1、1中学物理课件的特点与制作一、建构主义理论与多媒体教学建构理论认为学习的过程是信息的加工、控制和处理的过程，科学知识是不能传递的，它必须由学生主动地建构。而知识的构建是在一定的情境之下完成的，在实际情境下进行学习，可以使学习者能利用自己原有认知结构中的有关经验去同化和顺应当前学习到的新知识，从而赋予新知识以某种意义。在建构主义学习环境下，教学设计不仅要考虑教学目标分析，还要考虑有利于学生建构意义的情境的创设，并把情境创设看作是教学设计的最重要内容之一。而情境必须要有合适的媒体加以展示，传统的课堂教学媒体不能提供实际情境所具有的生动性、丰富性，因而将使学习者对知识的意义建构发生困难。以电脑为核心
2、的多媒体的出现，在一定的程度上解决了这一困难。二、物理多媒体课件主要表现的内容与特点就目前传统结构的课堂教学中，多媒体所起的辅助作用是：展示一些传统媒体无法展示的东西，但这已经对课堂教学效果起到了很大的作用。物理学是一门以实验为基础的自然科学，它的研究方法一般是观察、实验、分析、抽象，因此，直观教学在中学物理教学过程中占有相当重要的地位。传统的直观教学主要是运用演示实验、教学模型和教学挂图等进行的。但这些手段有较大的局限性，使学生对许多物理知识的理解不能建立在充分的直观感知的基础上，因此教师感到难教，学生感到难学，而采用多媒体教学手段可以克服这些局限性，可通过多画面的简单切换提供丰富的信息，可
3、通过过程动画展示对象的结构，模拟对象的过程等，从而弥补传统直观教学手段的不足。尤其是动画提供的动态情景，是传统媒体根本无法实现的，也是目前多媒体物理课件最具魅力之处。如图 1所示的交变电流产生的原理，这一课件虽然简单，但通过“线圈”的转动，学生理解起来容易多了，比教师仅靠一张静态的图的讲解效果不知要强多少!较之于其他学科，物理的多媒体课件，还有它的一些特点。1.物理模型兼具具体与抽象。情境创设的最高境界似乎就是身临其境。但就学习而言，目的在于对问题的理解与解决。由于物理所研究的对象来自于客观世界，但又有所抽象，所以一方面物理课件所展示的情景要比较具体，不象生物、化学等学科那样是一种较为纯粹的抽
4、象的形态，如化学课件中通常的用一些小球来代替参与反应的物质微粒即可，而物理中要画小车、人，要画磁铁、发电机等等各种各样形态的物体，即便是画原理图，也是形态各异，也就是说，物理课件与现实要比较“象” ，如图1 中的发电结构和图 2 的分子模型的对比，就体现出了物理课件的这一特点，这对课件的制作显然增加不少的难度；另一方面，对物理问题的分析最终要作科学的抽象，所以物理课件又不能以满足将真实的场景照搬到屏幕上，而要突出主体对象，突出主要过程，要对对象进行内在结构的剖析展示，要对过程进行分段表现。如图 1 中的线圈、磁铁的画法与实际的线圈、磁铁显然有较大的不同，可以说2这样的画法简化了实际的对象，也使
5、主体更加突出，更加容易说明其结构原理。对于电流产生的过程，更是要通过动画逐段展示，才能使读者搞清其过程，可见，一个完整的物理课件的制作是非常复杂的。2.注重对动态过程的模拟。研究、学习物理，离不开对物理过程的分析。而过程常常是动态的，所以物理课件要能准确模拟过程，以动画形式展现是非常重要的，有时可能还要 3D 动画，才能更清楚的说明问题。3.精确性。精确性是物理课件最突出的特点，表现为时间与空间的精确。物理规律、过程通常是反映对象的空间位置随时间的变化，要科学准确的表达，就是要做到精确的控制，这对制作技术提出了较高的要求，可通过一些动画制作软件中的脚本语言(如在 Flash 中的 Action
