统在虚拟校园中的应用研究 [J], 刘巧红;单贵2.粒子系统在虚拟作物生长中的应用研究 [J], 袁琪;周淑秋;郭新宇3.VRML在构建三维虚拟校园中的应用研究 [J], 孙文霞;顾翔4.VRML技术在人防工程三维虚拟远程监控系统中的应用研究 [J], 袁生贵;胡菊;赵洪涛;李金辉;许兴春5.VRML在构建三维虚拟校园中的应用研究 [J], 孙文霞;顾翔因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

VR 技术在化学实验教学中的应用研究

VR 技术在化学实验教学中的应用研究VR技术在化学实验教学中的应用研究随着互联网和数字化技术的发展，越来越多的传统教育模式正在被现代化技术所取代。

而在化学实验教学方面，VR技术的应用成为了一个不可或缺的趋势。

本文将围绕此主题展开讨论。

VR技术的基本概念和优势VR技术，即虚拟现实技术，是一种计算机技术，通过使用专用的设备和软件模拟出真实世界的环境。

这种技术可以让用户置身于虚拟的三维空间中，与虚拟环境互动，创造出身临其境的真实感受。

相较于传统的实验教学，使用VR技术有以下几个优势：1. 较高的安全性。

虚拟实验室的操作无需使用实际化学试剂，避免了很多实验过程中人员受伤及物品损坏的事故，提高了实验教学的安全性。

2. 能够模拟多种实验情境。

由于实验环境受到现实条件的限制，很多实验情境难以模拟，但VR技术可以在虚拟空间内模拟多种情境，包含大量稀有或极其危险的实验需要等等。

3. 提供更直观的教学体验。

使用VR技术不仅可以模拟出实验室的整个环境，还可以演示化学反应、实验过程等细节，让学生对所学知识更直观、更深刻。

特别是对于一些掌握较难的实验室操作，使用VR技术的演示更容易让学生理解。

VR技术在化学实验教学中的应用1. 虚拟实验室设计在系统实验课程中，虚拟实验室被设计成与学校实验室完全相同，甚至比实验室内的所有物品都更真实。

通过VR技术，学生能够自由探索该实验室而不是受到物理空间的限制。

这种模型可以模拟实验环境，并将虚拟化学试剂替换成真实的物体，学生可以在这个模型中通过练习和试验操作，熟悉化学器具、制定实验计划和理解实验流程，锻炼操作技能和分析能力。

2. 模拟化学反应VR技术不能仅限于模拟实验室环境，还能实时模拟化学反应的行为。

使用VR 技术，学生可以模拟了解化学反应的情形、反应的过程和反应的结果，以实现课内化学实验的辅助教学。

同时，学习者可以通过交互尝试不同的反应条件并观察反应结果。

这将帮助学生更深入地理解和记忆化学知识。

初中化学虚拟实验的设计及应用研究

初中化学虚拟实验的设计及应用研究随着信息技术的发展，虚拟实验已经在教育领域得到了广泛应用，通过虚拟实验，学生能够在无实物损耗的情况下理解化学实验原理，掌握化学实验技能。

