面向中學(xué)物理的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)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)的科學(xué)，物理實(shí)驗(yàn)不僅是物理教學(xué)的重要內(nèi)容和學(xué)習(xí)方式，也是物理教學(xué)的教學(xué)目標(biāo)之一。伴隨著虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室以其高度仿真性、強(qiáng)大交互能力、可擴(kuò)展性、數(shù)據(jù)處理能力以及隨時(shí)隨地的網(wǎng)絡(luò)功能彌補(bǔ)了傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)方式的限制、時(shí)空限制及條件限制等問(wèn)題。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，目前面向教學(xué)的虛擬實(shí)驗(yàn)室主要面向大學(xué)教育，并存在重技術(shù)輕理論、缺乏對(duì)學(xué)科特征和學(xué)習(xí)者特征分析、缺乏實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)等問(wèn)題。
　　論文采用案例分析法

2、、系統(tǒng)分析法、軟件建模與實(shí)現(xiàn)方法，嘗試在中學(xué)傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引入虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)，探索一種虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。通過(guò)充分發(fā)揮虛擬實(shí)驗(yàn)和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各自的優(yōu)越性，推進(jìn)物理學(xué)習(xí)方式向自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)方向發(fā)展，推進(jìn)中學(xué)物理教學(xué)向素質(zhì)教育目標(biāo)方向發(fā)展，并依此設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)面向中學(xué)物理的適合于教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室。論文的研究成果有:
　　(1)分析了真實(shí)實(shí)驗(yàn)和虛擬實(shí)驗(yàn)各自對(duì)中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)和限制，從加涅

3、的學(xué)習(xí)結(jié)果分類系統(tǒng)理論和混合式學(xué)習(xí)理論角度，提出虛實(shí)結(jié)合的中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的構(gòu)建方式。
　　(2)采用三層體系結(jié)構(gòu)，完成了網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)中系統(tǒng)管理系統(tǒng)、虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、輔助支持系統(tǒng)三個(gè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。
　　論文的創(chuàng)新之處在于:
　　(1)針對(duì)中學(xué)物理學(xué)科特征和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的特征，嘗試提出并實(shí)現(xiàn)一種適用于中學(xué)物理教師和學(xué)習(xí)者的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模型。
　　(2)從混合式學(xué)習(xí)的角度和學(xué)習(xí)結(jié)果分類系統(tǒng)理論的角度對(duì)如何利用