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电子工程学院“3D全景光的干涉虚拟仿真188bet体育平台项目”获得2019年度省级虚拟仿真实验项目认定
2019-11-07 15:26 院办公室 

近日,四川省教育厅正式公布了2019年度省级虚拟仿真项目,电子工程学院大学物理188bet体育平台中心(以下统一称“中心”)的“3D全景光的干涉虚拟仿真188bet体育平台项目”榜上有名。这项成果是在学校领导关怀下,在实验设备与实验室管理处、资产管理处及教务处等相关部门和电子工程学院的大力支持下,通过黄立平教授团队的多年谋划和努力取得的。

中心自2012年建立以来,以后发优势高起点进行规划和建设,在学校各级领导的大力支持下,不仅购置了实验仪器,而且构建了大学物理188bet体育平台信息化平台。目前平台有实验预习系统、包含50项仿真实验的虚拟仿真实验系统、实验报告智能评阅系统等。这些系统尤其是基于仿真实验的具有考核试卷的预习系统,自2012级第一届本科生起,一直服务于大学物理实验的教学,取得了很好的教学效果。

 

中心在探索虚拟仿真188bet体育平台的过程中,付出了艰辛努力:

一方面,走出去向同行学习。邀请原教育部物理学与天文学教学指导委员会委员、基础物理课程教学指导委员会副主任、教育部188bet体育平台指导委员会副主任、国家教学名师、中国高校实验物理教学研究会终身成就奖获得者、原中国科技大学霍剑青教授进行指导和帮助;团队成员参加各种级别的有关虚拟仿真188bet体育平台培训会,了解近两届国家级虚拟仿真188bet体育平台项目,与有“188bet体育平台信息化行业开创者、物理虚拟仿真实验发明人”之称的科大奥锐公司开展校企合作,为今年虚拟仿真188bet体育平台项目的申报做足了准备。

 

另一方面,团队成员群策群力,攻艰克难。自2018年下半年开始,团队就着手项目的申报。一是确定申报主题。经过多次论证,最终确定以“3D全景光的干涉”作为2019年申报主题,这既能为大学物理课程教学服务,也能为电子信息类专业的光电领域提供支撑;二是与企业联合攻关。申报项目确定以后,中心选派精兵强将与科大奥锐公司选派的三名工程师组成了以黄立平教授为核心的项目开发团队。本次申报虚拟仿真实验项目与已有的仿真实验不同,要完成实物仪器难以实现的实验内容,要达成时空局限不便开展的188bet体育平台任务。针对真实的干涉实验各自为政、普通光源发光机制的复杂性、实物仪器难以实现光源波长的连续可调、难以实现叠加空间光的三维干涉图像,黄立平教授设计出了整套初步方案,建立了多种模型和推出了一系列虚拟技术所需的公式。团队成员通力协作,克服了重重困难,尤其是为了解决“如何利用虚拟技术剖析相干光叠加和非相干光叠加,通过多维的图像和精巧的教学设计,引导学生自主构建清晰的物理图像,探寻光的干涉现象背后的奥秘,实现培养学生分析问题和解决问题能力的目标”这些关键问题,他们在黄立平教授带领下日以继夜,殚精竭虑,解决一个个教学和技术难题。终于在8月中旬,完成了可运行的虚拟仿真系统,建设了只要有网络的地方都可以访问的虚拟仿真188bet体育平台网站,设置了内含实验操作记录、实验考核评价、在线反馈系统,并且完成了独属我校的计算机软件著作权的登记。

 

经过一年的努力,校企合作团队采用最新的Unity3D技术开发了22个物理模型,以机械波四种叠加为基础,吸纳涡旋光束的最新研究成果,设计出了原子跃迁辐射横电磁波的模型,构建了相干点光源形成的多维干涉图像,使学生能够通过三维动画全方位、多角度、交互式的操作,直观生动地展示光波产生、传播及大量波列叠加的动态过程,逐步独立思考普通光源发光机理,如何获得相干光实现非相干光源的干涉叠加,解决教学难点,拓展原有教学内容。中心通过“3D全景光的干涉虚拟仿真188bet体育平台项目”实现了“以虚代实,以虚补实,以虚验实”的虚拟仿真实验的教学目标,也通过项目一年的规划、设计、开发、调试,加强了校企合作,锻炼了队伍,凝聚了力量。

 

(撰稿:孙大明;审稿:叶菊珍、黄立平)

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