本文提出了一种基于VR技术的初中化学虚拟实验设计方案，并通过应用实践验证了其教学效果。

一、虚拟实验设计方案1. 实验平台本次设计采用了基于VR技术的虚拟实验平台，学生可以通过VR设备进入虚拟实验室，进行化学实验。

该平台具有实验流程模拟、实验器材真实感模拟、实验效果展示等功能，能够真实地模拟出化学实验的过程。

2. 实验内容本次设计的虚拟实验内容为常见的酸碱中和反应的实验，包括HCl与NaOH的中和反应、H2SO4与NaOH的中和反应等。

学生可以通过虚拟实验平台，模拟添加酸碱溶液、观察反应过程、记录反应结果等步骤。

3. 实验步骤步骤一：进入虚拟实验室，点击实验器材选择界面，选择需要的实验器材。

步骤二：选取试管，向其中加入一定量的酸溶液。

步骤四：反应结束后，选择pH计，用于测量反应液的pH值。

步骤五：记录实验结果，包括反应物用量、反应后液体颜色等，并进行分析。

二、实验应用研究本次设计采用了对照实验的方式，将虚拟实验与传统实验进行对比。

实验对象为初中化学课程中的一组学生，对于虚拟实验组，学生使用VR设备进行虚拟实验；对于传统实验组，学生到实验室进行实验操作。

实验内容为酸碱中和反应。

实验结果显示：1. 学生实验操作表现通过对实验操作时的表现进行评分，结果显示虚拟实验组学生的实验操作表现优于传统实验组。

通过对学生实验能力的测试，结果显示虚拟实验组学生的实验能力略高于传统实验组，虚拟实验能够提高学生对实验理论的理解和记忆。

三、总结。

基于VRML的虚拟化工实验室的构建

１概述
长期以来，由于资金、地等综合因素的影响，学反应工程的课程实验在许多高校始终无法顺利开展。而与此同时，着计算场化随
机技术的迅猛发展，虚拟现实技术的应用价值已经得到了人们愈来愈多的认可。在此背景下，虚拟现实技术融入化学反应工程的将
操作方式进行了初步探索和研究。
２虚拟现实技术与ＶＲＬＭ
对于虚拟现实技术的研究最早始于２０世纪６０年代，直到９但０年代初，拟现实技术才开始作为一门较完整的体系而受到人虚们极大的关注。本质上，它是一种先进的计算机用户接口技术，过给用户同时提供诸如视、、、等各种直观而又自然的实时通听说触感知交互手段，大限度地方便用户的操作，而减轻用户的负担，高整个系统的工作效率ｌ１最从提１。其研究内容涉及人工智能、算机－２计科学、电子学、感器、算机图形学、能控制、传计智心理学等诸多方面。的主导作用，是要使计算机及其它传感器所组成的信息处理系统去尽量满足人的需要，不是以人去适应设备。就而目前，用较为广泛的虚拟现实技术主要包括ＶＭＬ技术、ｐｎＬ技术、ａａＤ技术等。中，Ｒ（ｉｕｌｅｌｙＭｄｌｇ应ＲＯｅＧ，ｖ３Ｊ其ＶＭＬＶｒａＲａｉｏｅｎｔｔｉ

基于VRML的交互式虚拟实验室设计与实现

基于VRML的交互式虚拟实验室设计与实现VRML（虚拟现实建模语言）是一种用于描述交互式3D图形和虚拟现实世界的编程语言。

基于VRML的虚拟实验室是一种利用虚拟现实技术模拟实验室实验环境的系统，通过VRML可以实现虚拟实验室的设计和实现。

本文将介绍基于VRML的交互式虚拟实验室的设计和实现方法。

一、虚拟实验室的概念和应用虚拟实验室是一种利用虚拟现实技术搭建的模拟实验环境，可以实现实验室实验的模拟和展示。

虚拟实验室可以广泛应用于教育、训练、科研等领域，为学生和研究人员提供一个安全、方便、实时的实验环境。

虚拟实验室可以大大提高实验效率和降低实验成本，是21世纪教育和科研的重要工具。

二、基于VRML的虚拟实验室设计1.需求分析：首先需要明确虚拟实验室的功能和特点，确定虚拟实验室的实验项目和内容。

对虚拟实验室的用户进行分析，了解用户的需求和使用习惯。

2.场景设计：根据实验项目和内容设计虚拟实验室的场景，包括实验设备、实验器材、实验内容等。

虚拟实验室的场景应该栩栩如生，能够给用户带来身临其境的感觉。

3.交互设计：设计虚拟实验室的交互方式，包括用户界面设计、操作方式等。

用户可以通过交互方式在虚拟实验室中进行实验操作，并获得实时反馈和结果。

4.功能实现：使用VRML语言编写虚拟实验室的代码，实现虚拟实验室的功能和交互效果。

代码应该简洁、高效，能够实现虚拟实验室的各种功能。

5.测试优化：对虚拟实验室进行测试和优化，确保虚拟实验室的稳定性和性能。

根据用户的反馈意见对虚拟实验室进行优化改进，提高用户体验。

三、基于VRML的虚拟实验室实现1.环境搭建：搭建VRML编程环境，选择适合的开发工具和软件。

常用的VRML开发工具包括Blender、Unity等。

2.模型建立：设计并建立虚拟实验室的模型，包括实验设备、实验器材、实验场景等。

模型应该细致入微，能够反映实验的真实性。

3.功能实现：使用VRML语言编写虚拟实验室的代码，实现虚拟实验室的各种交互功能。

基于虚拟现实的交互式虚拟化学实验系统研究

基于虚拟现实的交互式虚拟化学实验系统研究虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术作为一种全新的交互式技术，正在各个领域展现出巨大的潜力。

