计算机虚拟实验模拟训练系统的设计

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4 用户功能设计

4.1 学生用户功能模块

4.1.1 用户注册

用户需要注册才能使用系统。注册是系统中最为基本的功能，但它能带来很多好处。该功能模块中，有两个问题需要注意。（1）相同用户名仅能出现一次。2.必须严格限制用户名的书写规则。

4.1.2 用户登录

通过注册，用户可以获得账号和唯一密码。登陆是让用户获得特定功能的使用权。这些功能包括：实验选择、疑难提问、实验结构上传等。对这些功能进行限制对于系统稳定性和有效性有巨大意义。

4.1.3 实验选择

一般情况下，根据实际教学需要，系统之上可能承载了大量的实验项目。学生登录系统之后，可以根据实际情况对所作实现进行选择。选择实验项目之后，系统会根据所选项目的编号对该实验项目的基本信息进行载入。本系统中，每个实验项目配备了不同的说明文件库，该文件库包含了该实验项目的实验目的、实验目标、实验要求、实验时间、实验注意问题、实验难点介绍和实验分数设置等信息。通过这些信息，学生能够对实验有整体的把握，加大了实验的一次成功率和实验速度。

4.1.4 疑难提问

疑难提问是学生实验中的重要功能。当学生在试验进行中时，可能会遇到各类问题，一般情况下学生寻求教师的帮助，并解决该问题。在某些情况下，学生较多，教师无法一一对所有学生的问题进行解答。面对这样的问题，系统设计了疑难问答库。该库对应着每个实验项目，即每个实验项目都有一个独立的问答库。当学生遇到问题时，可以从问答库中直接寻找相关提问，如果存在相关提问，学生可以直接阅读其答案，并解决自己的问题。如果问答库中没有相关问题，学生可以随时提交自己的疑问，该问题将被保存在系统数据库中。教师可以随时访问该问题库，对于新提交的问题，教师需要作出解答，解答后的答案被保存在库中。通过这种方式，随着时间的推移，问答库中包含的问答信息将越来越丰富。

4.1.5 实验结果上传

当学生做完虚拟实验之后，实验结果需要由老师来评定。当学生登录之后，按照实验规定完成指定实验之后，需要将实验结果提交到系统中去，系统会自动记录学生的学号和实验结果之间的关联关系。教师可以随时调阅自己管辖的班级的任意学生的实验结果，并给出评语和分数。为了增加系统的鲁棒性，学生可以重复提交实验结果，后面提交的实验结果将覆盖先前提交的实验结果。教师也可以重复对学生的实验结果进行评定，后面的评定将覆盖先前的评定。为了节省教师的评阅时间，每条结果记录都赋予了标志位，当教师对必填项评定完成之后，系统会自动将该记录标志位“以评阅”。教师可以再每次评定时筛选出未评定实验结果。

4.2 教师用户功能模块

4.2.1 学生信息管理

学生的管理内容基本包括：学生信息添加、学生信息查询、学生信息修改等。对于教师用户而言，该功能是重要的。教师为了更好地完成自己的教学任务，有必要及时了解每个学生的基本情况。学生信息管理为教师提供了一个了解管理学生信息的开放式平台。在本系统中，教师只有权限对自己所管班级的学生进行管理。教师和学生班级的对应关系由管理员设定。当管理员将某个老师分配给某班级 后，该老师就获得了对该班级的管理权。

4.2.2 查询学生信息

如果一个老师所管班级较多，系统提供一个能够供老师进行学生信息查询的接口是必要的。一般情况下，一个老师可能同时带多个班级的多个不同实验项 目。老师所管制的学生数目一般都在300以上。如果想知道某个学生的确切信息，逐一遍历是困难的，因此系统将设置查询接口。学生信息的查询可以从多个角度出发，教师可以按照年级顺序查询，也可以按照所作项目查询，也可以按照时间顺序查询。最一般的情况，教师可以直接输入学生学号，系统会自动返回所有的和该学号相关的学生记录。包括该学生的基本信息、该学生已经做过的实验项目和实验成绩等。学生信息查询模块提高了教师的工作效率，有巨大的现实意义。

4.2.3 学生实验成绩管理

学生做完实验后，需要由老师负责评定实验的准确性并给出成绩。对于每一个学生的每一次成绩和评语都被保存在数据库中，教师可以再任何时间查阅该生以前的实验情况。一般情况下，实验的分数设置由管理员给出。他们设定了实验中每个步骤或者环节在整个实验进程中所占的比例。当教师进行成绩评定时，系统会自动显示每步的成绩和评定标准，教师根据当前学生实验的实际情况和标准答案，给出每个环节的分数。这些分数以及评语将被写在数据库中。

4.3 管理员用户功能模 块

4.3.1 添加导入实验模型

系统中的既存实验项目不是一成不变的，管理员可以在任意时间对系统中的实验模型进行管理，包括导入和删除。模型删除比较容易实现。随着课程的进行和改版，经常有新的实验需求，根据实验的具体要求，老师会定制新的虚拟实验项目。经过检测，虚拟实验项目将由管理员最终导入到实验系统中去。在本系统中，每一个实验项目是一个独立的类库文件。该类库文件在虚拟实验设置时，自动生成。如前面的实验组件设计所述，该类库至少描述了该项目所用的虚拟设备，每个虚拟设备的指标以及该设备的外接属性。

4.3.2 班级信息管理

管理员的重要工作就是对系统中的用户进行管理。为了协调实验班级和老师的对应关系。管理员需要对班级信息进行管理。管理员可以对任何一个班级指定代课老师。当管理员定制好班级和老师的对应关系后，学生和老师可以访问该系统，查询自己的代课老师或者自己的代课班级。班级信息管理有效地的促进了实验室的利用效率有重要意义。

4.3.3 学生信息管理

管理员可以针对某一个学生进行操作，操作包括学生信息查询、修改、添加等。

4.3.4 教师信息管理

教师能够对学生进行管理，同时管理员需要对教师进行管理。对教师的管理和学生的管理类似。

4.3.5 设置实验分数

通过计算机实验虚拟训练系统，学生进行虚拟实验，实验结果需要提交，并且有专职老师对实验结果进行评定。评定过程中，需要一个严格的评定指标，即说明每个步骤在实验中所占分数。对于一个特定的实验项目，在管理员构建该项目时，需要将实验分数统一安排到系统中去。实验分数的设置通过可视化界面来实现，当管理员用户设定一个实验项目中的虚拟元件的连接信息时，需要对每步 操作设定初始分值，并给出得分标准。

5 结 语

从系统结构和整体功能的角度出发，本章针对系统的详细功能，系统的总体框架结构进行了详细的设计。对系统的业务流程进行了详细说明。本文设计的计算机虚拟实验系统功能完善，结构紧密，具有高内聚底耦合的特点，且可扩展性极强，有理论意义和现实意义。

参考文献

[1] 钱恭斌，张其宏.Electronics Workbench实用通信与电子线路的计算机仿真(M)，北京电子工业出版社,2001.

[2] 王嗣源.虚拟实验室建设的初步探讨[J].西安邮电学院学报，2005，10(2)，141-143.

[3] 蒋光明.基于互联网的开放式虚拟实验模型研究[J].西南师范大学学报：自然科学版，2002，27(3)，316-320.

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