高中化学反应虚拟仿真引擎研究

发布时间：2018-01-02 15:19

  本文关键词：高中化学反应虚拟仿真引擎研究　出处：《东北师范大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：随着计算机的普及发展和教育理念的更新，传统化学实验室现场教学受到实验保障和器材维护、资金等因素的限制，开始出现瓶颈。为了更好的让学生学习理解化学实验，开始出现了基于多媒体和软件的化学虚拟仿真实验室。虚拟化学实验室突破了时间和空间的限制，通过虚拟现实场景来自己动手进行实践，加深学生对化学实验的了解，培养学生的创新意识与动手能力。 就当前的发展来看，将专家系统、知识表示等方面的技术应用于虚拟仿真实验室中的核心功能组件已经成为热点问题。本文抽取化学虚拟仿真实验室中的化学反应引擎作为研究内容。专门就化学反应的相关事实性知识表示方法和相关规则性知识方法进行了研究，并构建了相应的知识库与规则库。 本文通过分析国内外现存的、具有代表性的化学虚拟仿真实验室和论文，发现了化学虚拟仿真引擎一些目前存在的问题。为了解决高中化学虚拟仿真引擎存在的这些问题，提出了设计和实现一个通用的、智能的、可扩展的高中化学反应虚拟仿真引擎。该引擎以化学反应事实性知识库和规则库为核心，，包括仪器操作、化学反应类别判定、化学反应过程模拟三个模块，仪器操作模块可以对仪器之间的连接关系进行判定，得到当前仪器组装后的关系链表，从而确定每个反应容器中的化学物质和条件状况；化学反应类别判定模块先检索化学反应方程库，若没有检索到，则可以通过判断反应物性质、匹配化学反应原理规则库判断是否可以发生反应，得到生成物和配平后的方程式；化学反应过程模拟模块对于反应发生过程中反应速度、物质的量、温度等变化给出了计算方法，并可以实现生成物存放位置判断、反应现象显示。最后，在对引擎模块研究的基础上，对引擎进行了实现，并进行了结果分析。
[Abstract]:With the popularization of the computer and the updating of educational idea , the traditional chemistry laboratory on - site teaching is limited by the factors such as experimental security and equipment maintenance and funds . In order to better let students understand the chemistry experiment , a chemical virtual simulation laboratory based on multimedia and software has been developed . Virtual chemistry laboratory has broken the limitation of time and space . Through the virtual reality scene , it can deepen students ' understanding of chemistry experiment and cultivate students ' creative consciousness and hands - on ability . On the basis of the present development , it has become a hot issue to apply the techniques of expert system , knowledge representation and so on to the core functional components in the virtual simulation laboratory . The chemical reaction engine in the chemical virtual simulation laboratory is taken as the research content . The relevant factual knowledge representation method and relevant regularity knowledge method of chemical reaction are studied , and the corresponding knowledge base and rule base are constructed . In order to solve these problems in high school chemistry virtual simulation engine , this paper presents a general , intelligent and extensible virtual simulation engine for high school chemical reaction .

【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：G633.8;G434

【参考文献】

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本文编号：1369781