CN105844974A - 一种云端物理实验室学习平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种云端物理实验室学习平台，包括智能终端设备端、云端服务器端，所述智能终端设备端内安装有云端物理实验室学习模块，云端物理实验室学习模块内设多个实验模块，各个实验模块独立设置为一个资源包利用智能终端设备端内的有线或无线通讯方式存储在云端服务器端上，云端服务器端对智能终端设备端上传的实验数据进行大数据处理和存储，得出成绩分析报告，反馈给智能终端设备端；本发明以手机、电脑等智能终端为载体，结合云端服务器，实现了物理实验教学的掌上化、成绩统计智能化、受众面最大化和教育效益性价比最优化，突破了传统实验教学中时间和空间的限制，开创了全新的物理教学模式。

Description

一种云端物理实验室学习平台

技术领域

本发明属于智能化学习平台技术领域，具体涉及一种云端物理实验室学习平台。

背景技术

物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学；和由严格推导、计算组成的理论环节一样，实验也是物理教学的重要环节，能有助于学习者对抽象物理规律的理解。然而，长期以来物理实验的开展受到器材、场地、规模和师资等诸多条件限制，大多数物理实验均得不到一对一的资源配比，往往是分小组进行物理实验，这在一定程度上影响学生对知识点的理解，另一方面，教师无法从小组实验结果中来分析个体掌握情况的差异，无法对学生学习情况进行系统、规律的分析了解。随着电子技术的进步和教学水平的提高，实验设备的功能越来越多，越来越方便使用者的信息共享，数字化教学成为解决问题的重要教学手段。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提供一种实现物理实验教学的掌上化、成绩统计智能化、受众面最大化和教育效益性价比最优化，突破传统实验教学中时间和空间限制的云端物理实验室学习平台。

其技术方案为：

一种云端物理实验室学习平台，包括智能终端设备端、云端服务器端，所述智能终端设备端内安装有云端物理实验室学习模块，云端物理实验室学习模块内设驻波实验模块、李萨如图形实验模块和杨氏双缝干涉实验模块，各个实验模块独立设置为一个资源包利用智能终端设备端内的有线或无线通讯方式存储在云端服务器端上，云端服务器端对智能终端设备端上传的实验数据进行大数据处理和存储，得出成绩分析报告，反馈给智能终端设备端；所述云端物理实验室学习模块内各实验模块的使用方法包括以下步骤：

1)杨氏双缝干涉实验，包括以下步骤：

1.1)用户从智能终端设备端的云端物理实验室学习模块选择杨氏双缝干涉实验；

1.2)云端物理实验室学习模块提醒用户在正确的位置摆放实验仪器，并判定仪器摆放位置正确与否，未摆放正确则继续提醒摆放实验仪器；

1.3)判定仪器摆放正确后，云端物理实验室学习模块进行干涉动态演示，并显示在智能终端设备端；

1.4)用户利用智能终端设备端进行干涉参数的设定；

1.5)智能终端设备端输出干涉图案；

2)驻波实验，包括以下步骤：

2.1)用户从智能终端设备端的云端物理实验室学习模块选择驻波实验；

2.2)用户利用智能终端设备端设定右行波；

2.3)用户利用智能终端设备端设定左行波；

2.4)云端物理实验室学习模块生成左、右行波图像，并判定图像能否形成驻波，未形成驻波时返回步骤2.1)重新依次进行右行波、左行波设定；

2.5)用户设定的左、右行波形成驻波图像后，智能终端设备端显示驻波图像；

2.6)云端物理实验室学习模块对形成的驻波图像进行测试；

2.7)智能终端设备端将测试结果反馈至云端服务器；

2.8)用户选择是否上传成绩；

2.9)智能终端设备端将用户成绩上传至云端服务器；

3)李萨如图形实验，包括以下步骤：

3.1)用户从智能终端设备端的云端物理实验室学习模块选择李萨如图形实验；

3.2)用户利用智能终端设备端设定实验参数；

3.3)云端物理实验室学习模块生成李萨如图像。

作为本发明进一步的方案：所述智能终端设备端包括移动互联网PC平台或智能手机。

作为本发明再进一步的方案：所述云端服务器端采用阿里云服务器作为云技术架构实现存储功能。

作为本发明再进一步的方案：所述云端物理实验室学习模块采用Html5 Hybrid APP应用开发方法。

作为本发明再进一步的方案：所述步骤1.1中用户选择杨氏双缝干涉实验后、步骤2.1中用户选择驻波实验后、步骤3.1用户选择李萨如图形实验后，云端物理实验室学习模块从云端服务器下载杨氏双缝干涉原理、驻波原理、李萨如图像原理，并通过智能终端设备端显示。

