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《四川师范大学》 2009年
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仿真力学实验教学软件的设计与开发

袁红萍  
【摘要】: 实验是物理教学的基础,通过采用直观、形象的方法,抽象具体地展示人们认识和发现物理学知识、原理、规律的过程,让学生在较短的时间内理解、认识和掌握这些原理和规律,同时也培养了学生的动手能力和观察能力。而目前的实验基本上是在实验室中进行的,运作方式存在着投入大、损耗大、效率低、周期长、维护困难、危险性等缺点,并且现有的教学条件依然存在某些缺陷及其多变性、复杂性、孤立性等客观原因,不可能把每个实验都应用于教学中,也不可能让学生真实地完成每一次实验。因此,为了克服上述问题,我们可以充分、合理、有效的运用某些实验教学软件,以节省教学时间,降低实验教学的成本而提高其实验教学效率和质量。在采用计算机技术实现的各种仿真实验教学软件中,实验者可以像在真实的环境中一样完成预定的实验项目,所取得的学习或训练效果能达到甚至优于在真实环境中所取得的效果。仿真力学实验教学软件是一个全开放性的物理实验仿真平台,集教学、课件制作为一体,为教师课堂教学、设计实验课件提供了一个极好的辅助工具,也为学生提供了一个自由的实验探索平台和自由的想象空间。 论文按照从理论到应用,从设计到实现的顺序,介绍了仿真力学实验教学软件中的虚拟仿真技术,然后结合仿真力学实验教学软件的开发,设计了系统的总体结构,并对其中的运行仿真、碰撞检测等几个模块进行了深入的研究。系统利用跨平台的开源图形引擎OpenSCeneGraDh(OSG)进行开发,图形生成迅速;设计系统结构时充分考虑模块的独立性,并留有扩展接口,使整个系统实用性强、灵活性好;为了更精确地检测和处理碰撞,引入了物理引擎OpenDynamiCEngine(ODE),并将其与图形引擎OSG相结合,取得了良好的效果。系统实时性强、交互方便、给人以身临其境的感觉,具有很好的实用价值,为进一步的开发与完善奠定了良好的基础。
【学位授予单位】:四川师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TP391.9

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【参考文献】
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