在教育领域，虚拟现实技术能够提供更加沉浸式的学习体验，为学生带来全新的学习方式。

尤其在化学实验教学中，虚拟现实技术的应用有望大幅提升学生的实验技能和安全意识。

本文将探讨基于虚拟现实的交互式虚拟化学实验系统的研究。

虚拟化学实验系统是利用虚拟现实技术将化学实验室的环境和实验过程还原在虚拟空间中，使学生能够通过虚拟实验室进行实验操作和观察实验现象。

相较于传统的实验教学方式，基于虚拟现实的交互式虚拟化学实验系统具有以下几个优势。

首先，虚拟化学实验系统能够突破传统实验教学的时间和空间限制。

由于学生可以在虚拟环境中进行实验操作，因此不再受到实验室的时间限制和实验器材的限制。

学生可以随时随地进行实验操作，不再需要等待实验室的开放时间或者担心实验器材的短缺问题。

其次，虚拟化学实验系统可以提供更加安全的实验环境。

在传统的化学实验中，由于操作失误或者实验条件不稳定等原因，可能会发生意外事故。

而在虚拟化学实验系统中，学生可以在安全的虚拟环境中进行操作，不会因误操作或实验器材问题导致实验事故。

这为学生提供了一个安全的学习平台，保障了学生的人身安全。

第三，虚拟化学实验系统能够提供更加丰富的实验资源和实验场景。

传统的实验教学往往受到实验器材和实验环境的限制，难以提供多样化的实验内容。

而虚拟化学实验系统通过虚拟环境的建模和仿真，能够提供各种不同类型的实验资源和实验场景，满足学生的不同学习需求。

学生可以通过虚拟实验进行多次重复操作，巩固自己的实验技能。

此外，虚拟化学实验系统还可以结合数据分析和可视化技术，提供实验过程中的数据采集和分析功能。

学生可以通过虚拟实验系统观察和记录实验数据，并进行数据处理和分析。

这有助于培养学生的科学思维和实验设计能力。

然而，虚拟化学实验系统也面临一些挑战和限制。

基于VRML的化工原理虚拟实验室

１示。所
不良后果。先让学生在仿真环境下进行仿真实验，有一定经验后再进入实际实验，这样做教学效果较好。我校从１９年开始，逐步开发了化工原理仿９８真实验软件单机版，投入使用后起到了提高实验教
学质量的效果。随着网络的普及，单机版使用的局限性逐渐显露出来，于是我们采用ＶＲＬ技术开Ｍ发了网络版仿真实验软件Ｊ。本文把开发化工原
ＡｂｔａｔＴｅｋｙｔｃｎｌｇｏｄｖｌｐｖｒａａｏａｏｙｏｈｍｉｔｎｉｅｒｇｐｉｃｐｅａｅｎＶＲｓｒｃ：ｈｅｅｈｏｏｙｔｅｅｏｉｔｌｌｂｒｔｒｆｃｅｓｒｅｇｎｅｎｒｉｌｓｂｓｄｏＭＬｉｉｔｄｃｄＩｉ－ｕｙｉｎｓｎｒｕｅ．ｔｒｏｒ
ｄｄｓＤｍｏｅｎ，ｂｓｉｔｎｎｅａｔｅａｉｔｎｉｌｇｔｅｄｎｍｉｄｔｏＶＭＬｏｅａｅｏｔｌｎｅｉ，ｕｅｄｌｇａｉａｍａｏ，ｉｔｃｖｎｍａｏ，ｄｓａｙａｃａａｆＲｎｗｂｐｇ，ｃｎｒｌｇｔ－３ｉｃｎｉｒｉｉｐ妒ｎｈｏｉｈｎ
第８卷第３期２１００年６月
实验科学与技术
ＥｐｒｎｃｅｃｎｅｈｏｏｙｘｅｉｍｅｔｉｎｅａｄＴｃｎｌｇＳ
Ｖｏ．．１８Ｎｏ３
Ｊｎ２１ｕ．００
・算机及网络技术应用计

ARVR教学探索虚拟实验室在化学教学中的应用

ARVR教学探索虚拟实验室在化学教学中的应用近年来，虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）和增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术在教育领域中的应用日益受到关注。

