基于OpenGL的中學(xué)電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、中學(xué)物理是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)是其中非常重要的一環(huán)。長(zhǎng)期以來(lái)，由于我國(guó)對(duì)基礎(chǔ)教育投入不夠，很多中學(xué)的實(shí)驗(yàn)器材嚴(yán)重缺乏。而實(shí)物實(shí)驗(yàn)受環(huán)境、條件及準(zhǔn)備不足等原因影響，實(shí)驗(yàn)效果也不理想。另外受場(chǎng)地、時(shí)間等諸多限制，學(xué)生做實(shí)物實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)很少。即使在做實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，為了保護(hù)實(shí)驗(yàn)儀器、減少損耗，對(duì)學(xué)生的操作人為地設(shè)置很多限制，實(shí)際束縛了學(xué)生的手腳，影響學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)。 為了解決這個(gè)問(wèn)題，本文試圖研究開(kāi)發(fā)中學(xué)電學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。筆者調(diào)

2、查研究了現(xiàn)有的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)軟件，了解了它們的優(yōu)點(diǎn)及不足。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，研究并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了中學(xué)物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。 在平臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們充分考慮了中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)狀和素質(zhì)教育的需要，融入了新的教育思想和理念，變限制學(xué)生犯錯(cuò)誤為允許學(xué)生犯錯(cuò)誤，使學(xué)生在不斷摸索中學(xué)到知識(shí)。同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仔細(xì)剖析，分析哪些細(xì)節(jié)是教學(xué)目的所要求的，哪些細(xì)節(jié)是可以忽略的，盡可能地使平臺(tái)具有更好的教學(xué)效果。在技術(shù)上，我們采用面向?qū)ο?/p>

3、設(shè)計(jì)模式方法技術(shù)，以Visual C++作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，并使用OpenGL實(shí)現(xiàn)三維仿真。 平臺(tái)系統(tǒng)能完全模擬現(xiàn)實(shí)世界的物理現(xiàn)象，比如實(shí)時(shí)的電流表變化、燈泡亮度變化、元件因超載而燒毀等。學(xué)生可完全自由地組裝實(shí)驗(yàn)，即使是錯(cuò)誤組裝所引起的物理現(xiàn)象，系統(tǒng)也能完全模仿。系統(tǒng)對(duì)電源短路、多電源等情況都能進(jìn)行處理，并支持電網(wǎng)絡(luò)。 系統(tǒng)提供了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的生成、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯示和導(dǎo)出、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)的保存和恢復(fù)等功能，能較好地滿足中學(xué)師生教與學(xué)的需要