基于邏輯動(dòng)漫平臺的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)K的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、物理是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量決定了物理教學(xué)的效果。但在傳統(tǒng)物理課堂的演示實(shí)驗(yàn)中，常常因?yàn)閷?shí)驗(yàn)儀器有限、周圍溫度及濕度等環(huán)境因素的影響、學(xué)生操作不當(dāng)?shù)纫蛩?，?shí)驗(yàn)效果大打折扣。這樣的實(shí)驗(yàn)效果，很容易降低學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及動(dòng)手能力，很多情況下，不能有效的幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)上的難點(diǎn)。 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展給我們的物理教學(xué)帶來了新的機(jī)遇，新的教學(xué)工具出現(xiàn)及應(yīng)用，引起了物理教育教學(xué)模式有了質(zhì)的飛躍。繼多媒體之后，物理教學(xué)技術(shù)領(lǐng)域又

2、出現(xiàn)了一個(gè)新型教學(xué)工具：物理仿真實(shí)驗(yàn)。不同予傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室那樣用實(shí)物做實(shí)驗(yàn)，也不同于flash動(dòng)畫等課件只能演示實(shí)驗(yàn)動(dòng)畫而不能顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，物理仿真實(shí)驗(yàn)可以像真實(shí)的實(shí)驗(yàn)?zāi)菢舆M(jìn)行實(shí)驗(yàn)并能得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，但又不需要買器材、操作實(shí)物。 但是，當(dāng)前已經(jīng)存在的仿真物理實(shí)驗(yàn)軟件均存在一系列問題，如： （1）絕大部分軟件內(nèi)容固定不變，或是實(shí)驗(yàn)器材內(nèi)置，實(shí)驗(yàn)不能作多少改動(dòng)，缺乏靈活性是它們最大的問題； （2）一些平臺型的實(shí)驗(yàn)軟件，按照

3、學(xué)科分支（如光學(xué)、力學(xué)、電學(xué)等）分為多個(gè)軟件，不同學(xué)科的軟件操作方式不統(tǒng)一，增加了軟件的使用復(fù)雜度。 （3）只能簡單模擬實(shí)驗(yàn)場景，過程單調(diào)。一般均通過單一的動(dòng)畫演示。無音頻、視頻等配套演示； （4）無數(shù)理機(jī)制，只能模糊反映實(shí)驗(yàn)的大致過程，不能精確模擬實(shí)驗(yàn)過程； （5）無擴(kuò)展功能，用戶不能自己定義新的動(dòng)作，常用的組合動(dòng)作，小實(shí)驗(yàn)。均需要重復(fù)制作。 鑒于以上問題，我們在邏輯動(dòng)漫平臺的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)了物理實(shí)

4、驗(yàn)?zāi)K。物理實(shí)驗(yàn)?zāi)K以傳統(tǒng)物理教學(xué)理論為基礎(chǔ)，在當(dāng)前流行的物理仿真實(shí)驗(yàn)軟件的基礎(chǔ)上，將數(shù)理機(jī)制、邏輯動(dòng)畫、邏輯動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)機(jī)制引入到模塊中，并在模塊中添加了自行設(shè)計(jì)、背景資料、學(xué)習(xí)反饋、擴(kuò)展接口等重要功能。使用者可隨時(shí)自己添加庫函數(shù)，擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)室模塊的功能。該模塊在功能，效果，及擴(kuò)展性方面均優(yōu)于當(dāng)前流行的物理仿真實(shí)驗(yàn)軟件。 本文的主要安排介紹如下： 第一章：主要介紹了邏輯動(dòng)漫平臺及物理仿真實(shí)驗(yàn)的研究意義及研究現(xiàn)狀，并對全文的工

5、作安排進(jìn)行了說明。 第二章：對邏輯動(dòng)漫及物理仿真實(shí)驗(yàn)的相關(guān)理論進(jìn)行了闡述。主要從動(dòng)態(tài)幾何、邏輯動(dòng)漫，動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)機(jī)制三個(gè)方面介紹了邏輯動(dòng)漫；從傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)、當(dāng)前存在的物理仿真實(shí)驗(yàn)軟件、邏輯動(dòng)漫平臺的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)K三個(gè)方面對比分析，闡述了邏輯動(dòng)漫平臺的物理實(shí)驗(yàn)?zāi)K的必要性。 第三章：詳細(xì)介紹了邏輯動(dòng)漫平臺編程環(huán)境的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。重點(diǎn)介紹了編譯環(huán)境的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。 第四章：詳細(xì)介紹了模塊的幾大部分的設(shè)計(jì)方法和實(shí)現(xiàn)過程，及文件