仿真力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā).pdf

1、實(shí)驗(yàn)是物理教學(xué)的基礎(chǔ)，通過(guò)采用直觀、形象的方法，抽象具體地展示人們認(rèn)識(shí)和發(fā)現(xiàn)物理學(xué)知識(shí)、原理、規(guī)律的過(guò)程，讓學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)理解、認(rèn)識(shí)和掌握這些原理和規(guī)律，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和觀察能力。而目前的實(shí)驗(yàn)基本上是在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的，運(yùn)作方式存在著投入大、損耗大、效率低、周期長(zhǎng)、維護(hù)困難、危險(xiǎn)性等缺點(diǎn)，并且現(xiàn)有的教學(xué)條件依然存在某些缺陷及其多變性、復(fù)雜性、孤立性等客觀原因，不可能把每個(gè)實(shí)驗(yàn)都應(yīng)用于教學(xué)中，也不可能讓學(xué)生真實(shí)地完成每一次實(shí)

2、驗(yàn)。因此，為了克服上述問(wèn)題，我們可以充分、合理、有效的運(yùn)用某些實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，以節(jié)省教學(xué)時(shí)間，降低實(shí)驗(yàn)教學(xué)的成本而提高其實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率和質(zhì)量。在采用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的各種仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件中，實(shí)驗(yàn)者可以像在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成預(yù)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練效果能達(dá)到甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果。仿真力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件是一個(gè)全開(kāi)放性的物理實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，集教學(xué)、課件制作為一體，為教師課堂教學(xué)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課件提供了一個(gè)極好的輔助工具，也為學(xué)生提供

3、了一個(gè)自由的實(shí)驗(yàn)探索平臺(tái)和自由的想象空間。 論文按照從理論到應(yīng)用，從設(shè)計(jì)到實(shí)現(xiàn)的順序，介紹了仿真力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件中的虛擬仿真技術(shù)，然后結(jié)合仿真力學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件的開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，并對(duì)其中的運(yùn)行仿真、碰撞檢測(cè)等幾個(gè)模塊進(jìn)行了深入的研究。系統(tǒng)利用跨平臺(tái)的開(kāi)源圖形引擎OpenSCeneGraDh(OSG)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，圖形生成迅速；設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)充分考慮模塊的獨(dú)立性，并留有擴(kuò)展接口，使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、靈活性好；為了更精確地檢測(cè)