基于邏輯動漫平臺的物理實驗模塊的設計與實現(xiàn).pdf

1、物理是一門以實驗為基礎的學科，實驗教學的質量決定了物理教學的效果。但在傳統(tǒng)物理課堂的演示實驗中，常常因為實驗儀器有限、周圍溫度及濕度等環(huán)境因素的影響、學生操作不當?shù)纫蛩?，實驗效果大打折扣。這樣的實驗效果，很容易降低學生的學習積極性及動手能力，很多情況下，不能有效的幫助學生解決學習上的難點。 計算機技術的發(fā)展給我們的物理教學帶來了新的機遇，新的教學工具出現(xiàn)及應用，引起了物理教育教學模式有了質的飛躍。繼多媒體之后，物理教學技術領域又

2、出現(xiàn)了一個新型教學工具：物理仿真實驗。不同予傳統(tǒng)實驗室那樣用實物做實驗，也不同于flash動畫等課件只能演示實驗動畫而不能顯示實時數(shù)據(jù)，物理仿真實驗可以像真實的實驗那樣進行實驗并能得到實驗數(shù)據(jù)，但又不需要買器材、操作實物。 但是，當前已經存在的仿真物理實驗軟件均存在一系列問題，如： （1）絕大部分軟件內容固定不變，或是實驗器材內置，實驗不能作多少改動，缺乏靈活性是它們最大的問題； （2）一些平臺型的實驗軟件，按照

3、學科分支（如光學、力學、電學等）分為多個軟件，不同學科的軟件操作方式不統(tǒng)一，增加了軟件的使用復雜度。 （3）只能簡單模擬實驗場景，過程單調。一般均通過單一的動畫演示。無音頻、視頻等配套演示； （4）無數(shù)理機制，只能模糊反映實驗的大致過程，不能精確模擬實驗過程； （5）無擴展功能，用戶不能自己定義新的動作，常用的組合動作，小實驗。均需要重復制作。 鑒于以上問題，我們在邏輯動漫平臺的基礎上，設計與實現(xiàn)了物理實

4、驗模塊。物理實驗模塊以傳統(tǒng)物理教學理論為基礎，在當前流行的物理仿真實驗軟件的基礎上，將數(shù)理機制、邏輯動畫、邏輯動畫實現(xiàn)機制引入到模塊中，并在模塊中添加了自行設計、背景資料、學習反饋、擴展接口等重要功能。使用者可隨時自己添加庫函數(shù)，擴充實驗室模塊的功能。該模塊在功能，效果，及擴展性方面均優(yōu)于當前流行的物理仿真實驗軟件。 本文的主要安排介紹如下： 第一章：主要介紹了邏輯動漫平臺及物理仿真實驗的研究意義及研究現(xiàn)狀，并對全文的工

5、作安排進行了說明。 第二章：對邏輯動漫及物理仿真實驗的相關理論進行了闡述。主要從動態(tài)幾何、邏輯動漫，動畫的實現(xiàn)機制三個方面介紹了邏輯動漫；從傳統(tǒng)物理實驗、當前存在的物理仿真實驗軟件、邏輯動漫平臺的物理實驗模塊三個方面對比分析，闡述了邏輯動漫平臺的物理實驗模塊的必要性。 第三章：詳細介紹了邏輯動漫平臺編程環(huán)境的設計與實現(xiàn)。重點介紹了編譯環(huán)境的設計與實現(xiàn)。 第四章：詳細介紹了模塊的幾大部分的設計方法和實現(xiàn)過程，及文件