劉朝輝，吳先球

(華南師范大學(xué) a.物理與電信工程學(xué)院;b.物理學(xué)科基礎(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，廣東 廣州 510006)

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程是理工類大學(xué)生進(jìn)入大學(xué)必修的一門課程，該課程所講授的基本概念、基本理論和基本方法是構(gòu)成學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分，對培養(yǎng)大學(xué)生的物理領(lǐng)域知識和科學(xué)精神具有啟蒙和塑造作用. 目前對學(xué)生實(shí)驗(yàn)的考核與評價通常是根據(jù)實(shí)驗(yàn)報告、期末的筆試測驗(yàn)和教師對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作觀察. 這種評價難以全面客觀地評價學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程，導(dǎo)致學(xué)生只關(guān)注實(shí)驗(yàn)的理論和結(jié)論，忽視實(shí)驗(yàn)過程. 物理實(shí)驗(yàn)過程全局評價是促進(jìn)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的理想評價方式，但是實(shí)驗(yàn)過程繁雜，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的學(xué)生眾多，難以對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行全面客觀地記錄與評價，隨著技術(shù)進(jìn)步，本文設(shè)計大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)過程的視頻與數(shù)據(jù)同步記錄系統(tǒng)，通過對數(shù)據(jù)記錄的分析和可視化顯示，實(shí)現(xiàn)對整個實(shí)驗(yàn)過程的全局呈現(xiàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的數(shù)據(jù)波形和實(shí)驗(yàn)視頻的聯(lián)動檢索，為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)評價提供全面、客觀的評價依據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)評價的效率和科學(xué)性.

1 視頻與數(shù)據(jù)同步采集系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計

視頻與數(shù)據(jù)聯(lián)動采集系統(tǒng)應(yīng)用于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)評價，視頻和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄為實(shí)驗(yàn)評價提供評價依據(jù)，必須全面、精確、完整. 系統(tǒng)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析對實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行過程性評價，通過數(shù)據(jù)變化點(diǎn)和實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)檢索實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的視頻和數(shù)據(jù)波形，提高評價效率.

系統(tǒng)硬件不僅要滿足實(shí)驗(yàn)評價對視頻清晰度和數(shù)據(jù)精確完整度的要求，也要考慮成本、實(shí)施便捷，同時盡量不干擾學(xué)生做實(shí)驗(yàn). 系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)見圖1，主要包括3部分：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集器、網(wǎng)絡(luò)攝像頭、數(shù)據(jù)與視頻記錄分析計算機(jī). 系統(tǒng)前端包含數(shù)據(jù)采集和視頻采集2個模塊，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集卡完成，大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)主要包含力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)實(shí)驗(yàn)[2]，實(shí)驗(yàn)所涉及的物理量通過相關(guān)的力、熱、光、電傳感器轉(zhuǎn)換為可采集的電壓信號后傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)傳輸[3]. 實(shí)驗(yàn)視頻采集通過網(wǎng)絡(luò)攝像頭完成. 考慮到成本和本系統(tǒng)在教學(xué)中的具體實(shí)施，采集到的實(shí)驗(yàn)視頻和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都采用同一IEEE 802.3 兼容的以太網(wǎng)傳輸，計算機(jī)接收到實(shí)驗(yàn)視頻和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄與分析.

圖1 視頻與數(shù)據(jù)聯(lián)動采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1.2.1 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集卡的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

示波器是物理實(shí)驗(yàn)常用設(shè)備，實(shí)驗(yàn)過程中的一些關(guān)鍵物理量可以通過示波器來觀察. 示波器顯示的關(guān)鍵物理量變化貫穿整個實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過程可以通過關(guān)鍵物理量的變化和趨勢體現(xiàn)出來，通過對示波器顯示數(shù)據(jù)波形的分析，可以對學(xué)生的認(rèn)知領(lǐng)域和操作領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰M(jìn)行評價，示波器顯示的數(shù)據(jù)可以做為實(shí)驗(yàn)的主要評價依據(jù).

