基于虛擬儀器技術(shù)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的開發(fā)和應(yīng)用.pdf

1、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)是理工科學(xué)生的必修課，也是落實(shí)當(dāng)代素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)。但長(zhǎng)期以來傳統(tǒng)教育思想、教學(xué)手段、高校擴(kuò)招等因素成為制約實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的主要瓶頸。虛擬儀器技術(shù)與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的整合正是在這一矛盾中誕生，并成為解決這些矛盾的最佳途徑。本文研究針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)期存在的問題，從理論、技術(shù)和實(shí)踐三重角度討論虛擬儀器技術(shù)與物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的整合。具體包括以下幾個(gè)方面的研究：
　　本文分析了當(dāng)前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，指出存在的問題及問題存在的原因、解

2、決途徑等，從活動(dòng)課程論及建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論出發(fā)，闡述虛擬儀器技術(shù)與大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合的可行性和必要性。
　　虛擬儀器技術(shù)是基于計(jì)算機(jī)的軟硬件相結(jié)合技術(shù)，鑒于這一技術(shù)在大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域初露端倪，所以本文在理論的基礎(chǔ)上，介紹虛擬儀器的開發(fā)工具及所涉及到的軟硬件資源，分別以“李薩茹圖形”和“熱敏電阻溫度計(jì)設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)為例，介紹NI ELVIS軟硬件設(shè)備、圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW、數(shù)據(jù)采集與接口技術(shù)的概念及其在物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用。

3、在此基礎(chǔ)上，開發(fā)RLC串聯(lián)電路暫態(tài)過程實(shí)驗(yàn)，將虛擬儀器的軟硬件應(yīng)用和物理實(shí)驗(yàn)融合為一體。
　　虛擬儀器技術(shù)雖然能夠采集真實(shí)的物理數(shù)據(jù)，但卻忽視了人類認(rèn)識(shí)過程中的形象思維，鑒于這一缺陷，本文創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了以Cult3D為核心的三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬儀器技術(shù)的整合，以三維虛擬示波器為例，系統(tǒng)研究三維虛擬技術(shù)的開發(fā)方法及與虛擬儀器技術(shù)整合的路線。通過兩種技術(shù)的完美結(jié)合，賦予虛擬儀器以沉浸性、交互性和思想性，建立一個(gè)感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)相統(tǒng)