移动设备端物理演示程序的算法研究与设计实现

发布时间：2020-05-12 05:28

【摘要】：随着信息技术的发展,人们进入了“互联网+信”时代。手机网民占比达96.3%,移动互联网主导地位强化[1]。人们在进入“移动生活”的同时,也在呼唤“移动学习”。手机在线教育课程得到发展迅速,但是以视频、图片为主的教学资源相对单一,缺少了演示程序和交互动画的支持。缺乏web前端的交互性,已经成为制约移动学习环境提高学习效果的瓶颈之一。功能强大,适合给移动学习开发演示程序和交互动画的HTML5在商业领域发展迅猛,但是在教学领域的推广应用却仍然有待突破。HTML5技术给制作现代富web内容带来了一些革命性的新功能,其中包括能够在浏览器上直接绘制矢量图形的能力,结合JavaScript强大的运算能力、交互响应和时间事件功能,在web前端开发功能强大的演示程序和交互动画成为了可能。但是目前,如何在保证科学性的前提下进行HTML5开发,在理论研究上还是亟待填补的空白。本研究从物理教学规律出发,将HTML5适合程序、动画开发的新特性与移动学习的发展应用相结合,对支撑HTML5开发物理演示程序和交互动画的关键技术进行了系统研究。分析了建设移动学习环境对物理演示程序和交互动画的各种需求,对如何保证程序动画的科学性、规范性、交互性和跨平台适应性给出了解决思路。并且针对各种典型的物理问题、物理现象与过程,分别进行分析与建模,提出了对其进行模拟仿真和直观表现的设计思路和编程实现方法。本研究一边进行理论探索,一边投入实际开发应用,完成了《物理学》(第五版)(刘克哲等著)新形态教材中“HTML5物理程序动画库”的开发。“HTML5物理程序动画库”是教材对应数字课程网站的重要组成部分,读者可以使用移动设备扫描印刷在纸质教材上的二维码,对新形态教材中的对应学习资源进行访问。该新形态教材已经进入出版流程,即将由高等教育出版社出版。
【图文】：

结构图,教材组织,新形态,结构图

为了方便学生在学习相关章节时快速访问对应数字课程资源，纸质教材在逡逑相应的位置印刷二维码，配有简短文字介绍，读者可以通过使用移动设备扫描逡逑二维码的方式对数字课程资源进行访问（图１－２）。逡逑４逡逑

显示效果,初始参数,浏览器,屏幕

逦山东大学硕士学位论文逦逡逑２．２获取浏览器相关信息逡逑让程序动画适应不同分辨率、不同方向的屏幕，第一步是获取浏览器显示逡逑区域宽度和高度尺寸，根据屏幕尺寸绝对定位界面元素位置，实现居中、靠边逡逑等效果。因为各浏览器支持的属性名称不统一，所以这段代码显得有点奇特。逡逑ｖａｒ邋ｗ邋＝邋ｗｉｎｄｏｗ．ｉｎｎｅｒＷｉｄｔｈ邋｜｜邋ｄｏｃｕｍｅｎｔ．ｄｏｃｕｍｅｎｔＥｌｅｍｅｎｔ．ｃｌｉｅｎｔＷｉｄｔｈ逡逑｜｜邋ｄｏｃｕｍｅｎｔ．ｂｏｄｙ．ｃｌｉｅｎｔＷｉｄｔｈ；逡逑ｖａｒ邋ｈ邋＝邋ｗｉｎｄｏｗ．ｉｎｎｅｒＨｅｉｇｈｔ邋｜｜邋ｄｏｃｕｍｅｎｔ．ｄｏｃｕｍｅｎｔＥｌｅｍｅｎｔ．ｃｌｉｅｎｔＨｅｉｇｈｔ逡逑｜｜邋ｄｏｃｕｍｅｎｔ．ｂｏｄｙ．ｃｌｉｅｎｔＨｅｉｇｈｔ；逡逑例如“刚体的平动与转动”演示程序，获取屏幕大小后动态调整运动初始值逡逑的大小，使得不管屏幕宽高如何变化，，旋转的三角板重心刚好划出一个充满屏逡逑幕的抛物线（图２－２）。逡逑
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP311.52

【参考文献】