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)要滿足透明、兼容、實(shí)時、可靠、低成本5個條件. 透明是指數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)對于學(xué)生是透明的，不應(yīng)該影響學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作或者為學(xué)生實(shí)驗(yàn)帶來額外的操作負(fù)擔(dān). 兼容是指數(shù)據(jù)采集卡應(yīng)該從數(shù)據(jù)采集通道數(shù)量、采樣精度、采樣速度方面都達(dá)到普通物理實(shí)驗(yàn)需要，技術(shù)指標(biāo)能夠滿足完整、實(shí)時、可靠地采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的需要. 同時，系統(tǒng)穩(wěn)定和低成本是現(xiàn)實(shí)推廣需要.

基于以上要求，采用意法半導(dǎo)體出品的高性能、低成本、低功耗ARM Cortex-M內(nèi)核芯片STM32F103RBT6做為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集卡核心[4]，采用MicroChip公司SPI總線的ENC28J60以太網(wǎng)絡(luò)芯片，使用專為8 bit和16 bit的嵌入式微控制器設(shè)計的微型TCP/IP協(xié)議棧-uIP協(xié)議棧與計算機(jī)進(jìn)行TCP通信[5]，采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)進(jìn)行處理. 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計框架如圖2所示.

圖2 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集卡結(jié)構(gòu)

1.2.2 視頻記錄系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)視頻記錄是實(shí)驗(yàn)考核重要的依據(jù)，實(shí)驗(yàn)儀器的操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場現(xiàn)象、操作者的操作熟練程度等實(shí)驗(yàn)評價相關(guān)動作和現(xiàn)象都要通過視頻來體現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)評價者需要對關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)操作動作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析，視頻記錄的清晰度要達(dá)到評價要求，同時要兼顧視頻傳輸帶寬和視頻存儲的系統(tǒng)要求，為方便視頻錄制，攝像頭應(yīng)具備視頻屬性設(shè)置和云臺控制功能. 本系統(tǒng)采用聯(lián)視威PNP T系列網(wǎng)絡(luò)攝像頭，該攝像頭具有廣角3.6 mm鏡頭，支持640×480分辨率，自帶云臺，具有低照度補(bǔ)光功能，網(wǎng)絡(luò)攝像頭帶軟件開發(fā)包，滿足實(shí)驗(yàn)視頻記錄要求.

視頻與數(shù)據(jù)記錄軟件采用虛擬儀器軟件LabVIEW2013編寫. LabVIEW是由美國國家儀器(NI)公司研制開發(fā)，具有類似于C和Basic開發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW使用的是圖形化編輯語言編寫程序，產(chǎn)生的程序采用框圖形式，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，可充分發(fā)揮計算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力，利用軟件即是儀器的思想設(shè)計功能強(qiáng)大的儀器. 軟件內(nèi)置大量諸如波形顯示、數(shù)字表頭、數(shù)字信號處理、波形分析、硬件讀寫等子程序和控件[6]，以這些成熟的子程序和控件為基礎(chǔ)，可以在短時間內(nèi)開發(fā)出界面友好，性能優(yōu)良的虛擬儀器. 針對不同的物理實(shí)驗(yàn)，無需對硬件進(jìn)行大規(guī)模修改，只要進(jìn)行相關(guān)控件和程序的增加或修改就可完成不同物理量的采集和分析. 軟件以ActiveX方式調(diào)用攝像頭的軟件開發(fā)包，開發(fā)包建立在數(shù)據(jù)通訊和視頻處理軟件上層，提供調(diào)用接口，利用攝像頭開發(fā)包的指令集，無需進(jìn)行底層編程就可以完成云臺控制、視頻屬性設(shè)置、錄像等功能. 該視頻記錄系統(tǒng)錄制的視頻格式為AVI格式，10M以太網(wǎng)可以流暢傳輸，30 min的實(shí)驗(yàn)操作過程占用存儲空間300 M左右，滿足實(shí)驗(yàn)評價要求，成本較低實(shí)施便捷.

