基于虛擬儀器技術的大學物理實驗的開發(fā)和應用.pdf

1、大學物理實驗是理工科學生的必修課，也是落實當代素質(zhì)教育的重要環(huán)節(jié)。但長期以來傳統(tǒng)教育思想、教學手段、高校擴招等因素成為制約實驗教學發(fā)展的主要瓶頸。虛擬儀器技術與大學物理實驗的整合正是在這一矛盾中誕生，并成為解決這些矛盾的最佳途徑。本文研究針對物理實驗長期存在的問題，從理論、技術和實踐三重角度討論虛擬儀器技術與物理實驗教學的整合。具體包括以下幾個方面的研究：
　　本文分析了當前大學物理實驗教學現(xiàn)狀，指出存在的問題及問題存在的原因、解

2、決途徑等，從活動課程論及建構(gòu)主義學習理論出發(fā)，闡述虛擬儀器技術與大學物理實驗教學整合的可行性和必要性。
　　虛擬儀器技術是基于計算機的軟硬件相結(jié)合技術，鑒于這一技術在大學物理實驗教學領域初露端倪，所以本文在理論的基礎上，介紹虛擬儀器的開發(fā)工具及所涉及到的軟硬件資源，分別以“李薩茹圖形”和“熱敏電阻溫度計設計”實驗為例，介紹NI ELVIS軟硬件設備、圖形化編程語言LabVIEW、數(shù)據(jù)采集與接口技術的概念及其在物理實驗教學中的應用。

3、在此基礎上，開發(fā)RLC串聯(lián)電路暫態(tài)過程實驗，將虛擬儀器的軟硬件應用和物理實驗融合為一體。
　　虛擬儀器技術雖然能夠采集真實的物理數(shù)據(jù)，但卻忽視了人類認識過程中的形象思維，鑒于這一缺陷，本文創(chuàng)造性地實現(xiàn)了以Cult3D為核心的三維虛擬現(xiàn)實技術與虛擬儀器技術的整合，以三維虛擬示波器為例，系統(tǒng)研究三維虛擬技術的開發(fā)方法及與虛擬儀器技術整合的路線。通過兩種技術的完美結(jié)合，賦予虛擬儀器以沉浸性、交互性和思想性，建立一個感性認識和理性認識相統(tǒng)