三維虛擬化學(xué)分子實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、分子結(jié)構(gòu)在高中化學(xué)教學(xué)中是必不可少的一個(gè)內(nèi)容，對(duì)于學(xué)生認(rèn)識(shí)分子結(jié)構(gòu)，從而進(jìn)一步了解分子化學(xué)式、化學(xué)反應(yīng)方程式和化學(xué)現(xiàn)象有著極其重要的作用。目前在分子教學(xué)中，教師多采用展示圖片或者模型的方式。在本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了展示分子模型、分子合成與分解動(dòng)畫演示、搭建分子模型、典型分子實(shí)驗(yàn)?zāi)M、選擇化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器、化學(xué)方程式動(dòng)畫演示模擬等幾個(gè)部分，使學(xué)習(xí)者通過(guò)自己控制分子模型、選擇化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器和化學(xué)實(shí)驗(yàn)藥品、觀察化學(xué)反應(yīng)變化現(xiàn)象、分子合成分解的動(dòng)畫演示，使學(xué)

2、習(xí)者能在虛擬的環(huán)境下從宏觀的化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象和化學(xué)分子式的動(dòng)畫演示與微觀的化學(xué)分子合成與分解相聯(lián)系，節(jié)約了化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的時(shí)間，避免了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作的危險(xiǎn)，同時(shí)，將宏觀與微觀相聯(lián)系，使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容有更深刻的認(rèn)識(shí)。
　　 本文實(shí)現(xiàn)了一種基于3D和VIRTOOLS的化學(xué)分子實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì)模型和實(shí)現(xiàn)方式。該系統(tǒng)基于virtools平臺(tái)，通過(guò)建模技術(shù)實(shí)現(xiàn)了虛擬化學(xué)分子結(jié)構(gòu)展示功能：利用動(dòng)畫技術(shù)實(shí)現(xiàn)了虛擬化學(xué)分子動(dòng)態(tài)合成與分解功能；并且與中學(xué)化

3、學(xué)教材緊密結(jié)合，由學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)藥品，模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并用三維生動(dòng)展示了整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，保證了系統(tǒng)的功能性和易用性。系統(tǒng)模擬的宏觀分子世界為用戶提供了更加完善的學(xué)習(xí)平臺(tái)，彌補(bǔ)了分子教學(xué)和實(shí)驗(yàn)不易操作的不足。其中詳細(xì)地介紹了該系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)的方法。實(shí)踐證明，采用該技術(shù)開(kāi)發(fā)的三維虛擬化學(xué)分子實(shí)驗(yàn)室具有仿真性強(qiáng)、開(kāi)發(fā)周期短、交互性強(qiáng)等特點(diǎn)。
　　 本文在該系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，主要作了下面幾個(gè)方面的工作