基于真实结果的高自由度仿真交互表面张力实验教学软件设计与开发文献综述

 2023-02-03 22:00:53

1.前言1.1化学实验教学现状长久以来,化学都是现代科技发展的重心学科。

环境,能源,材料,医药与化工等专业都要求培养学生具有丰富的化学理论基础与较强的实验技能,尤其注重化学反应过程机理的实验验证与实验方法选择的教学[1]。

目前,在本科实验室教学过程中,由于实验条件或安全方面的考虑,一些实验难以通过实际操作解决,部分特殊的反应过程,很难通过实验现象观察,面临这些制约高素质人才培养的难题,需要改进传统的实验方式。

1.2最大泡压法测表面张力最大气泡压力法测定液体的表面张力等温线实验是高校物理化学实验中相当重要的实验,因其操作迅速、样品用量少、数据处理简便、精度高[2],且可通过所得数据计算出药液中形成胶束所需的最低浓度(即临界胶束浓度)[3],故其在药物溶解及吸收、药物血脑屏障等方面有广泛的应用[4]。

最大泡压法是将一毛细管刚好与待测液液面接触,在毛细管内加压管端在液体内形成气泡,压力大到一定值时管端气泡破裂吹出,压力突然下降。

根据Laplace方程,测定毛细管半径R在形成气泡时的最大压力差,即可求出液体表面张力[5]。

1.3虚拟仿真虚拟仿真技术是充分利用计算机硬件与软件资源的集成技术,它提供了一种高仿真度,三维的虚拟环境,用户通过传感设备沉浸于虚拟环境中,对环境物体进行操作,参与虚拟事件之中[6]。

由于操作简单,开发费用低,易于维护,形象生动的特点,虚拟仿真技术被运用于各种实验教学改革中,其中虚拟实验室的运用突破了传统实验的局限,提高了教学质量,迎合了高校教育需求[7]。

1.4 3D打印3D打印技术是一种通过计算机辅助设计及控制,制备具有特殊外形和复杂内部结构物体的快速成形技术。

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