6、Script)来实现。下面以平抛物体的运动为例。1).在 Authorware 中的实现：如果在 Authorware 中仅画一条抛物线作为对象的运动路径，通过运动图标来实现，我们会发现，对象沿路径作匀速率的运动，根本不能反映平抛运动的特点。可以通过下述方式实现：时间线上建立一个显示图标，命名为“ball”在左上角画一个小球，设定初始坐标为(5,5)；时间线上建立一个交互图标，交互类型设为“时间限制” ，命名为“循环” ，在交互属性中，设定“时限”为 0.05 秒，交互分别设为：擦除：不擦除；分支：重试；判断：不判断。在交互图标内建立一个运动图标，命名为“运动控制” ，确定对象为 ball，运
7、动方式为 direct to point(指向固定点)，而这个点(Point)的坐标(目的地)由两个自定义变量 x、y 来控制。如图 3 所示，在运动图标的“计算”中输入下面代码：t:=t+1x:=5*ty:=5+0.1*t*t2).在 Flash 中的实现：建立一个电影剪辑(MovieClip)，命名为 ball，并在第一帧中建立两个实例，分别命名为 ball1,ball2(使作 ball1 自由落体运动，而 ball2 作平抛运动，以作对比) ，第 1 帧代码如下：t=0_root.onEnterFrame=function()if (ball1._x=600)t=t+1图 3图 1 图
8、23ball1._x=50+8*tball1._y=50+0.1*t*tball2._y=50+0.1*t*t对比上述两个软件，可发现，若掌握了一定程度的 Flash 的 ActionScript 语言，在 Flash 中实现要简洁得多。当然，以上所述只是课件的一个片段，不能算一个完整的元件。三、常用的制作软件分类与其功能在物理课件的制作中，要用到一些软件，如 PowerPoint,authorware,flash,3d-max,photoshop 等。这些软件在对课件制作的功能上又可分为两类：容器类与元件( 素材) 类。“容器”就是将各种各样的素材有机的组织起来，如 PowerPoint,a
9、uthorware,flash 其典型代表就是 PowerPoint，当然 PowerPoint 本身也能“创作”一些简单的素材，如文字，简单的图形等。一张幻灯片就是一个小的容器，它能把文字、图象、图表、动画乃至声音集合到一张页面上。而超级链接不但可以建立页与页之间的联系与跳转，还可以调用其他应用程序。Authorware 其基本功能也是一个容器，但其功能之于 PowerPoint 要强大许多。不但可以把众多的素材集合到一张页面上，还提供了简单素材的创作，还能对对象设置动画。在 Flash 出现之前，这是物理课堂实现动画的主要方式之一。在对素材的组织上，也比 PowerPoint 强大得多，P
10、owerPoint 对素材的组织基本上是流线型的，而 Authorware 则是网络型的。如果说 PowerPoint 仅适合制作课堂演示型的课件，则 Authorware 还可特别胜任创建交互性的学习课件。当然功能强大的同时带来的是使用的难度。对于一般的电脑使用者，Authorware 中的几个图标以及其中的函数掌握起来并非易事。即使掌握了，要制作一个Authorware 的课件也要花相当的时间。而 PowerPoint 则容易得多，且课堂的演示，并不需要太强的交互性，简单的链接与跳转足够了。这也就是为什么到现在为止，课堂教学所使用的课件，基本上都用 PowerPoint 制作的原因。 Fl
11、ash 可以用来开发交互性的网页，交互性的课件，但其制作难度也很大。也有的老师用网页制作工具制作课件，但由于在过渡，同一页内容的进入安排等各方面缺乏一定的功能，所以这种形式并不普遍。元件(素材) 类：声音、图片、视频等是制作课件的素材，这些素材也是要通过一些特定的软件制作出来的，通过课件制作软件制作出的课件片段通常称之为元件。authorware、flash、3d-max、photoshop 等等众多软件都可以制作一些素材或元件。目前用来开发物理多媒体元件使用最广泛的当数 Flash，现在网络上的物理元件，几乎都用 Flash 制作的。Flash 两项最令人心动的功能，作图与动画。作图非常方便
