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矩道高中物理VR3D虛擬仿真實驗室是一款應用于高中物理教學的虛擬仿真軟件。以學科核心素養(yǎng)為指導，以科學性、探究性、開放性為核心。每個器材都經(jīng)過高精度的3D建模，可以全方位、全角度的進行展示。依托于強大的智能算法引擎和3D引擎，保障了實驗數(shù)據(jù)的準確性和實驗現(xiàn)象的高保真性。高自由度的交互特性、及時明確的操作提示和錯誤提示，讓操作變得簡捷高效。
作為一款教學輔助工具，不僅可以最大程度地還原真實實驗過程，還能夠完成傳統(tǒng)實驗室中不易實現(xiàn)的場景，如微觀實驗、宏觀實驗以及具有一定危險性的實驗等。在滿足PC鼠標鍵盤和觸屏操作的同時，還具備VR/3D沉浸式的操作模式，支持各種主流VR設備，讓難以理解的知識點變得更直觀、更有趣。既能適應常態(tài)化的教學需求，又能滿足新技術形態(tài)下的創(chuàng)新教育模式。
矩道高中物理VR 3D虛擬仿真實驗室由五個模塊組成，分別是：同步實驗模塊、力學探究模塊、電學探究模塊、光學探究模塊和對象庫模塊。
同步實驗模塊
緊扣課程標準，貼合教學需求。實驗目錄按課程標準知識點劃分，包含教材上的學生分組實驗、教師演示型實驗以及重要知識點的展示。每個實驗都有實驗目的、原理、器材、步驟、結論等詳細的實驗介紹，滿足日常教學需求以及學生的預習和復習。相比于傳統(tǒng)實驗，虛擬仿真實驗能夠將實驗中抽象、虛擬的現(xiàn)象給直觀的表現(xiàn)出來，方便了學生理解，加深了學生的認識。比如微觀層面的電荷分布、布朗運動等，三維的電場線、磁感線分布，不可見的電流、受力等。
力學探究模塊
提供有小球、木塊、平板、斜面、弧面等運動對象，彈簧、細繩、輕質剛性桿、滑輪、地面、圓弧軌道、外力等輔助對象，并集成了重力場、電場、磁場、萬有引力、阻尼介質等物理環(huán)境。同時提供文本、表格、圖象、圖片、按鈕、滑動條等工具，幫助用戶顯示數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)以及自由設置所有對象的物理參數(shù)。用戶可以任意組合使用，搭建自己的實驗。從自由落體運動、平拋運動，到驗證機械能守恒與動量守恒;從單擺、牛頓擺，到彈簧振子;從帶電粒子在電場中的加速與偏轉，帶電粒子在磁場中的圓周運動，到粒子加速器，粒子速度選擇器模型;從地球人造衛(wèi)星，到太陽系的運行;從DIY實驗，到搭建習題、高考真題，力學探究模塊都能夠進行仿真。
電學探究模塊
提供有中學實驗室常用的電學元器件，包括電源、電阻、燈泡、儀表、開關、電容電感、交直流發(fā)電機、電動機、電鈴等數(shù)十種。每個電子元器件都可根據(jù)需要設置其物理屬性，燒毀的器件也可一鍵修復。用戶可以自由選擇器件搭建各種交直流電路。例如連接串聯(lián)與并聯(lián)電路、用伏安法測量電阻、測量路端電壓、用惠斯通電橋精確測量電阻、用電磁繼電器實現(xiàn)對電路的簡單控制等。為了方便用戶更好地認識和學習電路，電學探究模塊還具有實時動態(tài)顯示電流流通路徑及大小的功能以及生成電路圖功能，同時能夠實現(xiàn)電路圖和實物電路的相互轉換;此外，還提供文本、表格、圖象、圖片、按鈕、滑動條等工具，幫助用戶顯示數(shù)據(jù)、采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)。
光學探究平臺
提供有豐富的光學器件，包含平面鏡、凹凸面鏡、理想透鏡、真實透鏡、方形玻璃磚、半圓玻璃磚、三角棱鏡等光學器材，點光源、線光源、平行光源、各種色光、白光、蠟燭等光源，各種色球、暗盒、字母板、輔助線等輔助器材。用戶可以任意組合使用，搭建自己的實驗。例如平面鏡的反射實驗，介質的折射實驗，全反射實驗等等。光學探究模塊能夠實現(xiàn)2D/3D的自由切換，2D平面視圖更適用于教學，3D環(huán)境更貼近現(xiàn)實，能夠讓用戶觀察到光線在現(xiàn)實世界中真實地傳播情況。
對象庫模塊
學習和認識實驗器材的結構、用途和操作注意事項是實驗的前提，也是確保實驗成功和安全必不可少的一部分。物理對象庫涵蓋中學實驗室常用的物理實驗器材。所有器材都經(jīng)過高精度的3D建模，重點器材能夠進行拆解、組合，能夠全方位無死角的展示各個細節(jié)，并對各部分結構進行名稱的標注，配合詳細的規(guī)格、用途和操作注意事項等文字說明，讓實驗前期準備達到事半功倍的效果。
矩道VR/3D實驗室是矩道科技的核心產(chǎn)品，內容涵蓋小學科學、中學物理、化學、生物。以“多一個維度看科學”為產(chǎn)品理念，從教學實踐出發(fā)，為教師和學生提供了自主性、探究性、智能化的VR/3D探究實驗平臺，提供了與新課程標準知識點同步的VR/3D同步實驗，提供了幫助提高學生綜合實驗素養(yǎng)的VR/3D實驗對象庫。
矩道VR/3D實驗室采用國際領先VR/3D引擎，具有優(yōu)秀的跨平臺能力和拓展能力，可實現(xiàn)多場景教學需求。強大的智能算法引擎，科學嚴謹?shù)臄?shù)據(jù)計算能力，為教學的常態(tài)化應用及課程的二次開發(fā)提供強有力支撐。
科學性
緊扣課程標準，貼合教學需求，以學科核心素養(yǎng)為指導，以探究性、開放性、科學性為核心。
嚴謹性
實驗能夠逼真準確的呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象，還能提供嚴謹?shù)目茖W實驗數(shù)據(jù)。依靠后臺強大的算法作為支撐，所產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象由粒子系統(tǒng)高度仿真真實的實現(xiàn)現(xiàn)象，實驗數(shù)據(jù)真實可靠。
探究性
軟件允許用戶利用探究平臺提供的各種儀器、器材，自由進行力學探究實驗、光學探究實驗和電學探究實驗的搭建。老師和學生可以自主操作實驗，并呈現(xiàn)與實際相符的現(xiàn)象和結果。能夠讓老師自由設計所需的課件素材;也有利于學生學科知識體系的建構，有利于學生動手能力的培養(yǎng)。
交互性
高自由度的交互特性、及時明確的操作提示和錯誤提示，讓操作變得簡捷高效。支持界面的旋轉、移動及縮放，支持器材的自由拖動。支持多種操作模式，能夠滿足普通PC端操作，觸摸屏多點觸控操作，以及VR/3D沉浸式的操作模式。
高保真
所有實驗中的模型均為3D高精度模型，支持無極放大，實驗模型高保真。所提供的科學實驗器材都是以次時代標準建模，高精度還原，呈現(xiàn)出極其逼真的效果。
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