cai在“光的反射”教學(xué)中的應(yīng)用

CAI在“光的反射”教學(xué)中的應(yīng)用由于傳統(tǒng)媒體功能的限制及光學(xué)實(shí)驗(yàn)的特殊性，“光的反射”歷來是初中物理教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。運(yùn)用CAI（Compute Assisted Instruction）的方式，將光反射的各種過程生動、形象、交互地展示出來，可使學(xué)生從感性上對其產(chǎn)生深刻的認(rèn)識，從而為上升到理性認(rèn)識奠定良好的基礎(chǔ)。1 設(shè)計(jì)思場“光的反射”一書教學(xué)目標(biāo)是理解光的反射定律，了解鏡面反射和漫反射。因此，課件的演示內(nèi)容分為了五個(gè)部分：光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象、演示實(shí)驗(yàn)1、演示實(shí)驗(yàn)2及鏡面反射和漫反射。“光的直線傳播”部分，運(yùn)用了一幅陽光穿透樹葉射入密林的照片，直觀地描述了前一節(jié)中光沿直線傳播的內(nèi)容，為下面新內(nèi)容的展開做了很好的鋪墊。同樣，“光的反射現(xiàn)象”部分使用了一幅湖邊景物在水面上呈現(xiàn)出美麗倒影的圖片，結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中其它光的反射的例子，讓學(xué)生對光的反射有初步的認(rèn)識。光的反射定律是本節(jié)的重點(diǎn)，因此安排了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)演示反射定律的內(nèi)容。演示實(shí)驗(yàn)1通過一段模擬光的反射過程的動畫，讓學(xué)生認(rèn)識到：反射光線與入射光線、法線在同一平面上；反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)。演示實(shí)驗(yàn)2通過模擬反射角和入射角關(guān)系的動畫，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：反射角等于入射角。綜合實(shí)驗(yàn)1、2的結(jié)論，即可得出光的反射定律。鏡面反射和漫反射部分也采用了兩段動畫，描述了光線由入射到反射結(jié)束的全過程。動畫結(jié)束后的畫面如圖1、圖2所示。2 素材設(shè)計(jì)21 動畫素材考慮到光學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)及初中學(xué)生的認(rèn)知特性，課件中運(yùn)用了大量的Flash動畫，這不僅加強(qiáng)了課件的直觀性和生動性，而且由于Flash矢量動畫體積小、支持流式播放等優(yōu)點(diǎn)，使課件的“個(gè)頭”大大減小，運(yùn)行也更加流暢自如。演示實(shí)驗(yàn)1中，模擬光反射過程的動畫運(yùn)用了Frame面板中的Shape選項(xiàng)。反射過程結(jié)束后，采用逐幀動畫的方法使光路圖中各部分依次閃爍，目的是讓學(xué)生熟悉光路圖中各部分名稱（見圖3）。之后，運(yùn)用Action中的go to函數(shù)，使程序跳轉(zhuǎn)到第二場景（鼠標(biāo)單臺“轉(zhuǎn)動紙板”文字）。第二場景中使用了Frame面板中的Motion選項(xiàng)來達(dá)到使反射光線所在平面轉(zhuǎn)動一個(gè)角度的效果。演示實(shí)驗(yàn)2運(yùn)用set property、stop、play、tell、Target、if等函數(shù)制作了模擬反射角和入射角關(guān)系的動畫，界面如圖4所示。用戶輸入入射角的角度并回車后，動畫即按入射角的大小自動演示反射過程，并在“反射角大小”文本框中顯示反射角的角度。由此實(shí)驗(yàn)可讓學(xué)生明白反射過程中反射角等于入射角。練習(xí)部分的習(xí)題充分體現(xiàn)了CAI課件交互性強(qiáng)的特點(diǎn)。