尤其是虚拟实验室在化学教学中的应用，为学生提供了更加安全、便捷和互动的实验环境。

本文将探讨ARVR教学在化学教学中的应用，并对其优势和挑战进行分析。

一、虚拟实验室的优势1. 安全性保障：传统的化学实验存在一定的安全隐患，特别是对于初学者而言。

而虚拟实验室通过模拟真实的实验过程，不仅避免了化学品可能带来的意外伤害，而且能够让学生在较小的风险下进行多次实验，提高学习效果。

2. 互动性提升：在传统实验室中，学生通常只能观察老师指导的实验过程。

而虚拟实验室可以提供更多互动的机会，学生可以自主选择实验条件、控制实验参数，并且能够实时观察和分析实验结果，更好地理解化学原理。

3. 可重复性研究：虚拟实验室的另一个优势在于实验的可重复性。

学生可以根据自己的需求进行多次实验，不受实验材料和设备的限制。

这样，学生可以自主研究化学现象、探索规律，培养科学思维和实验技能。

二、ARVR教学在化学教学中的应用案例1. 分子结构可视化：通过ARVR技术，学生可以观察和操控分子结构。

他们可以通过虚拟现实头盔，将分子模型投射到真实环境中，通过旋转、放大、缩小的操作来研究和理解分子结构的特点。

这种视觉化的教学方法能够帮助学生更好地理解分子间力的影响和化学反应的机理。

2. 化学反应模拟：虚拟实验室可以模拟复杂的化学反应过程，增加学生对于反应机理的理解。

通过VR技术，学生可以观察不同反应物在不同条件下的反应进程、产物生成情况等。

这样的教学方式可以拓宽学生的实验视野，提高他们的实验技能和实验设计能力。

3. 三维结构建模：AR技术可以帮助学生理解有机化合物的三维结构。

学生可以使用AR软件或设备，在平面上绘制有机化合物结构，然后将其转化为三维结构进行观察。

虚拟现实在化学实验模拟中的运用

虚拟现实在化学实验模拟中的运用随着科技的不断进步，虚拟现实（VR）技术已经在各个领域展现出了巨大的应用潜力。

其中，在化学实验模拟方面，虚拟现实技术为学生提供了一个更加安全、实用和交互性强的学习环境。

本文将探讨虚拟现实在化学实验模拟中的运用，并剖析其对学生学习效果的促进作用。

一、虚拟现实技术在化学实验模拟中的应用虚拟现实技术通过模拟真实的化学实验环境，为学生提供了一个虚拟的实验场景。

学生可以通过佩戴VR头显设备，身临其境地参与到化学实验中，实时观察、操作和交互。

通过虚拟现实技术，学生可以进行各种实验，如酸碱中和反应、氧化还原反应、溶液浓度调节等。

这种模拟环境不仅可以帮助学生更好地理解化学实验的原理和步骤，还可以提供多次实验机会，让学生在虚拟实验中不断尝试，纠正错误，并积累实验技巧。

二、虚拟现实技术在化学实验模拟中的优势1. 安全性：虚拟现实技术可以避免学生因实验操作不当而导致的事故风险。

在真实的化学实验室中，一些危险的化学品和反应条件可能对学生构成威胁。

而通过虚拟现实技术，学生可以在安全的环境下进行实验模拟，降低了意外事件的发生概率。

2. 实用性：虚拟现实技术打破了学生与实验设备、实验材料之间的距离限制。

学生不再受制于实验室的设备和材料的限制，可以根据需要自由选择实验条件，并进行多次实验。

这种灵活性有助于学生更好地理解和掌握化学实验中的相关原理。

3. 交互性：虚拟现实技术可以提供丰富的交互功能，让学生能够与虚拟实验环境进行直接互动。

学生可以通过手柄或其他交互设备控制实验过程，进行实验步骤的操作，观察反应现象，并及时得到反馈信息。

这种交互性使得学生在实验中更加主动，增强了学习的参与感和乐趣。

三、虚拟现实技术对学生学习效果的促进作用1. 提高学习动机：虚拟现实技术提供了一种新颖、有趣的学习方式，能够激发学生的学习兴趣和主动性。

虚拟实验场景的逼真度和交互性，让学生能够更好地沉浸其中，体验到实验带来的成就感，从而提高学习动机。

基于VRML技术的虚拟实验研究的论文

基于VRML技术的虚拟实验研究的论文论文关键词：虚拟实现vrml 虚拟现实技术论文摘要：虚拟实验的出现引起了实验领域的一场新的革命．本文借助于虚拟现实技术。

