基于Flash3D的中学化学虚拟实验平台的设计与实现

  本文关键词：基于Flash3D的中学化学虚拟实验平台的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

基于Flash3D的中学化学虚拟实验平台的设计与实现

[摘 要] 用Flash3D技术开发三维虚拟实验平台具有技术难度适中、功能易于扩展、浏览器插件安装方便且使用普遍等优点，但是已有的三维虚拟实验平台较少采用Flash3D技术。文章首先从系统架构、数据库设计、虚拟实验过程设计等方面详细论述了基于Flash3D技术的中学化学虚拟实验平台的设计方案，然后阐述了该平台的功能，接着从三维虚拟实验场景中的交互、化学实验现象的模拟、数据通信等方面提出了该平台的实现方法。最后介绍了中学化学虚拟实验平台的特色。

[关键词] 中学化学虚拟实验平台； Flash3D； 设计与实现； Papervision3D； Flint粒子系统

一、引 言

化学作为一门以实验为基础的学科，它通过实验教学可以使学生获得生动的感性知识，从而更好地理解、巩固所学的化学知识。同时，实验更是培养和发展学生思维能力和创新能力的重要方法和手段。近几年来随着新课程改革的不断深入，中学化学实验教学改革取得了一定的进展，，但是实验教学中仍存在实验设备不足、实验室开放时间少、实验内容的深度和广度不够、大多数教学实验属于验证性实验等问题。针对这些问题，许多学校采取了改善实验教学条件，改进实验教学方法等措施，一些学校还逐步在实验教学环节中引入虚拟实验。充分利用具有开放性、仿真性、经济性、可重复使用性、共享性等独特优点的虚拟实验进行教学，可以有效弥补现实实验教学的不足。[1]目前已经开发的三维虚拟实验平台大多基于VRML、Virtools、VRP等技术，[2][3][4][5][6][7]使用Flash3D技术的则较少。[8]这几种典型的三维虚拟实验开发技术都有各自的优点和不足，其技术比较见表1。

使用VRML开发虚拟实验技术虽然是免费、开源的，但其开发难度高，周期长；使用Virtools开发虚拟实验技术难度较高，侧重于单机版，网络版功能受限制；使用VRP开发虚拟实验技术难度较低。其中Virtools和VRP用于商业均需要付费，VRML、Virtools和VRP应用于网络环境时其浏览器插件都不普及，且功能扩展时难度高。使用Flash3D开发虚拟实验技术难度适中，功能易于扩展，便于连接后台数据库形成集实验教学、实验操作、实验报告和实验评价于一体的综合性的实验平台。Flash3D技术是近年迅速发展起来的一种在线3D技术，它用ActionScript在Flash二维的世界里表现三维对象。其主要优势在于：（1）Flash播放器已相当地普及，根据调查显示，约98.7%以上的PC上都有安装；（2）Flash

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