例如，習(xí)題1運(yùn)用了Authorware交互圖標(biāo)的熱區(qū)響應(yīng)（Hot spot）。題目給出了反射光路圖，要求在圖中按題目所給名稱指出相應(yīng)部位所處的位置（用戶只需在認(rèn)為正確的部位單擊鼠標(biāo)即可）。如所指部位正確，程序顯示正確的反饋信息后自動進(jìn)入下一題。如不正確，顯示錯(cuò)誤反饋信息。用戶有三次改錯(cuò)的機(jī)會，三次后仍不正確，程序自動進(jìn)入下一題。所有題目做完后，程序會給出統(tǒng)計(jì)信息并顯示最后得分。22 圖像素材由于制作的是教學(xué)演示課件，為了不分散學(xué)生注意力并起到良好的視覺效果，背景圖像的選取以簡潔、大方、能突出學(xué)科特點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)。所選取的圖片把界面分成了三個(gè)部分，分別作為演示區(qū)、目錄區(qū)及按鈕區(qū)。23 聲音素材為了給用戶營造一個(gè)輕松舒適的使用環(huán)境，選用了一段風(fēng)格輕快、節(jié)奏舒緩的音樂做為背景音樂。在集成背景音樂時(shí)，使用了Authorware的Filoction變量及WavePlay函數(shù)，這樣就可以不必將龐大的聲音文件導(dǎo)入Authorware源程序中，而且可以方便地使用自定義變量控制背景音樂的播放。3 程序?qū)崿F(xiàn)本課件選用了Authorware作為程序集成工具。為了使課件具有豐富的交互性和良好的可操作性，我們采用了如圖5所示的程序結(jié)構(gòu)。運(yùn)用以上結(jié)構(gòu)制作的程序主控界面如圖6所示：“進(jìn)入程序”部分使用顯示圖標(biāo)顯示了課件的標(biāo)題。使用了等待圖標(biāo)并將其Events選項(xiàng)定為MouseClock，Time Limit設(shè)為35s。即用戶在“進(jìn)入程序”界面任何部位單擊鼠標(biāo)或等待35s，程序?qū)⑦M(jìn)入主交互界面。第二部分是演示選擇的交互部分。此部分主體為一個(gè)框架圖標(biāo)。為了方便用戶在各分支間及分支內(nèi)部實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，保留了框架圖標(biāo)附帶的導(dǎo)航按鈕中的四個(gè)，分別為：Previous Page、Next Page及List Page。另外，在主界面左側(cè)放置了以目錄為對象的超文本鍵接，通過此鏈接，用戶可以迅速選擇直接進(jìn)入各個(gè)分支。第三部分是退出（quit）。為了保持程序結(jié)構(gòu)的嚴(yán)謹(jǐn)，以便擴(kuò)充和維護(hù)方便，也為了用戶能在任意時(shí)刻退出程序，這里使用了框架圖標(biāo)中的Exit framework按鈕。單去該按鈕退出框架圖標(biāo)后，程序進(jìn)入下一流程片尾動畫。片尾動畫為一段用Flash遮罩手法制作的文字動畫，呈現(xiàn)了制作人員相關(guān)信息的同時(shí)，起到了緩沖的效果，使程序的退出不顯得突然。動畫后設(shè)置了一個(gè)等待圖標(biāo)，在片尾動畫播放過程中用戶單臺鼠標(biāo)或接任意鍵或等待5s，將真正退出程序。在程序設(shè)計(jì)過程中，廣泛使用了系統(tǒng)函數(shù)、系統(tǒng)變量和外部函數(shù)，使得程序控制更加簡捷、靈活。由程序調(diào)試打包后的運(yùn)行情況來看，用以上方案制作的光的反射CAI課件，具有思想明確、界面友好、畫面細(xì)膩逼真、空間視覺感強(qiáng)、動態(tài)效果自然流暢的特點(diǎn)。1 邊王芳計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí)：從行為主義到建構(gòu)主義。電化教育研究，2019，（2）2 馬秀峰，陳萬平助教型物理課件開發(fā)中值得關(guān)注的幾個(gè)問題中國電化教育，2019，（2）3 拓方工作空網(wǎng)頁巧匠Flash中文版。北京：人民郵電出版社，20194 D