12、，且有较强的立体感，比 authorware 中的作图功能强大得多，而动画更是Flash 核心功能。四、制作一般过程：制作任何一个课件，设计与规划是第一步。即目的、要表现什么内容，以什么方式表现，选择4什么制作工具等。下面以“螺旋测微器”的制作为例谈谈一个物理元件的制作。1.首先确定作元件的目的。由于螺旋测微器的使用和读数在高中的实验中是一个较难的问题，且由于学生实际使用的机会非常少，通过平时的课堂教学(介绍，练习) 学生很难完全掌握，而其读数方法则更重要，只有通过反复训练才能掌握，由于使用机会少，实际读数的机会也很少，书面的练习(由于作图的困难与不精确)也不可能很多。通过课件模拟螺旋测微器的
13、使用( 操作)及读数训练一可以提高课堂的教学效果，二可以给学生提供模拟训练的机会。2.其次是功能的设计。辅助教师讲解螺旋测微器的结构、原理、使用、读数方法，帮助学生通过模拟熟悉螺旋测微器的使用及进行读数训练。设计要达到：(1)展示每一结构及操作，(2) 无次数限制的读数训练。3.第三确定制作软件，画出草图，初步确定每一项功能的实现方式。本课件确定用 Flash 完成，计划两个场景(Sence) ，第一个场景介绍结构、使用，第二个场景进行读数训练。对于每个场景，确定其背景，作出螺旋测微器的各个部分。固定部分直接画于场景中，变动部分(即要运动的和显示变化的)做成影片剪辑(MovieClip) 。如
14、在场景 1 中将被测物、测微螺杆、可动刻度、旋钮、微调旋钮、制动钮做成影片剪辑。在场景中引入这些剪辑的实例后，用 ActionScript 控制其显示与运动。如图 4 中：a).结构介绍：将“结构介绍”的文字做成一个影片剪辑，在场景中创建一个实例，通过响应 “结构介绍”按钮的代码来控制其显示与隐藏。b).制动钮的模拟：当鼠标置于制动钮的上方时，制动钮切换“开” 、 “关”状态c).可动刻度、旋钮、微调旋钮的运动。当鼠标置于旋钮或微调旋钮的上半部分时，三者同时向左运动(即进) ，相当于用手将旋钮向左旋进；而当鼠标置于旋钮或微调旋钮的下半部分时，三者同时向右运动(即退) 。这里有两个细节：一是使用
15、旋钮进时，测微螺杆离测砧有一定距离时，即停止，此时必须换用微调旋钮才能继续前进，完全体现螺旋测微器的使用规则，当然，鼠标置于微调旋钮时，三者运动得慢些；二是为使三者运动体现转动前进的效果，可动刻度、旋钮与微调旋钮都做了两个略微不同的剪辑，在前进或后退的过程中交替显示，模拟转动效果。又如场景 2(图 5)中要实现连续转动与随机两种方式的读数，总体上确定通过每一次的_root.onEnterFrame 事件实现变量的递增以及通过该变量控制各部件( 可动刻度、各刻度线、数字等剪辑)的坐标实现连续转动；通过随机函数使变量获得一个随机读数，并通过该变量控制各部件的坐标。图 4图 554.利用制作软件的功
16、能，逐一实现预定的既定目标，并逐步测试。五、应用原则在实验模拟、显微、结构展示、过程模拟等方面，利用多媒体具有无可比拟的优势。作为教师，我们要根据一定的教学思路进行教学设计，然后确定课件的表现内容、方式，对于近几天内要上的一节课，我们不可能每一个元件、素材都自已制作，实际上也上不必要的，而且自己做的也不一定是最好的。对此我们采取“拿来主义” ，应用其他教师开发设计的允许共享的课件。如果实在找不到，也不妨自己在短时间内根据需要做一些简易的元件，这些简易元件的制作，以能说明问题为要，不求完整与软件设计、制作上的规范，自己能用就行。当然，( 网络上的) 共享资源来自于所有教师共同的奉献，众人拾柴火焰高，每个教师在使用他人提供的免费资源的同时，应尽力参与元件的开发制作。在闲暇之中，制作几个较为规范、完整的元件，为网络提供资源，也为自己以后的使用做好准备。