分析虚拟实验室的实现模式及体系结构，并根据虚拟实验过程研究了主要功能的实现．本文为虚拟实验方面的研究提供了一定的参考借鉴．虚拟实验技术是基于一定技术进行的实验，是信息时代发展的产物，是人类的实验技术和研究能力进入一个新发展阶段的标志．学生通过虚拟实验，可以对实验的思想和方法、仪器的结构及原理的理解取得较好的效果，达到培养能力、学习技能、深化知识的目的．1 虚拟实验的设计1．1 虚拟实验室的实现模式虚拟实验室的建立，使得处于不同位置的学习者可以同时对一个实验项目进行实验工作．web为虚拟实验室的实现提供了一种基础平台，基于web的b／s构建模式是实现虚拟实验室的一种基本模式．完善的虚拟实验室包含下面几个重要的组成部分：第一，能处理大量模拟操作数据的服务器(女口超级计算机中心高性能的计算机系统)；第二，用于存储模拟数据初始条件和边界条件以及实验结果数据的数据库系统；第三，连接于网络的科学实验仪器及合作工具等；第四，实验处理软件，每一个虚拟实验系统都是基于专业的仿真软件系统的，它们用于数据处理、分析、存储并使这几个过程可视化．这几个部分的紧密结合就组成了一个虚拟实验室．1．2 虚拟实验的体系结构虚拟实验根据参与感知交互方式的不同，主要分为三类：桌面虚拟现实系统、座舱式虚拟现实系统、沉浸式虚拟现实系统后两类虚拟实验系统需要昂贵的设备，创建一个虚拟现实系统的花费是相当巨大的，无论是从软件还是从硬件，普通的用户都无法承担．因此在目前阶段还不可能大规模应用，其仅仅运用在军事和航空航天等方面囝i本文研究的虚拟实验系统属于第一类，即桌面虚拟现实系统．和用软件编程方法在输出设备(如显示器)上输出逼真的具有虚拟现实系统特征的三维场景．网络虚拟实验平台采用的是vrml-java同步协调技术．总体的设计思想如下：(1)系统结构为3层b／s结构，由客户端、网络服务器和数据库服务器组成．b／s结构简化了客户端软件，只须安装web 浏览器作为客户端的运行平台，采用该结构实现的共享虚拟环境比较稳定和健壮，可扩展性较好．系统版本的升级及维护均在web服务器端进行的，用户需要访问时才动态下载，这就保证了用户每次使用的都是最新版本．(2)客户端与服务器端的通信采用基于tcp//p 协议的．1ava socket通信技术，java对网络通信提供了强有力的支待，其中java．net包中的inetaddress 、url、socket 等类对tcp／ip 协议提供了良好的支持．独立运行的服务器应用程序主线程负责监听客户端的连接请求，连接上后生成另外一个线程与客户端通过‘iep／ip进行通信．在服务器上建立一个共享对象的数据库上面有所有变动对象的当前信息．当一个新用户连接进来的时候，他的信息将写入该共享对象数据库中，同时通过该数据库读取共享对象的信息，并将这些信息在本地机器上的vrml世界中表现出来．(3)服务器与数据库的通信技术是基于jdbc．(4)vrml与java间的通信是基于sai．综上所述，系统采用web、vrml、sai、java、jdbc、sql等主要开发技术．虚拟单元作为实验的主体，提供不同的设定参数，以java applet形式运行，并通过vrml脚本编程接口sai与java进行通信翻．1．3 虚拟实验的功能层次结构虚拟实验系统遵循模块化设计的原则，采取类iso协议的分层技术，无论是什么课程的虚拟实验系统，最终的程序遵循以下的层次结构：上层是实验接口层；中间是web服务接口、仿真服务接口以及中间件等．下层是后台服务程序．(1)用户实验接口的主要功能：作为虚拟实验室客户端模块的一部分，主要完成“所见即所得”功能，给用户提供一个良好的界面(实验环境)．同时引导用户了解、熟悉、掌握虚拟实验软件的基本使用方法；收集用户设置的实验参数和数据；检查用户的实验环境是否配置正确．提供与web服务接口的相关函数．另外，还要完成实验结果的采集、处理、优化和显示，可以包括各种数据的图形化、图表、动画显示及打印输出．具备简单的智能分析功能，给用户提供方便的处理接口．(2)web服务接口的主要功能：负责管理虚拟实验系统的一般web服务请求，负责接受虚拟实验原始数据，向客户端发送虚拟实验结果．负责通知消息的发布，统计网络状态信息，调整用户权限等．(3)服务接口的主要功能：负责调度后台虚拟服务程序，接收上层接口传递的实验数据，记录用户的实验过程．(4)a0间件模块的主要功能：为仿真后台程序和仿真服务接口模块提供通用的接口，向下负责发送调度指令和接收结果，向上负责接收调度指令和发送结果．(5)服务程序的主要功能：第三方服务程序，提供相应的服务．[2 虚拟实验的实现2．1 虚拟实验的运行环境本系统的服务器试验运行环境为：windowsnt、ms iis、jdk1．2．2、corona sai包，客户端的试验环境为：windowsnt、ie6．0、corona vrml client．在服务器端用iis建立。

