矩道高中物理3D實驗室是一款可以用于高中物理教學(xué)的虛擬實驗室仿真軟件，有了這款軟件，廣大學(xué)生們就可以身臨其境的在物理實驗室之中進(jìn)行各種實驗，對物理實驗進(jìn)行了全方面的仿真模擬，可達(dá)到專業(yè)級實驗效果，便于學(xué)生理解和學(xué)習(xí)，非常方便。

【優(yōu)勢介紹】

　　矩道高中物理3D實驗室(演示版)以學(xué)科核心素養(yǎng)為指導(dǎo)，以科學(xué)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(jìn)行展示。

　　依托于強(qiáng)大的智能算法引擎和3D引擎，保障了實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(xué)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(biāo)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(shè)備，讓難以理解的知識點變得更直觀、更有趣。既能適應(yīng)常態(tài)化的教學(xué)需求，又能滿足新技術(shù)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?zāi)K、力學(xué)探究模塊、電學(xué)探究模塊、光學(xué)探究模塊和對象庫模塊。

　　同步實驗?zāi)K：緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)，貼合教學(xué)需求。實驗?zāi)夸洶凑n程標(biāo)準(zhǔn)知識點劃分，包含教材上的學(xué)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?zāi)康?、原理、器材、步驟、結(jié)論等詳細(xì)的實驗介紹，滿足日常教學(xué)需求以及學(xué)生的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)。相比于傳統(tǒng)實驗，虛擬仿真實驗?zāi)軌驅(qū)嶒炛谐橄?、虛擬的現(xiàn)象給直觀的表現(xiàn)出來，方便了學(xué)生理解，加深了學(xué)生的認(rèn)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。

【功能介紹】

　　力學(xué)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(xì)繩、輕質(zhì)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(zhì)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(shè)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(jī)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(zhuǎn)，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(xí)題、高考真題，力學(xué)探究模塊都能夠進(jìn)行仿真。

　　電學(xué)探究模塊：提供有中學(xué)實驗室常用的電學(xué)元器件，包括電源、電阻、燈泡、儀表、開關(guān)、電容電感、交直流發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、電鈴等數(shù)十種。每個電子元器件都可根據(jù)需要設(shè)置其物理屬性，燒毀的器件也可一鍵修復(fù)。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(rèn)識和學(xué)習(xí)電路，電學(xué)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?qū)崿F(xiàn)電路圖和實物電路的相互轉(zhuǎn)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(xué)探究平臺：提供有豐富的光學(xué)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(xué)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(zhì)的折射實驗，全反射實驗等等。光學(xué)探究模塊能夠?qū)崿F(xiàn)2D/3D的自由切換，2D平面視圖更適用于教學(xué)，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(xué)習(xí)和認(rèn)識實驗器材的結(jié)構(gòu)、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(xué)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(jìn)行拆解、組合，能夠全方位無死角的展示各個細(xì)節(jié)，并對各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行名稱的標(biāo)注，配合詳細(xì)的規(guī)格、用途和操作注意事項等文字說明，讓實驗前期準(zhǔn)備達(dá)到事半功倍的效果。

【軟件特色】

　　科學(xué)性：緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)，貼合教學(xué)需求，以學(xué)科核心素養(yǎng)為指導(dǎo)，以探究性、開放性、科學(xué)性為核心。

　　嚴(yán)謹(jǐn)性：實驗?zāi)軌虮普鏈?zhǔn)確的呈現(xiàn)實驗現(xiàn)象，還能提供嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實驗數(shù)據(jù)。依靠后臺強(qiáng)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(jìn)行力學(xué)探究實驗、光學(xué)探究實驗和電學(xué)探究實驗的搭建。老師和學(xué)生可以自主操作實驗，并呈現(xiàn)與實際相符的現(xiàn)象和結(jié)果。能夠讓老師自由設(shè)計所需的課件素材；也有利于學(xué)生學(xué)科知識體系的建構(gòu)，有利于學(xué)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(zhuǎn)、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?zāi)Ｐ透弑Ｕ?。所提供的科學(xué)實驗器材都是以次時代標(biāo)準(zhǔn)建模，高精度還原，呈現(xiàn)出極其逼真的效果。