May, 2024

增强物理学:一种利用机器学习技术从静态图示中创建交互性物理仿真的工具

TL;DR我们介绍了增强物理学,一种利用机器学习技术从静态教科书图表中创建交互式物理模拟的工具。通过计算机视觉技术,如分割任何物和 OpenCV,我们的基于 Web 的系统使用户能够半自动从物理教科书中提取图表,然后根据提取的内容生成交互式模拟。这些交互式图表无缝集成到扫描的教科书页面中,促进了各种物理概念(包括重力、光学、电路和运动学)的交互和个性化学习体验。在与七名物理教师进行的引导性研究的基础上,我们探索了四种关键的增强技术:1)增强实验,2)动态图表,3)双向操纵工具,4)参数可视化。我们通过技术评估、可用性研究(N=12)和专家访谈(N=12)对我们的系统进行评估。研究结果表明,我们的系统能够在物理教育中促进更有吸引力和个性化的学习体验。