凸透镜成像教学助手项目描述本项目是一套面向中学物理课堂与自主学习场景的凸透镜成像互动教学助手旨在将抽象的光学公式、光路规律和成像结论转化为直观、可操作的数字实验。系统采用前后端结合的 Web 架构前端使用 HTML、CSS、原生 JavaScript 与 Canvas 构建动态实验台后端基于 Node.js 和 Express 提供课程、记录及评分接口。学习者可拖动物体或调节物距、焦距实时观察主光轴、焦点、三条特殊光线以及像的位置、大小、正倒和虚实变化。系统依据薄透镜公式与放大率自动计算像距和成像类型并同步给出原理解释帮助学生建立参数变化与物理规律之间的联系。任务挑战、即时反馈和实验记录使学习过程兼具探索性与趣味性既适合教师进行课堂演示也可供学生课后练习和验证结论。功能描述动态光路演示Canvas 实时绘制凸透镜、主光轴、焦点、物体、像和三条标准主光线以动画展示光线传播。参数交互调节支持直接拖动物体或通过滑块调整物距与焦距画面和结果随参数变化即时刷新。成像自动计算根据薄透镜公式1/f 1/u 1/v计算像距结合放大率m -v/u判断像的大小、正倒与虚实。结论同步讲解实时展示成像类型、像距、放大率及原理说明帮助学生掌握各物距区间的成像规律。互动挑战评分设置缩小实像、放大实像和放大虚像任务提交后自动判断、评分并针对错误给出提示。实验记录管理支持动画播放、暂停、实验重置、结果保存与历史查询后端使用 JSON 持久化保存最近十二条记录。