本发明的有益效果：

本发明的云端物理实验室学习平台以手机、电脑等智能终端为载体，结合云端服务器，实现了物理实验教学的掌上化、成绩统计智能化、受众面最大化和教育效益性价比最优化，突破了传统实验教学中时间和空间的限制，开创了全新的物理教学模式，具备特有的跨操作平台优势和云端大数据分析功能；本发明突破传统实验室限制，在任意智能终端上实验，实现实验教学掌上化，采用Html5 Hybrid APP应用开发技术，能够在任意终端运行，从PC浏览器到手机、平板电脑，甚至是智能电视，无需预装任何专业软件，使用者就可以进行模拟实验，实验不再受到设备和场地的限制，可以随时随地方便地进行，根据实验者预设的参数，观察最终结果，对物理规律进行验证和探索，学生无需进入实验室就可以在移动终端完成参数调试、现象观察和自测练习；在课堂上，教师可以在讲到相关理论知识的时候让听课学生通过智能手机在本发明的云端实验室平台即时同步进行实验，保证理论与实验教学同步，带来了全新的实验教学模式，突破了国内教学领域中长期困扰物理实验教学的设备、场地、规模和师资的瓶颈；本发明依托云端服务器和大数据处理技术，实现了成绩考核智能化，云端数据库采用阿里云服务器，用阿里的云技术架构来存储、统计分析大量学生的报告成绩，稳定、高效、精准，学生的练习结果上传到云服务器，通过大数据分析，可以得到各题目正确率、平均分等结果，无需等待，无需批改，教师可以立刻从云端服务器精确地了解学生对不同知识点掌握的情况，大大降低了教师的工作强度和难度，提高了作业批改和分析效率；本发明预留了拓展接口，实现了功能升级模块化，采用WebApp+HybridAPP云部署方式，不同实验通过独立数据包存储在云端服务器上，平台模块在云端服务器更新后，使用者只需刷新智能终端页面即可及时获得升级版本，实现了热启动、高便捷、省流量的目的；本发明的平台模式具有极强的可复制性，根据课程需要，可以轻松搭载更多的学习内容和功能模块，本发明的移动终端+云端服务器的新型平台，只要加载不同的教学内容和模块，就能够运用于不同的课程，如果该平台配合微课、慕课和反转课堂等在线开放课程建设以及教学模式、学分管理和教育信息化改革，必将引发当前教育教学的一场革命。

附图说明

图1是云端物理实验室学习平台的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

参照图1，一种云端物理实验室学习平台，包括智能终端设备端、云端服务器端，智能终端设备端包括移动互联网PC平台或智能手机，移动互联网PC平台或智能手机内安装有云端物理实验室学习模块，云端物理实验室学习模块采用Html5 Hybrid APP应用开发技术，内设多个实验模块，各个实验模块独立设置为一个资源包利用移动互联网PC平台或智能手机的有线或无线通讯方式存储在云端服务器上，云端服务器端采用阿里云服务器作为云技术架构实现存储功能，对智能终端设备端上传的实验数据进行大数据处理，得出成绩分析报告，反馈给移动互联网PC平台或智能手机；所述云端物理实验室学习模块内设驻波、李萨如图形和杨氏双缝干涉三个实验模块，使用者根据不同实验选择不同的实验模块：

