物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真課件的開發(fā)

1、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真課件的開發(fā)    摘 要:本文以中國石油大學(xué)(華東)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)使用的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材為腳本,Flash軟件為開發(fā)平臺(tái),Photoshop為輔助開發(fā)軟件,開發(fā)了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的仿真課件。對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真課件的開發(fā)思路、教學(xué)單元間層次結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建、動(dòng)畫演示和交互操作方法、仿真過程的分步實(shí)施步驟等開發(fā)設(shè)計(jì)理念及一些相關(guān)技巧和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了詳細(xì)討論。關(guān)鍵詞:物理化學(xué)實(shí)驗(yàn);仿真課件;網(wǎng)絡(luò)精品課中圖分類號(hào):G434文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1673-8454(2010)13-0052-02物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的是使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)加深對(duì)物理、化學(xué)基本原理的理解,學(xué)

2、習(xí)基本的物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和測(cè)量技術(shù),學(xué)習(xí)用先進(jìn)的儀器進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn),提高應(yīng)用物理、化學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問題和進(jìn)一步創(chuàng)新的能力。1國內(nèi)外的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)就是激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與綜合能力。但是在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,由于教學(xué)設(shè)備條件的限制,如一些常規(guī)儀器設(shè)備不足,實(shí)驗(yàn)儀器落后及間斷性使用,藥品的供應(yīng)難以保證等,這些都限制了學(xué)生對(duì)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步了解。2另一方面,由于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)一般耗時(shí)較長,對(duì)于實(shí)驗(yàn)中遺漏的細(xì)節(jié),無法回頭觀察,而且實(shí)驗(yàn)操作一般只做一遍,不易在腦海中形成深刻的記憶。同時(shí),為讓學(xué)生對(duì)未開設(shè)的物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作也有所了解,有必要開發(fā)可反復(fù)演示的人機(jī)交互式

3、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真課件。為拓寬物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式以及為配合我校全國工科基礎(chǔ)化學(xué)教學(xué)基地、山東省物理化學(xué)精品課以及國家級(jí)物理化學(xué)網(wǎng)絡(luò)精品課的建設(shè),我們開發(fā)了物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真課件。從實(shí)驗(yàn)儀器的安裝到每一實(shí)驗(yàn)步驟的實(shí)施,以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng),該課件都實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對(duì)話。該仿真課件還包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理以及思考題的回答等。該物理化學(xué)仿真課件已經(jīng)在中國石油大學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院的國家級(jí)物理化學(xué)網(wǎng)絡(luò)精品課的網(wǎng)站中使用,部分仿真實(shí)驗(yàn)課件也在本科物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)中使用,取得了很好的教學(xué)效果。一、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真過程開發(fā)思路物理化學(xué)仿真課件的開發(fā)是在物理化學(xué)理論課的基礎(chǔ)上輔助物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課開展的,是基于多媒體輔助教學(xué)開發(fā)的對(duì)實(shí)驗(yàn)

4、教學(xué)的補(bǔ)充。本文選擇以中國石油大學(xué)物理化學(xué)教材為腳本,每個(gè)實(shí)驗(yàn)作為教學(xué)單元的樹型結(jié)構(gòu)建構(gòu)知識(shí)框架。第一步:以“實(shí)驗(yàn)的主頁面”為父目錄,“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹薄ⅰ皩?shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要點(diǎn)”、“實(shí)驗(yàn)儀器與藥品”、“實(shí)驗(yàn)原理”、“實(shí)驗(yàn)步驟”、“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理”及“思考題”為子目錄。在實(shí)驗(yàn)播放時(shí),可以從父目錄到子目錄直接鏈接,也可以播放父目錄后,依次播放各子目錄。學(xué)生可以根據(jù)各自的要求,選擇適合自己的播放模式。第二步,將各個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器使用鏈接在“實(shí)驗(yàn)儀器與藥品”的場(chǎng)景下,使前者稱為后者的子目錄。第三步,在“實(shí)驗(yàn)步驟”的場(chǎng)景編寫中,設(shè)置相關(guān)的注意和強(qiáng)調(diào)部分。由于不同學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)仿真課件的使用目的不同,如:對(duì)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn),以預(yù)習(xí)為主,重