虚拟仿真技术在化学实验教学中的应用

虚拟仿真技术在化学实验教学中的应用虚拟仿真技术是指利用计算机技术和虚拟现实技术实现对现实世界中某一特定对象、场景或过程的模拟和再现。

随着计算机技术和图形处理能力的不断提升，虚拟仿真技术在各个领域的应用越来越广泛，其中包括化学实验教学领域。

这里就虚拟仿真技术在化学实验教学中的应用进行探讨。

虚拟仿真技术可以为学生提供更安全的实验环境。

在传统的化学实验教学中，由于操作不慎或实验条件不完备等原因，很容易发生意外事故，给学生的健康和安全带来潜在风险。

而通过虚拟仿真技术，学生可以在虚拟实验室中进行实验操作，不用担心出现意外情况。

虚拟实验室中的实验环境可以根据需要进行调整，以适应不同实验的要求，保证学生在安全的环境下进行实验。

虚拟仿真技术可以提供更丰富的实验资源。

传统的化学实验教学中，由于实验条件的限制，很多实验无法同时进行，或者需要很长时间才能完成。

而虚拟仿真实验可以模拟多种实验过程和实验条件，为学生提供更多的实验资源。

学生可以通过虚拟实验室进行多次实验尝试，探索不同的实验条件和变化规律。

这样可以提高学生的实验操作技能和实验设计能力，培养学生的创新思维和实验探索精神。

虚拟仿真技术还可以提供更直观、生动的实验演示。

在传统的实验教学中，学生往往只能通过观察实验现象来理解实验的过程和原理。

而通过虚拟仿真技术，可以实现对实验过程的全程演示，并通过图像、声音、动画等多种形式向学生展示实验现象和实验结果。

这样可以使学生更直观地理解实验原理和实验过程，增强学生的学习兴趣和主动性。

虚拟仿真技术还可以实现对实验过程和实验结果的记录和分析。

在传统的化学实验教学中，学生往往需要手工记录实验过程和实验结果，但往往容易出现记录错误和数据处理不准确等问题。

而通过虚拟仿真技术，实验过程和实验结果可以自动记录，并且可以进行自动化的数据分析和处理。

这样可以减少学生的实验负担，提高实验数据的准确性和可信度。

虚拟仿真技术在化学实验教学中的应用具有诸多优势。

虚拟现实技术在中学化学教学中的应用综述

虚拟现实技术在中学化学教学中的应用综述
随着虚拟现实（VR）技术的发展，它开始在教育领域中得到广
泛应用。

其中，教学成为VR的重要应用之一。

尤其在化学教学领域，VR技术的应用可以更好地帮助学生理解化学原理和化学实验过程。

下面将对VR技术在中学化学教学中的应用进行综述。

1.模拟实验室
通过VR技术，可以创建一个虚拟化学实验室，学生可以在虚拟
实验室中进行各种化学实验。

通过这种方式，学生可以在实验中学
习化学知识和实验技能，同时也可以避免实验中可能产生的安全问题。

2.三维化学展示
VR技术可以用来创建3D化学分子的展示，可以帮助学生更好
地理解分子结构和化学键。

学生可以通过VR眼镜在三维空间中观察
分子结构，从而更加深入地理解化学概念。

3.视觉化学实验演示
VR技术可以通过实际的实验过程创建化学实验的演示。

学生可
以通过VR眼镜观看演示，并且可以在VR空间中自由地旋转和缩放
演示中的样品等物品。

这种形式的演示可以帮助学生更加深入地理
解实验过程和化学原理。

4.化学知识的虚拟体验
VR技术可以为学生提供虚拟化学知识体验。

例如，可以创建虚
拟的原子结构和化学反应演示来帮助学生更好地理解化学知识。

这
种形式的体验可以让学生更容易地理解抽象的概念和实验过程。

总之，VR技术可以为中学化学教学提供更加丰富和互动的学习方式。

通过VR技术进行化学教学，不仅可以提高学生的学习效果和兴趣，而且可以避免实验中可能会遇到的安全隐患。

探讨VR技术在化学实验中的应用

探讨 VR 技术在化学实验中的应用摘要：基于某些化学实验的难操作性和危险性，用VR技术突破实验难题；利用免费NOBOOK虚拟现实平台资源，进行数字化实验教学探究。

关键词：VR技术；NOBOOK虚拟现实平台；危险实验一．VR技术VR是Virtual Reality的缩写，是指虚拟现实，其具体是指借助计算机或手机及最新传感器技术创造的一种崭新的人机交互手段。

