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中学化学是一门实验性很强的课程,化学课程的成功开展与实验的实施有着重要关系,所以实验在化学学习中十分重要。一直以来,由于我国对基础教育的投入不够,导致了很多中小学的实验设施和条件匮乏。由于种种因素的影响,化学实验很难具体的在学校中开展。另外学生也只能在课堂上、实验室内才能做实验,而实物实验受环境、实验条件及准备不足等原因影响,实验效果也不理想。在课余时间、实验室以外的地方往往没有机会做,并且在做实物实验时也有很多的限制,这样实际上束缚了学生,影响学生创新意识的培养。
基于以上现状本文试图设计开发一个面向中学化学实验的虚拟实验平台,通过调查和分析当前国内外化学实验软件的特点,了解了它们的优点和不足。在此基础上,我们结合当前化学实验教学的现状,并结合相关的教育理论,设计和实现了中学化学虚拟实验平台。
本文首先分析了化学实验软件的现状以及选题意义,并介绍了各种教育理论和实验平台的关系,之后重点介绍了平台的总体功能设计和相关核心算法研究。功能设计包括编辑器和播放器功能设计,阐述了它们与整个平台的框架的联系。接下来,本文重点及详细研究了平台中的一些核心技术和算法,并给出了一些功能的具体实现。最后,本文介绍了平台的详细设计和具体实现,详细设计包括设计的思路和思想,各种类的详细设计和实现。在此基础上,平台设计完成,接下来展示了平台的具有的功能和平台的具体例子实现。
该实验平台能完全模拟现实中化学实验现象,实验平台操作简单,交互性强,具有良好的界面。学生可以自由地组装实验,并有保存实验的功能,能较好地满足中学师生教与学的需要。