5、點(diǎn)展示出實(shí)驗(yàn)的注意點(diǎn);對(duì)在實(shí)驗(yàn)室不易操作的有毒、有危險(xiǎn)性或儀器昂貴的實(shí)驗(yàn),需加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的仿真模擬,使學(xué)生能有身臨其境的感覺。二、設(shè)計(jì)平臺(tái)的選擇在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真過程的開發(fā)中,為便于不同程度的學(xué)生學(xué)習(xí),應(yīng)選用交互性強(qiáng)、動(dòng)畫形象生動(dòng)的軟件。我們選用Flash作為制作物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真課件的平臺(tái)。由于Flash只提供矢量圖像的繪制工具,在表達(dá)造型光影關(guān)系的層次上受到很大限制,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)儀器的制作中,利用Photoshop等軟件輔助構(gòu)圖以表現(xiàn)光影的層次感。此外,Flash對(duì)于圖像、聲音和視頻文件都可以進(jìn)行相應(yīng)的壓縮處理,這使得導(dǎo)出的SWF文件較小,方便攜帶和在網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布共享。Flash課件制作完成后可以

6、HTML格式發(fā)布,而且導(dǎo)出后的SWF文件也可以用IE瀏覽器打開,因此無需安裝Flash軟件便可方便使用。三、腳本的編寫腳本就是具體規(guī)定在每個(gè)單元中計(jì)算機(jī)向?qū)W生傳送什么信息。在實(shí)驗(yàn)課件的編寫中,應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)各層次向?qū)W生傳遞的信息,特別是實(shí)驗(yàn)操作過程的仿真設(shè)計(jì),應(yīng)把該過程的目的、實(shí)施細(xì)節(jié)、結(jié)果清晰呈現(xiàn)在學(xué)生面前。因此,需要對(duì)教學(xué)內(nèi)容的選擇、結(jié)構(gòu)的布局、視聽形象的表現(xiàn)、人機(jī)界面的形式、解說詞的撰寫、音響和配樂的手段等進(jìn)行周密的考慮和細(xì)致的安排。腳本的內(nèi)容包括整體思路、場(chǎng)景過程、動(dòng)畫素材和效果要求等部分。從多媒體課件的開發(fā)制作角度來看,腳本的創(chuàng)作通常分為兩步進(jìn)行。第一步是文字腳本的創(chuàng)作:首先必須寫清楚大

7、概的教學(xué)過程和重要的教學(xué)環(huán)節(jié);其次要寫明課件的作用點(diǎn),明確課件所起的作用和意義,如果能夠使用其他媒體或手段達(dá)到效果,就沒有使用課件的必要性;再就是要寫出需要的文字、圖片、動(dòng)畫、聲音等素材;最后要注明各個(gè)課件片段要展現(xiàn)的效果和出現(xiàn)形式。第二步是稿本的編寫:編輯稿本是在文字稿本的基礎(chǔ)上創(chuàng)作的,它是制作多媒體教學(xué)課件的直接基礎(chǔ)。4四、仿真過程的實(shí)現(xiàn)步驟1.建立元件庫元件是Flash中的基本構(gòu)成元素之一。它包括:圖形、影片剪輯與按鈕。圖形元件常為靜態(tài)圖像,通常將仿真實(shí)驗(yàn)中的背景、文字、圖片等內(nèi)容制作成圖形元件。影片剪輯元件既可以是靜態(tài)圖像,也可以創(chuàng)建為可反復(fù)使用的動(dòng)畫片段。在Flash中,選擇“線條”

8、工具,繪制出各個(gè)儀器的邊線,然后選擇“顏料桶”工具,在“混色器”面板中,設(shè)置所需的顏色進(jìn)行填充。對(duì)于亮點(diǎn),選用“刷子”工具,選擇白色,繪制高光點(diǎn)。而對(duì)于有轉(zhuǎn)折的漸變填充,在Flash中無法完成,則把繪制的草圖導(dǎo)出,然后在Photoshop中進(jìn)行“羽化”、“涂抹”、“模糊”等處理。完成后,再將其導(dǎo)入Flash動(dòng)畫中進(jìn)行調(diào)整。將繪制完成的儀器、儀表圖形保存在元件庫中。2.分設(shè)場(chǎng)景場(chǎng)景中有獨(dú)立的時(shí)間軸和坐標(biāo)系,Flash的播放可以依次播放各個(gè)場(chǎng)景也可以運(yùn)用動(dòng)作語言實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景間的跳轉(zhuǎn)。在實(shí)驗(yàn)中,為了實(shí)現(xiàn)從“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、“?shí)驗(yàn)原理”等文字?jǐn)⑹龅綄?shí)驗(yàn)的動(dòng)畫演示的跳轉(zhuǎn),將“實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、“?shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要點(diǎn)”、“實(shí)驗(yàn)