視頻與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)界面如圖3所示，可在計算機(jī)端通過軟件遠(yuǎn)程調(diào)整網(wǎng)絡(luò)攝像頭云臺和視頻錄制參量，根據(jù)不同物理實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)采集卡采樣率. 為監(jiān)控實(shí)驗(yàn)過程的錄制，對實(shí)時采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過軟件界面下方的虛擬示波器顯示[7]，該示波器與真實(shí)的示波器功能和調(diào)節(jié)方法一致,顯示的數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場同步.

1.2.3 實(shí)驗(yàn)視頻與數(shù)據(jù)分析軟件設(shè)計

軟件要完成的任務(wù)有2個：第一是對全局實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化趨勢的可視化呈現(xiàn)，分析和挖掘出實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)點(diǎn)，便于評價實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計、實(shí)驗(yàn)操作的合理性. 第二是根據(jù)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)檢索相關(guān)實(shí)驗(yàn)視頻和具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，顯示關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)視頻和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)波形，這是提高實(shí)驗(yàn)評價效率的關(guān)鍵.

圖3 視頻與數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)界面

對全局實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化趨勢的可視化呈現(xiàn)、分析和挖掘通過LabVIEW完成. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以LabVIEW的Waveform數(shù)據(jù)格式存儲，該格式可記錄多通道數(shù)據(jù)的絕對時間、采樣率、幅度值. 軟件對存儲的各通道的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，并按照相關(guān)實(shí)驗(yàn)物理量的定標(biāo)進(jìn)行幅值轉(zhuǎn)換，根據(jù)數(shù)據(jù)記錄起始時間、采樣率和采樣點(diǎn)數(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)物理量數(shù)據(jù)還原，通過LabVIEW的Waveform Graph顯示控件顯示數(shù)據(jù)波形. 對于不同的物理實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，可以為實(shí)驗(yàn)評價提供更為直觀有效的參考依據(jù). 視頻與數(shù)據(jù)記錄分析界面如圖4所示，界面的下半部分4個物理量軸顯示的是實(shí)驗(yàn)過程全局物理量變化趨勢，分為信號頻率軸、直流電壓軸、電壓幅度軸、按鍵軸4個以實(shí)驗(yàn)時間索引的主軸. 界面上半部分顯示的是物理量軸上游標(biāo)所在時刻對應(yīng)的具體實(shí)驗(yàn)視頻和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)波形. 頻率軸、直流軸、幅度軸整體數(shù)據(jù)變化趨勢可以反映出學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過程的操作行為導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)響應(yīng)，按鍵軸記錄學(xué)生在每次完成自己設(shè)計的實(shí)驗(yàn)步驟后按下的按鍵，和學(xué)生實(shí)驗(yàn)報告的記錄相對應(yīng). 可視化數(shù)據(jù)變化趨勢圖中以實(shí)驗(yàn)物理量數(shù)值做為縱軸，實(shí)驗(yàn)時間做為橫軸，橫軸上設(shè)有可以自由拖動的游標(biāo)，當(dāng)游標(biāo)移動到不同數(shù)據(jù)點(diǎn)時，在界面上方顯示游標(biāo)所在時刻的實(shí)時實(shí)驗(yàn)視頻和數(shù)據(jù)波形.

對于實(shí)驗(yàn)評價者，利用實(shí)驗(yàn)全局的物理量變化趨勢圖像可以對學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程整體操作的合理性做出判斷，對于實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，從頭至尾完整地觀看整個實(shí)驗(yàn)過程記錄進(jìn)行實(shí)驗(yàn)評價的效率很低，也難以甄選有效實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)視頻做為實(shí)驗(yàn)評價依據(jù)，對于人數(shù)眾多的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)評價更顯得不切實(shí)際. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵數(shù)據(jù)檢索相關(guān)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)視頻和具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行評價是提高實(shí)驗(yàn)評價效率的關(guān)鍵.

