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CAI在“光的反射”中的應(yīng)用
CAI在“光的反射”教學(xué)中的應(yīng)用 云南楚雄師范學(xué)院物理系物理教育99級 馮悅
由于傳統(tǒng)媒體功能的限制及光學(xué)實驗的特殊性,“光的反射”歷來是初中物理教學(xué)的一個難點。運用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)容分為了五個部分:光的直線傳播、光的反射現(xiàn)象、演示實驗1、演示實驗2及鏡面反射和漫反射。
“光的直線傳播”部分,運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,因此安排了兩個實驗演示反射定律的內(nèi)容。演示實驗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)。演示實驗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。綜合實驗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
2.1 動畫素材
考慮到光學(xué)的學(xué)科特點及初中學(xué)生的認(rèn)知特性,課件中運用了大量的Flash動畫,這不僅加強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,使課件的“個頭”大大減小,運行也更加流暢自如。
演示實驗1中,模擬光反射過程的動畫運用了Frame面板中的Shape選項。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選項來達到使反射光線所在平面轉(zhuǎn)動一個角度的效果。
演示實驗2運用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。由此實驗可讓學(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課件交互性強的特點。例如,習(xí)題1運用了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入下一題。如不正確,顯示錯誤反饋信息。用戶有三次改錯的機會,三次后仍不正確,程序自動進入下一題。所有題目做完后,程序會給出統(tǒng)計信息并顯示最后得分。
2.2 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)科特點為標(biāo)準(zhǔn)。所選取的圖片把界面分成了三個部分,分別作為演示區(qū)、目錄區(qū)及按鈕區(qū)。
2.3 聲音素材
為了給用戶營造一個輕松舒適的使用環(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,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)。
運用以上結(jié)構(gòu)制作的程序主控界面如圖6所示:
“進入程序”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選項定為MouseClock,Time Limit設(shè)為3.5s。即用戶在“進入程序”界面任何部位單擊鼠標(biāo)或等待3.5s,程序?qū)⑦M入主交互界面。
第二部分是演示選擇的交互部分。此部分主體為一個框架圖標(biāo)。為了方便用戶在各分支間及分支內(nèi)部實現(xiàn)跳轉(zhuǎn),保留了框架圖標(biāo)附帶的導(dǎo)航按鈕中的四個,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入各個分支。
第三部分是退出(quit)。為了保持程序結(jié)構(gòu)的嚴(yán)謹(jǐn),以便擴充和維護方便,也為了用戶能在任意時刻退出程序,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,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、畫面細膩逼真、空間視覺感強、動態(tài)效果自然流暢的特點。
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2005-08-26 原載《物理教師》2002.2 下載:
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