物理仿真实验中领域模型表示策略探讨

自国家教育信息化逐步深入以来,资源建设成为信息技术教育应用关注的一个焦点。无论是为创设数字环境提供资源服务,还是进行自主探究协作学习,无一不以学习资源为中心展开。而仿真试验的设计和开发是当今教育资源建设的一个重点。物理仿真实验是以中学物理实验为内容,以虚拟现实技术为手段,构建的一套服务于教师课堂授课以及学生课下模拟实验的工具。仿真实验系统的开发和研究一直是计算机辅助教育的研究方向和热门。它是发生于虚拟世界的科学活动,其过程是对现实世界的逼真模拟,不受环境、器材、试验品及操纵职员等方面限制,它所需的是一台具有一定计算能力的计算机主机、特定的输入输出设备、网络设备和必要的软件系统支持。仿真实验不仅可以辅助老师教学和帮助学生自学,还进一步补充了部分实验成本高,条件有限和高危险无法演示的困境。虚拟仿真具有生动活泼、直观形象、交互性强、可自主探索等特点,能够解决常规教学手段无法处理的问题。目前,国内外将三维技术,虚拟现实技术应用到教学中的还比较少,对教学仿真领域模型表示方法的研究就更少了。本文对物理仿真实验中领域模型表示方法进行研究,提出一种基于分解与组合思想和学科领域模型结构特征的层次结构领域模型表示方法,其目的在于将物理问题求解和物理实验仿真的问题表达统一于相同的领域模型中。研究表明,这种表示体系是可行的,它有直观、清楚和自然的优点。【关键词】：仿真实验虚拟现实技术领域模型
【论文提纲】：摘要4-5Abstract5-7第一章引言7-91.1仿真实验的意义及现状71.2本文研究内容7-81.3本文结构8-9第二章虚拟现实技术9-132.1虚拟现实的含义92.2虚拟现实技术的建模方法9-102.3虚拟现实的特点和类型102.4虚拟现实技术的一般用途10-112.5虚拟现实在教育中的应用11-13第三章领域模型表达方法研究13-183.1领域模型的定义13-153.2模型的表示方法15-183.2.1根据表示形式和存储方法分类15-163.2.2根据组合情况分类163.2.3根据建模方法分类16-18第四章物理仿真实验领域模型的表示方法18-224.1学科领域模型的层次结构特征184.2基本思想184.3领域模型表示的层次结构18-194.4基于可视化领域模型的分解与组合194.5利用层次领域模型表示实际物理问题19-224.5.1领域模型的特征204.5.2以单一领域模型方式表达问题的实例204.5.3以领域模型的组合方式表达复杂问题的实例20-22第五章物理仿真实验模型实例22-295.1小人模型的建立22-255.2小人行走应用实例25-29第六章开发环境与工具29-30结语30-31参考文献31-33附录33-35后记35