虚拟现实技术是多维信息空间上创建一个虚拟信息环境，能使用户具有身临其境的沉浸感，具有与环境完善的交互作用能力，并有助于启发构思。

其具有的便捷性、安全性、零损耗、无污染等特点，非常适合化学教学实验的需求。

“NOBOOK VR 实验”，旨在打造沉浸式实验教学体验，紧扣教材包括人教版、新人教版和鲁科版，覆盖初高中全部实验，提供了总共287个实验和微观电子、原子、分子结构等。

操作者可根据需求自由创建、组装实验，实现了云服务、智能化、完全开放的实验环境。

把VR与NOBOOK 虚拟现实平台结合起来，运用于初高中化学实验的教学，是未来所趋。

1.提出问题在初高中阶段，有些化学实验因为其危险性难于开展，学生仅通过文字描述或视频观看，难以达到理想的学习效果，如铝热反应、钾与水反应等。

对于某些较难组装的套管实验或集约性实验，如氯气制备、除杂、性质检验、尾气处理的集约性装置，借助于VR技术，既省时又零污染。

限于药品的危险性，实验室开放时间非常有限，绝大多数学生除了课堂上做几次分组实验外鲜有机会再次尝试实验，这制约了学生对于实验的体验，也对培养学生的操作能力不利。

若用VR技术，学生则可以随时随地毫无障碍反复多次地对实验进行再次体验、构想和探究。

教育教学本身就是“知与行”统一进行的活动，认识来自实践，学习需要体验。

为教师和学生创建逼真的教学情境，让学生尽情体验学习乐趣，这就是沉浸式虚拟现实未来在教育中应用的价值所在。

[1]1.结合VR技术教学应用案例——以铝热反应实验为例【教材分析】金属冶炼铝热法制备金属是一个典型的反应。

基于VRML技术的虚拟实验室构建

基于VRML技术的虚拟实验室构建虚拟实验室为实验教学提供了新的形式，VRML语言为开发网络虚拟实验室提供了经济有效的手段。

基于VRML技术的虚拟实验室可提高教学效率、降低教学成本。

本文主要介绍了VRML语言，提出了使用VRML技术开发虚拟实验室的结构类型和实现方法，希望使其成为一种有效的辅助实验教学手段。

标签：VRML；虚拟实验室；虚拟环境；交互控制在世界范围内，网络时代信息化的到来正在进一步推动高等教育的发展。

远程教育的广泛兴起，使得校园的围墙逐渐消失，学生对教师面对面授课的依赖性也逐步降低，传统的课堂教学受到挑战。

网上虚拟课堂的新型教学模式已悄然而至。

实验是许多课程教学活动中一个不可或缺的环节。

远程教育中，理论知识的教学形式比较成熟，但是实验教学却存在着困难。

许多实验只能通过观看演示录像的方式进行，甚至根本不安排实验环节，这不可避免地造成了理论与实践脱节，影响学生对所学理论知识的理解和掌握。

正基于此，目前国内外有很多组织和大学纷纷开展了基于计算机和互联网技术的虚拟实验系统的研究和建设工作，以Web为实现平台，把一系列软件和实验硬件有机结合起来，构建一个虚拟而又逼真的实验环境，实现对真实实验过程的计算机模拟。

学生只需要在终端显示器上点击和拖动鼠标，即可完成整个实验，观察实验现象，记录实验结果。

虚拟实验室具有传统实验室无法比拟的优点，决定了它在科研、教育（特别是远程教育）中的良好应用前景。

这对培养学生的创新意识、创新能力及动手能力，都有着其他环节不可替代的重要作用。

一、VRML技术概述1.VRML的发展VRML是虚拟现实造型语言（即Virtual Reality Modeling Language）的简称。

它是由SGI公司提出，可以进行全面定义的一种网络环境下描述虚拟三维模型、渲染以及提供交互操作的跨平台、开放式、解释性文本语言。

它本身的定义就具有对三维实体真实显示的能力，满足了机械设计中对机械零部件三维造型的要求，而且VRML文件比较小，满足了在Internet/ Intranet网上交流机械零部件三维信息的要求，可实现网络化的虚拟设计。