視頻記錄和數(shù)據(jù)記錄是2個獨(dú)立的系統(tǒng)，視頻數(shù)據(jù)以AVI格式存儲，以時間做為檢索量. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以Waveform數(shù)據(jù)格式存儲，記錄了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的絕對時間、采樣率，也可以通過時間進(jìn)行數(shù)據(jù)檢索. 通過時間值可以將視頻和數(shù)據(jù)記錄聯(lián)動起來. 實(shí)驗(yàn)評價者在數(shù)據(jù)變化趨勢圖像上拖動游標(biāo)時，系統(tǒng)查找到游標(biāo)位置對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時間，時間是數(shù)據(jù)記錄和視頻記錄共有的索引值，利用該時間值反向檢索對應(yīng)時刻的實(shí)驗(yàn)視頻和具體數(shù)據(jù)波形，進(jìn)行讀取后顯示出該時刻實(shí)時視頻和數(shù)據(jù)波形. 視頻與數(shù)據(jù)聯(lián)動檢索的工作流程如圖5所示. 具體應(yīng)用時，實(shí)驗(yàn)評價者結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)原理，在峰峰值、直流、頻率、階段碼4條軸上找到和實(shí)驗(yàn)評價相關(guān)的實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)和跳變點(diǎn)，將游標(biāo)移動到相應(yīng)位置，軟件界面上半部分就會聯(lián)動顯示出對應(yīng)時刻的具體實(shí)驗(yàn)操作視頻和數(shù)據(jù)波形，便于評價者進(jìn)行深入實(shí)驗(yàn)評價.

圖4 視頻與數(shù)據(jù)記錄分析界面

圖5 視頻與數(shù)據(jù)聯(lián)動檢索流程

2 視頻與數(shù)據(jù)聯(lián)動采集系統(tǒng)的應(yīng)用

RLC串聯(lián)電路的幅頻特性實(shí)驗(yàn)是大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程中比較典型的實(shí)驗(yàn)，本文選取該實(shí)驗(yàn)作為應(yīng)用實(shí)例. 該實(shí)驗(yàn)中最為關(guān)鍵的變量是信號源頻率和電路中電阻R兩端的電壓信號幅度，當(dāng)RLC串聯(lián)電路諧振時，電路中電阻R兩端的電壓達(dá)到最大，正確的電路應(yīng)該體現(xiàn)出和理論相符的諧振曲線[9]. 信號頻率、信號電壓和按鍵值的可視化呈現(xiàn)可為實(shí)驗(yàn)提供有效評價依據(jù).

實(shí)驗(yàn)儀器包含信號源、電阻、電感、電容、示波器、電壓表，其中最為關(guān)鍵的信號源頻率變化和RLC電路響應(yīng)都通過示波器顯示，實(shí)驗(yàn)前將數(shù)據(jù)采集卡的模擬輸入接口通過信號三通連接器并聯(lián)于實(shí)驗(yàn)中所用示波器的2個輸入通道端，其他儀器不需做任何改動. 這樣可在不影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)的情況下，同步記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過程. 本文以某學(xué)生實(shí)驗(yàn)視頻與數(shù)據(jù)的記錄進(jìn)行討論分析.

2.1 操作過程的可視化呈現(xiàn)與評價

RLC串聯(lián)電路的幅頻特性實(shí)驗(yàn)的自變量是信號源的頻率，因變量是電阻R兩端的電壓. 數(shù)據(jù)采集卡采集到的2路信號是電路中電阻R兩端的電壓信號和信號源輸出信號，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化趨勢如圖6所示，通過圖6上方的滑塊可以瀏覽全局?jǐn)?shù)據(jù)變化趨勢，通過游標(biāo)可以定位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)鍵點(diǎn). 針對本實(shí)驗(yàn)，信號源頻率變化可以反映學(xué)生調(diào)節(jié)信號源的過程，電阻R兩端電壓幅度值可以反映實(shí)驗(yàn)電路的響應(yīng). 這些有效的實(shí)驗(yàn)判斷依據(jù)可以評價學(xué)生的電路設(shè)計、實(shí)驗(yàn)步驟和操作過程是否正確合理，頻率變化范圍和變化方向是否合理. 此外結(jié)合學(xué)生自己的書面實(shí)驗(yàn)記錄、階段碼記錄可以判斷學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計和實(shí)驗(yàn)過程的準(zhǔn)確性和合理性，整個操作過程是否與實(shí)驗(yàn)設(shè)計和實(shí)驗(yàn)記錄相符.

