基于OpenGL的微课件设计.pdfVIP

第36卷第3期 通化师范学院学报(自然科学) Vol·36№3 NORMALUNIVERSITY Jun·2015 OFTONGHUA 2015年6月 JOURNAL DOI：10．13877／j．cnki．cn22—1284．2015．06．019 基于OpenGL的微课件设计4 陈进 (安徽电子信息职业技术学院信息与智能-F_程系，安徽蚌埠233000) 摘要：通过对“基础化学”课程教学实践中存在问题的思考，提出了设计开发该课程辅助微课件的必要性，在分析微课件 特点的基础上，提出了OpenGL微课件设计的方法和技术细节，并给出了高职“基础化学”课程微课件设计的实例． 关键词：OpenGL；微课件；设计 中圈分类号：TP311．1文献标志码：A文章编号：1008-7974(2015)03—056—04 “基础化学”课程是高职化工、医疗等专业的核 目前，有多种计算机图形学方法开发微课件．既 心课程，其地位十分重要．该课程对于学生思维水平 可以采用大型和专业图形软件，也可以直接采用底层 有一定的要求，同时与高中课程联系较为紧密．对于 图形库．底层图形库约束少，直接面向编程语言，具有 基础较为薄弱，知识结构有欠缺的高职学生来说，学 更大的适应性，可以开发出特殊需求的微课件．例如， 习难度较大．对于教师的教学也具有一定的挑战性． 以“氢原子的波函数”一节为例．其涉及到原子物理 课件，体积小，能集中体现微课件的特点；而且程序易 学、概率论、球面极坐标方程、指数函数等内容，是后 于修改，容易实现软件复用．OpenGL在计算机辅助教 续教学内容“原子的电子组态”的基础，对于没有这 学领域有广泛的应用，可以开发出有交互功能的辅助 方面物理和数学基础的高职学生，在规定的教学时 教学系统和教学微课件瞄J，其教学效果明显优于静态 间内完成教学任务十分困难．例如，对于氢原子轨道 的角度分布图(y函数)，以及电子云的角度分布图 (y2函数)，课本一般仅仅给出截面图，学生难以理 解…．而教学中常用方法是使用塑料模型作为辅助 很多，掌握起来有一定难度，但是，对于微课件开发而 教学手段，或者通过P门静态展示l，函数，以及y2函 言，只要建立起来图形框架，在掌握了OpenGL的线、 数的立体图．虽然能起到一定的辅助教学作用，但是 面画法，以及光照模型之后，只需要很少的编程语言 对于“节面”等概念，以及对于l，函数和y2函数的差 (如VC++)基础知识和数学知识，就可以开发微课 别分析，学生仍然难以理解．而如果采用计算机图形 件了．本文以上述“氢原子的波函数”一节中的y≥轨 学技术手段，开发出相关微课件，将y函数及y2函 道的角度分布图，以及电子云的角度分布图的教学为 数图像用计算机实现，并应用图形交互技术实现必 例，对这一问题进行研究． 要的人机对话，就可以从任意给定的视角精确观察 函数图像，即使对于物理和数学基础较差的学生，也 2 OpenGL微课件设计实例 能实现对于教学内容有较为深刻的理解． 2．1 “氢原子的波函数”微课件设计的数学基础 1 OpenGL微课件设计 (1)球面坐标．如图1所示，球面极坐标系