矩道初中物理3D實(shí)驗(yàn)室是一款應(yīng)用于初中物理教學(xué)的虛擬仿真軟件。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(gè)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。

【軟件優(yōu)勢(shì)】

　　矩道VR/3D實(shí)驗(yàn)室采用國(guó)際領(lǐng)先VR/3D引擎，具有優(yōu)秀的跨平臺(tái)能力和拓展能力，可實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景教學(xué)需求。強(qiáng)大的智能算法引擎，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)據(jù)計(jì)算能力，為教學(xué)的常態(tài)化應(yīng)用及課程的二次開發(fā)提供強(qiáng)有力支撐。

　　矩道初中物理3D實(shí)驗(yàn)室(演示版)依托于強(qiáng)大的智能算法引擎和3D引擎，保障了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的高保真性。高自由度的交互特性、及時(shí)明確的操作提示和錯(cuò)誤提示，讓操作變得簡(jiǎn)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(shí)實(shí)驗(yàn)過程，還能夠完成傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中不易實(shí)現(xiàn)的場(chǎng)景，如微觀實(shí)驗(yàn)、宏觀實(shí)驗(yàn)以及具有一定危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)等。在滿足PC鼠標(biāo)鍵盤和觸屏操作的同時(shí)，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(shí)點(diǎn)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。

　　矩道初中物理VR 3D 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室由五個(gè)模塊組成，分別是：同步實(shí)驗(yàn)?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(duì)象庫(kù)模塊。

【功能介紹】

　　同步實(shí)驗(yàn)?zāi)K：緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)，貼合教學(xué)需求。內(nèi)容涵蓋力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、聲現(xiàn)象及能量五大知識(shí)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)?zāi)夸洶滩纳系膶W(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、教師演示型實(shí)驗(yàn)以及重要知識(shí)點(diǎn)的展示。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都有實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、器材、步驟、結(jié)論等詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)?shí)驗(yàn)中抽象、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(shí)。比如微觀層面的分子熱運(yùn)動(dòng)、電荷分布、核反應(yīng)原理等，三維的磁感線，不可見的氣體流動(dòng)、電流、受力等。

　　力學(xué)探究模塊：提供有小球、木塊、平板、斜面、弧面等運(yùn)動(dòng)對(duì)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(duì)象，可模擬重力、光滑、摩擦、有無空氣阻力等物理環(huán)境。同時(shí)提供文本、表格、圖象、圖片、按鈕、滑動(dòng)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(duì)象的物理參數(shù)。用戶可以任意組合使用，搭建自己的實(shí)驗(yàn)。從靜態(tài)受力分析，到運(yùn)動(dòng)過程中的受力；從參考系，到能量之間的互相轉(zhuǎn)化；從DIY實(shí)驗(yàn)，到搭建習(xí)題、中考真題，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(shí)驗(yàn)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(dòng)機(jī)、電鈴等數(shù)十種。每個(gè)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(cè)量電阻、練習(xí)滑動(dòng)變阻器的使用、探究電流與電壓、電阻的關(guān)系、用電磁繼電器實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的簡(jiǎn)單控制等。為了方便用戶更好地認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)電路，電學(xué)探究模塊還具有實(shí)時(shí)動(dòng)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(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)電路圖和實(shí)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(dòng)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(tái)：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(shí)透鏡、方形玻璃磚、半圓玻璃磚、三角棱鏡等光學(xué)器材，點(diǎn)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(shí)驗(yàn)。例如平面鏡的反射實(shí)驗(yàn)，介質(zhì)的折射實(shí)驗(yàn)，凸透鏡的會(huì)聚實(shí)驗(yàn)，凸透鏡成像原理，小孔成像原理，探究不透明物體顏色成因等等。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(shí)，能夠讓用戶觀察到光線在現(xiàn)實(shí)世界中真實(shí)地傳播情況。

　　對(duì)象庫(kù)模塊：學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)器材的結(jié)構(gòu)、用途和操作注意事項(xiàng)是實(shí)驗(yàn)的前提，也是確保實(shí)驗(yàn)成功和安全必不可少的一部分。物理對(duì)象庫(kù)涵蓋中學(xué)實(shí)驗(yàn)室常用的物理實(shí)驗(yàn)器材。所有器材都經(jīng)過高精度的3D建模，重點(diǎn)器材能夠進(jìn)行拆解、組合，能夠全方位無死角的展示各個(gè)細(xì)節(jié)，并對(duì)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(xiàng)等文字說明，讓實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?zāi)軌虮普鏈?zhǔn)確的呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還能提供嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。依靠后臺(tái)強(qiáng)大的算法作為支撐，所產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象由粒子系統(tǒng)高度仿真真實(shí)的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。

　　探究性：軟件允許用戶利用探究平臺(tái)提供的各種儀器、器材，自由進(jìn)行力學(xué)探究實(shí)驗(yàn)、光學(xué)探究實(shí)驗(yàn)和電學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的搭建。老師和學(xué)生可以自主操作實(shí)驗(yàn)，并呈現(xiàn)與實(shí)際相符的現(xiàn)象和結(jié)果。能夠讓老師自由設(shè)計(jì)所需的課件素材；也有利于學(xué)生學(xué)科知識(shí)體系的建構(gòu)，有利于學(xué)生動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

　　交互性：高自由度的交互特性、及時(shí)明確的操作提示和錯(cuò)誤提示，讓操作變得簡(jiǎn)捷高效。支持界面的旋轉(zhuǎn)、移動(dòng)及縮放，支持器材的自由拖動(dòng)。支持多種操作模式，能夠滿足普通PC端操作，觸摸屏多點(diǎn)觸控操作，以及VR/3D沉浸式的操作模式。

　　高保真：所有實(shí)驗(yàn)中的模型均為3D高精度模型，支持無極放大，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ透弑Ｕ?。所提供的科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材都是以次時(shí)代標(biāo)準(zhǔn)建模，高精度還原，呈現(xiàn)出極其逼真的效果。