9、儀器與藥品”、“實(shí)驗(yàn)原理”、“實(shí)驗(yàn)步驟”、“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理”及“思考題”分設(shè)不同的場(chǎng)景,這樣也便于制作編輯。3.建立實(shí)驗(yàn)演示動(dòng)畫和交互操作將實(shí)驗(yàn)儀器在舞臺(tái)中連接好后,添加幀動(dòng)作、按鈕動(dòng)作、影片剪輯動(dòng)作腳本代碼來實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的交互操作。動(dòng)畫是課件中的重要元素,它能將靜態(tài)的文字、圖形、圖片變成活生生的屏幕動(dòng)畫,并通過對(duì)象的放大、縮小、旋轉(zhuǎn)、變色、旋轉(zhuǎn)的改變等來表達(dá)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,從而有效地幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)過程。我們?cè)趫?chǎng)景的時(shí)間軸中插入“關(guān)鍵幀”,在對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵幀中應(yīng)用相應(yīng)的工具設(shè)置形狀、動(dòng)畫補(bǔ)間。也可以“插入-時(shí)間軸特效”,添加“變形/轉(zhuǎn)換”、“分散式直接復(fù)制”、“復(fù)制到網(wǎng)格”、“分離”、“展開”、“投影”、“

10、模糊”等特效。然后,運(yùn)用動(dòng)作腳本,添加相應(yīng)的動(dòng)作語句,實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景的跳轉(zhuǎn)和交互動(dòng)作。按照教學(xué)設(shè)計(jì)所確定的課件結(jié)構(gòu)和腳本設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容將各種素材有機(jī)地結(jié)合在一起,編輯成交互性強(qiáng)、操作靈活、視聽效果好的教學(xué)課件。4.聲音的錄制和導(dǎo)入在實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟演示中,我們添加了聲音講解。在實(shí)驗(yàn)仿真過程的開發(fā)中,采用JetAudio軟件錄音,將實(shí)驗(yàn)講解保存為MP3格式,并添加背景音樂。然后導(dǎo)入Flash中再進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整、美化。5.仿真過程的整體渲染和打包仿真動(dòng)畫制作完畢后,應(yīng)制備出相應(yīng)的“片頭”、“片尾”并規(guī)劃好場(chǎng)景間的跳轉(zhuǎn)?！捌^”主要介紹出所開發(fā)的仿真過程的名稱,各個(gè)部分的標(biāo)題、制作者信息等。“片尾”則是演示

11、結(jié)束時(shí)的畫面,要求簡(jiǎn)單和諧。按“Ctrl+Enter”,預(yù)覽所制成的動(dòng)畫,對(duì)于其中不完善的地方再進(jìn)行修改。最后,在第一場(chǎng)景的第一幀添加代碼fscommand(“fullscreen”,true),使動(dòng)畫全屏播放。制作多媒體課件的最終目的是在教學(xué)上應(yīng)用。Flash動(dòng)畫制作完畢后,進(jìn)行整體的調(diào)試和界面的美化,然后進(jìn)行發(fā)布。點(diǎn)擊菜單中“文件-發(fā)布設(shè)置”,在彈出的發(fā)布設(shè)置窗口中選擇“EXE”格式,可以得到獨(dú)立于Flash Player播放的可執(zhí)行文件,不需要安裝插件即可直接播放使用。如果是對(duì)于一系列實(shí)驗(yàn)的仿真模擬的開發(fā),可以將制作好的課件拷貝到軟盤或制作成光盤。若選擇“SWF”、“HTML”文件格式,

12、可以將其導(dǎo)入Dreamweaver,這樣可將仿真實(shí)驗(yàn)置于網(wǎng)上,供學(xué)生在網(wǎng)上使用或下載后使用,成為網(wǎng)上教育軟件。五、課件的試用與評(píng)價(jià)課件制作完成后,我們?cè)诨瘜W(xué)工程及環(huán)境工程專業(yè)的部分學(xué)生中進(jìn)行了試用,效果良好。該物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)仿真課件的部分內(nèi)容也作為我們申報(bào)國家級(jí)物理化學(xué)網(wǎng)絡(luò)精品課的一部分,發(fā)到中國石油大學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)院的國家級(jí)物理化學(xué)精品課網(wǎng)站上,供學(xué)生使用。參考文獻(xiàn):1鄭傳明,呂桂琴.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)M.北京:北京理工大學(xué)出版社,2005.2趙凱元,王敔清.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中培養(yǎng)人才素質(zhì)的探索J.鐵道師院學(xué)報(bào),2000(3):58.3劉金河,孫在春,楊國華等.物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)M.東營:中國石油大學(xué)出版社,2006.4廖俊杰.Flash在多媒體教學(xué)課件開發(fā)中的應(yīng)用J.中國集體經(jīng)濟(jì),2007(5):180-181.(編輯:楊馥紅)    你可能感興趣