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)波形和階段碼的跳變點(diǎn)反映出學(xué)生進(jìn)行了儀器調(diào)節(jié)操作，通過拖動頻率、電壓、直流、電壓峰峰值4條全局物理量記錄軸的游標(biāo)，可以迅速定位并顯示數(shù)據(jù)跳變時刻具體的視頻和數(shù)據(jù)波形，結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)原理可以對具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計、實(shí)驗(yàn)設(shè)備操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評價，達(dá)到對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行客觀全面的過程性評價的目的.

圖6 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化趨勢圖像

2.2 實(shí)驗(yàn)自變量和因變量關(guān)系的可視化呈現(xiàn)與評價

RLC串聯(lián)電路實(shí)驗(yàn)中信號頻率與電路中的電阻R兩端的電壓這2個自變量與因變量的關(guān)系可以體現(xiàn)電路的幅頻響應(yīng)，是快速直觀評價實(shí)驗(yàn)過程的重要依據(jù)，針對本實(shí)驗(yàn)，利用LabVIEW的XY Plot功能將頻率變化和電壓變化描繪圖像，圖7為信號源頻率與電阻R兩端電壓的關(guān)系圖.

圖7 電阻R兩端電壓與信號源頻率的關(guān)系圖

根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作者的記錄和系統(tǒng)呈現(xiàn)的電阻R兩端電壓與信號源頻率的關(guān)系圖，不僅能判斷實(shí)驗(yàn)報告記錄的結(jié)果是否正確，也能判斷實(shí)驗(yàn)過程是否合理及電路設(shè)計是否正確、是否和理論值相符. 設(shè)計正確、操作完整的實(shí)驗(yàn)過程應(yīng)該體現(xiàn)出正確的RLC電路的諧振曲線. 從圖7可以看出，數(shù)據(jù)電阻R兩端的電壓在1 750 Hz附近達(dá)到諧振電壓最大值，可以結(jié)合電路中電感和電容的參量推算出理論值，判斷實(shí)驗(yàn)操作者設(shè)計的RLC電路是否正確，電路的連接和工作狀況是否和理論相符.

2.3 全局快速回放自變量和因變量的變化過程

實(shí)驗(yàn)操作者會根據(jù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中遇到的問題重復(fù)實(shí)驗(yàn)和修正實(shí)驗(yàn)計劃，靜態(tài)的全局趨勢圖不足以直觀地反映實(shí)驗(yàn)者的動態(tài)操作過程. 利用LabVIEW的3D Graph中的3D comet繪圖功能，將自變量和因變量按記錄序列順序依次逐個顯示，快速回放整個自變量和因變量的變化過程,這個過程和實(shí)驗(yàn)操作者的實(shí)際操作流程對應(yīng)，通過觀察快速數(shù)據(jù)回放，可以評價實(shí)驗(yàn)操作者的基本操作技能、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)計劃貫徹情況. 也可以評價實(shí)驗(yàn)過程中遇到的困難和周折、實(shí)驗(yàn)操作者的應(yīng)變與糾錯能力、實(shí)驗(yàn)全局的合理性，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)評價內(nèi)容的多元化.

3 結(jié)束語

根據(jù)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)過程評價要求，設(shè)計完成實(shí)驗(yàn)視頻與數(shù)據(jù)聯(lián)動采集系統(tǒng)，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)視頻的同步采集和數(shù)據(jù)分析，為大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)評價提供客觀、全面、科學(xué)的評價依據(jù). 通過對數(shù)據(jù)記錄的分析和可視化，實(shí)現(xiàn)對整個實(shí)驗(yàn)過程的全局呈現(xiàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)變化和實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵點(diǎn)檢索實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)視頻和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為實(shí)驗(yàn)評價提供客觀依據(jù)，提高實(shí)驗(yàn)評價效率和科學(xué)性.