基于操作路徑的物理實驗考試系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、大學課程中物理實驗是理工類院校提供綜合性很強的實驗能力培養(yǎng)課程，是學生對科學實驗開展基本訓練的基礎課程和必修課程，同時也是培養(yǎng)大學生科學的嚴謹?shù)膶嶒灢僮髂芰?、提升科學實驗素養(yǎng)的必不可少的過程。面向大面積學生的實驗操作考試，需要大量的實驗儀器和具有豐富經(jīng)驗的實驗教師進行操作、評判，而現(xiàn)有的儀器和教師資源的不足導致了實驗操作考試無法大面積開展。同時，優(yōu)質實驗教學資源缺乏，實驗操作關鍵點評判規(guī)范不統(tǒng)一，也無法滿足大面積實驗考試的需要。

2、　　 利用計算機虛擬現(xiàn)實技術，開展大學物理實驗課程的操作考試可以有效的解決上述難題，實現(xiàn)了理論和實驗教學的結合。中國科學技術大學開發(fā)并研制的基于計算機虛擬仿真實驗的大學物理實驗評判系統(tǒng)，通過文獻提出的基于XML形式對考題知識點進行描述和組件化的實驗儀器得到當前實驗狀態(tài)，實現(xiàn)了物理實驗操作步驟的自動評判。但物理實驗的完成是通過一系列的實驗操作實現(xiàn)，每個操作步驟對應一個實驗狀態(tài)。已有的評判系統(tǒng)是基于單個狀態(tài)的評判，對學生的全部操作流程進行

3、評判并沒有給出具體的評判模型。
　　 在此基礎上，本文以實驗的操作步驟作為流程的關鍵點，提出了基于實驗操作路徑的評判模型。首先，通過參考物理實驗原理、實驗內(nèi)容等建立實驗原理操作拓撲圖；學生實際操作時，仿真實驗根據(jù)實驗關鍵點記錄學生的操作步驟形成操作路徑。最后，利用動態(tài)規(guī)劃算法MTL（MaxScore-Topology-Link最高分拓撲路徑匹配算法）將學生的實際操作路徑和實驗原理操作拓撲圖進行對比，找到學生操作路徑中的一條最優(yōu)子