虛擬實驗技術及其在中學物理實驗教學中應用.pdf

1、隨著課程改革的不斷發(fā)展,計算機信息技術在教育中取得越來越多的應用。近年來,虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展與應用為虛擬實驗的發(fā)展帶來了新的生機。由于它采用了3D數(shù)字化技術、多傳感交互技術以及高分辨顯示等科學可視化技術,能夠生成三維逼真的虛擬場景,并能使用戶與場景進行實時交互,感知和操作虛擬對象,因而,能夠使虛擬實驗的性能更佳和教學效果更好。 同時,虛擬儀器技術也逐漸被引入到教育教學中來。虛擬儀器可以采集現(xiàn)場真實的物理數(shù)據,并可輕松地對數(shù)據進行

2、相應的分析處理,還可以通過多種方式將數(shù)據顯示出來。虛擬儀器代表著未來儀器的一個重要發(fā)展方向,體現(xiàn)了“軟件就是儀器”的特點。通過使用高效強大的軟件,我們可以自定義虛擬實驗儀器的采集、存儲、分析、共享和顯示功能,因此使用一套實驗儀器可以完成多個實驗內容。這樣不僅可以克服傳統(tǒng)實驗儀器較多,且易于出現(xiàn)故障、誤差較大等不利因素,還可以降低實驗器材的成本,增強學生的動手能力和創(chuàng)新能力。 論文分析了虛擬現(xiàn)實技術的特點,闡述了虛擬現(xiàn)實技術用于虛

3、擬實驗開發(fā)的優(yōu)勢,并對基于虛擬現(xiàn)實的虛擬實驗的建模技術進行了研究,結合現(xiàn)代教育和虛擬實驗的特點確立采用虛擬現(xiàn)實建模語言VRML(Virtual Reality Modeling Language)構造三維虛擬實驗場景,為虛擬現(xiàn)實技術應用提高虛擬實驗的真實感和改善教學效果提供了可行的途徑。 論文還闡述了虛擬儀器的基本理論,介紹了虛擬儀器的設計平臺--LabVIEW軟件,討論了中學實驗中常用的幾種虛擬儀器：虛擬信號發(fā)生器、虛擬示波器