基于VRML虚拟实验室的探究

造型、脚本、路由等部分。ＶＭ程序实现的要点有二个方面：一ＲＬ是节点（ｏｅＮｄ）构成虚拟世界的基本要素；二是路由（ｏｔ）节Ｒｕｅ校都投入了大量的资金建立实验室，但实验教学受到很多因素的点间传递信息的途径。具有４大特点：（）强大的网络功能，通１限制，如：仪器设备、耗材、实验时间、实验次数、空间等。随过安装特定的ＶＩ解释器插件运行ＶＭ程序，能够直接接入ＰＬ３ＲＬ着计算机网络技术、多媒体技术和ＶＭＲＬ技术的快速发展，一种新Ｉｔｒｅ创建立体网页与网站；（）多媒体功能，能够实现多媒ｎｅｎｔ２型的实验室一网络虚拟实验室的建设在院校越来越受到重视。网体制作，合成声音、图像以达到影视效果；（）创建三维立体造３络虚拟实验室是一个基于网络的实验教学、术交流、同研究、型和场景的功能，能够实现更好的立体交互界面；（）感知功能，技共４协同工作的平台，是一种利用虚拟现实及仿真技术进行科学研究可以利用感知传感器节点来感受用户及造型之间的动态交互感与工程设计的方法。觉。虚拟实验系统的开发建设不仅改变着人们对传统实验过程的（）虚拟实验室的设计一这里所说的虚拟实验室是一个网络环境中建设远程教学系统认识，而且由于它能够有效地降低实验成本、提高实验效率，有利于实现远程学习和资源共享等，因此这种实验教学方式正在成中的实验设施，它需要建立一个网站，网站是虚拟实验室空间的为我国教育信息化建设中实验教学手段改革的一个重要方面。载体。下面以一个简单的网站系统的建立为例加以说明。虚拟实验室的概念是由美国弗吉尼亚大学的沃尔夫（ｉｌａＷｌｉｍ１建立虚拟空间的方法和所需要的软件工具．ｗｌ）ｏｆ教授于１８９９年首次提出的，是指在计算机系统中采用虚拟用ＶＭ立虚拟现实世界有二种方法。ＲＬ建一是通过编写源代码．ｒ ”为扩展名的网页文件，此法现实技术实现的各种虚拟实验环境，实验者可以如同在真实的环生成文本文件，再转化生成 “ ｗｌ境中一样完成各种预定的实验项目，所取得的学习和训练效果等的缺点是源代码函数过于复杂，文件较大，不易掌握，运用较困值于甚至优于在真实环境中所取得的效果。难；另一种方法是通过辅助建模软件，先建立三维物体，再在虚虚拟实验室具有以下优点：简单易行，交互性与可操作性与拟世界中进行组合，形成丰富多彩的虚拟世界。这里主要探讨第实际实验基本相同；可降低教师的劳动强度；减少仪器设备的损二种方法，即在３ＳＡ中建立各种三维物体，再将这些物体以ＤＭＸ坏，材料的耗损，又可以提高实验教学的安全性；虚拟资源还可ｖｌ格式导入到Ｖ／ｒ” ｒＲＬ中，辑它们在虚拟现实世界的位置关ｖＩ编反复使用。因此，院校的虚拟实验室的发展将成为必然系，形成一个统一的整体世界。系统使用ＶＭ、３ＳＡ、ＰｏＥＲＬＤＭＸｒ／、二、基于ＶＭＲＬ的虚拟实验的总体设计ＰｏｏｈｐｒｎＰｇ、Ｄｅｍｅｖｒ等作为制作工具。特别要ｈｔｓｏ、ＦｏｔａｅｒａｗａｅＶ札虚拟现实造型语言，是１９Ｒ９４年在瑞士日内瓦举行的第注意在建模时应尽量减小文件占用空间，首先保证使用适合于网届国际互联网大会上提出的，为创建三维网络的界面的一种通络运行的建模软件。用的描述性语言，用于在ＷＷ上的超级链接，类似于超文本标记Ｗ２网站的结构设计。语言（ＴＬ。ｖＭＨＩ）ＲＬ使用文本编辑器，如ＷｎｏｓＮｔａ，ｄｉｄｗ的ｏｅＰｄ网站由若干个ＨＭＴＬ页面与若干个ＶＭＲＬ节点组成，应根据实Ｄｓ的Ｅｉｏｄｔ等编写。ＶＭＲＬ创造了交互式浏览的三维空间，ＶＭ际需要而定。首页将以按钮超级链接或文本超级链接的形式与其ＲＬ浏览器可以是一个独立的程序，也可以是某个Ｗｂ页的附件和插它各页面链接。ｅ每个实验内容都是一个虚拟空间与ＨＭＴＬ内容的组件。ＶＭ文件名的后缀为ｗｌＲＬｒ，它的主要结构包括ｖＭＲＬ文件头、合。