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基于VRML的计算机原理虚拟实验室的研究与设计

的开题报告

一、选题背景

计算机原理是计算机专业的入门课程之一，它是计算机科学技术的

基础，是人们认识计算机本质的起点。该课程内容较多，理论与实践相

结合，通过实验来巩固理论。但当前实验室的设备已经逐渐过时，实验

室的空间有限，师生之间互动不足等问题，导致实践教学质量不高。因

此，基于现有虚拟技术，建设一个基于VRML的计算机原理虚拟实验室，

将是一种新型的实践教学模式。

二、选题意义

1.提高实验教学质量。新型的虚拟实验室技术不受空间和时间的限

制，可以随时随地进行实验，实验效果更加真实可信，可以更好地模拟

真实现场情况，大大提高实验教学质量。

2.节约经费。将虚拟实验室应用到计算机原理实践教学中，可以免

去实验室建设、维护和更新等各种费用，大大降低了成本。

3.促进学生创新思维。基于VRML的计算机原理虚拟实验室可以提

供良好的交互环境，使学生通过实验，培养具有创新思维的实践能力。

4.提升计算机专业教学质量。建设基于VRML的计算机原理虚拟实

验室是一种创新的教学模式，可以为教育科研提供新思路和新方法，促

进计算机专业人才培养。

三、研究内容

1.虚拟实验室的设计。根据计算机原理实验的需求，设计基于

VRML的虚拟实验室，包括实验场景的设计，实验设备的模型导入，实验

过程的模拟等。

2.实验动画的制作。通过制作实验动画，模拟计算机原理实验的过

程，让学生通过虚拟实验室，更深入地了解计算机原理的实验内容。

3.实现虚拟实验室的交互功能。通过开发虚拟实验室的交互功能，

使学生可以真实地操作虚拟设备进行实验，提升实验的真实感与参与度。

4.实验结果的分析。通过对学生实验结果的采集分析，评估学生对

计算机原理的理解程度，以达到科学、准确的教育效果。

四、研究方法

1.文献调研法。通过查阅相关文献资料，了解基于VRML的虚拟实

验室的建设方法和技术路线，为设计虚拟实验室提供相关思路和技术支

持。

2.软件开发技术。通过使用如3DMAX、Unity、Java等软件开发技

术，实现虚拟实验室的场景模拟、设备模型导入及交互功能开发等。

3.实验数据分析法。通过对虚拟实验室中的实验数据进行采集和分

析，评估学生对计算机原理的理解程度，以达到精准的教育效果。

五、预期成果

本项目将设计并实现一个基于VRML的计算机原理虚拟实验室，通

过开发虚拟实验室的交互功能，模拟计算机原理实验的过程，提升实验

的真实感与参与度。并通过实验数据分析，评估学生对计算机原理的理

解程度，达到科学、准确的教育效果。