1)杨氏双缝干涉实验，包括以下步骤：

1.1)用户从智能终端设备端的云端物理实验室模块选择杨氏双缝干涉实验；

1.2)云端物理实验室学习模块提醒用户在正确的位置摆放实验仪器，并判定仪器摆放位置正确与否，未摆放正确则继续提醒摆放实验仪器；

1.3)判定仪器摆放正确后，云端物理实验室学习模块进行干涉动态演示，并显示在智能终端设备端；

1.4)用户利用智能终端设备端进行干涉参数的设定；

1.5)智能终端设备端输出干涉图案。

2)驻波实验，包括以下步骤：

2.1)用户从智能终端设备端的云端物理实验室学习模块选择驻波实验；

2.2)用户利用智能终端设备端设定右行波；

2.3)用户利用智能终端设备端设定左行波；

2.4)云端物理实验室学习模块生成左、右行波图像，并判定图像能否形成驻波，未形成驻波时返回步骤2.1重新依次进行右行波、左行波设定；

2.5)用户设定的左、右行波形成驻波图像后，智能终端设备端显示驻波图像；

2.6)云端物理实验室学习模块对形成的驻波图像进行测试；

2.7)智能终端设备端将测试结果反馈至云端服务器；

2.8)用户选择是否上传成绩；

2.9)智能终端设备端将用户成绩上传至云端服务器。

3)李萨如图形实验，包括以下步骤：

3.1)用户从智能终端设备端的云端物理实验室学习模块选择李萨如图形实验；

3.2)用户利用智能终端设备端设定实验参数；

3.3)云端物理实验室学习模块生成李萨如图像。

所述步骤1.1中用户选择杨氏双缝干涉实验后、步骤2.1中用户选择驻波实验后、步骤3.1用户选择李萨如图形实验后，云端物理实验室学习模块从云端服务器下载杨氏双缝干涉原理、驻波原理、李萨如图像原理，并通过智能终端设备端显示。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种云端物理实验室学习平台，其特征在于，包括智能终端设备端、云端服务器端，所述智能终端设备端内安装有云端物理实验室学习模块，云端物理实验室学习模块内设驻波实验模块、李萨如图形实验模块和杨氏双缝干涉实验模块，各个实验模块独立设置为一个资源包利用智能终端设备端内的有线或无线通讯方式存储在云端服务器端上，云端服务器端对智能终端设备端上传的实验数据进行大数据处理和存储，得出成绩分析报告，反馈给智能终端设备端；所述云端物理实验室学习模块内各实验模块的使用方法包括以下步骤：

1)杨氏双缝干涉实验，包括以下步骤：

1.1)用户从智能终端设备端的云端物理实验室学习模块选择杨氏双缝干涉实验；

1.2)云端物理实验室学习模块提醒用户在正确的位置摆放实验仪器，并判定仪器摆放位置正确与否，未摆放正确则继续提醒摆放实验仪器；

1.3)判定仪器摆放正确后，云端物理实验室学习模块进行干涉动态演示，并显示在智能终端设备端；

1.4)用户利用智能终端设备端进行干涉参数的设定；

1.5)智能终端设备端输出干涉图案；

2)驻波实验，包括以下步骤：

2.1)用户从智能终端设备端的云端物理实验室学习模块选择驻波实验；

2.2)用户利用智能终端设备端设定右行波；

2.3)用户利用智能终端设备端设定左行波；

2.4)云端物理实验室学习模块生成左、右行波图像，并判定图像能否形成驻波，未形成驻波时返回步骤2.1)重新依次进行右行波、左行波设定；

2.5)用户设定的左、右行波形成驻波图像后，智能终端设备端显示驻波图像；

2.6)云端物理实验室学习模块对形成的驻波图像进行测试；

2.7)智能终端设备端将测试结果反馈至云端服务器；

2.8)用户选择是否上传成绩；

2.9)智能终端设备端将用户成绩上传至云端服务器；

3)李萨如图形实验，包括以下步骤：

3.1)用户从智能终端设备端的云端物理实验室学习模块选择李萨如图形实验；

3.2)用户利用智能终端设备端设定实验参数；

3.3)云端物理实验室学习模块生成李萨如图像。

2.根据权利要求1所述的云端物理实验室学习平台，其特征在于，所述智能终端设备端包括移动互联网PC平台或智能手机。

3.根据权利要求1所述的云端物理实验室学习平台，其特征在于，所述云端服务器端采用阿里云服务器作为云技术架构实现存储功能。

4.根据权利要求1所述的云端物理实验室学习平台，其特征在于，所述云端物理实验室学习模块采用Html5Hybrid APP应用开发方法。

5.根据权利要求1所述的云端物理实验室学习平台，其特征在于，所述步骤1.1中用户选择杨氏双缝干涉实验后、步骤2.1中用户选择驻波实验后、步骤3.1用户选择李萨如图形实验后，云端物理实验室学习模块从云端服务器下载杨氏双缝干涉原理、驻波原理、李萨如图像原理，并通过智能终端设备端显示。