GIF動(dòng)畫在物理教學(xué)中的應(yīng)用*

莫濱

(南京市第十八中學(xué) 江蘇 南京 210022)

在信息技術(shù)日益發(fā)展的今天，多媒體手段在教學(xué)中已經(jīng)得到了普及．其中視頻、動(dòng)畫以其形象直觀的優(yōu)點(diǎn)，廣為人們采用．在日常教學(xué)中，最常見的應(yīng)用就是制作PowerPoint文件，然后將視頻、動(dòng)畫插入其中．筆者在物理教學(xué)實(shí)踐中，體會(huì)到GIF動(dòng)畫有其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)．

1 GIF動(dòng)畫介紹及來源

GIF全稱Graphics Interchange Format(可交換的圖形格式)，分為靜態(tài)GIF和動(dòng)畫GIF兩種，是一種壓縮位圖格式．GIF可插入多幀，從而實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫效果．GIF支持透明背景圖像，適用于多種操作系統(tǒng)．GIF是一種在網(wǎng)絡(luò)上非常流行的圖形文件格式，并且其專利權(quán)已經(jīng)過期，可以自由使用．

網(wǎng)頁上插入的視頻，很多時(shí)候是鏈接到外鏈，也就是鏈接到其他網(wǎng)站，經(jīng)常出現(xiàn)打不開，下不了．因此，有的網(wǎng)頁將相應(yīng)的視頻、Flash動(dòng)畫等轉(zhuǎn)化為GIF動(dòng)畫，直接顯示出來．GIF下載很方便，只要在相應(yīng)的GIF動(dòng)畫上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇“圖片另存為”即可保存，通常采用的GIF動(dòng)畫來源于此，而非自己制作．

有些網(wǎng)頁禁止提取圖像，可以改用火狐瀏覽器瀏覽網(wǎng)頁，使用“DownloadHelper”插件下載，選擇下載“所有媒體文件的鏈接”，會(huì)生成一個(gè)“medialink”文件夾，GIF文件就在其中．

2 GIF動(dòng)畫在物理教學(xué)中的應(yīng)用實(shí)例

網(wǎng)上提供的GIF動(dòng)畫，以幽默、趣味見長．這些動(dòng)畫許多和物理知識(shí)密切相關(guān)，用來解釋物理現(xiàn)象、物理原理，效果非常好．現(xiàn)結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，舉例如下．

2.1 大氣壓強(qiáng)

能夠說明大氣壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)很多，比較常見的是覆杯實(shí)驗(yàn)、馬德堡半球?qū)嶒?yàn)．馬德堡半球?qū)嶒?yàn)通常以日常生活中的塑料吸盤來說明．該實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵在于所吸附的物體表面要光滑，不能漏氣．所以在課堂上通常以玻璃和墻壁作對(duì)比進(jìn)行演示說明．

筆者在講解該內(nèi)容時(shí)，采用了一個(gè)趣味GIF動(dòng)畫，一位光頭先生正在低頭看手機(jī)，吸盤式飛鏢飛過來吸附在他頭上．教師就此解釋大氣壓，飛鏢撞擊到光頭上，皮碗邊緣不漏氣，碗內(nèi)外形成壓強(qiáng)差，就在外界大氣壓作用下被壓在光頭上．

2.2 力的作用是相互的

物體間力的作用是相互的，為了說明這個(gè)問題，一般教材舉例不外乎兩人腳踏滑板、輪滑等，然后互相推，結(jié)果兩人向相反方向運(yùn)動(dòng)；或者就是人在船上推岸，岸不動(dòng)船動(dòng)．

筆者保留的此方面GIF動(dòng)畫很多，最能說明問題的是兩位搏擊選手在比賽，其中一位選手一腿橫掃過去，結(jié)果自己小腿骨折．學(xué)生的常規(guī)理解是主動(dòng)出擊的選手施力，對(duì)手受力．教師提問該選手骨折說明什么？學(xué)生自然體會(huì)到該選手同時(shí)受到力．教師們?cè)谥v解“力的作用是相互的”這一內(nèi)容時(shí)，經(jīng)常以打架為例，進(jìn)行受力分析，但是此動(dòng)畫更加形象直觀．教師若覺得這一實(shí)例不符合向善、向美的價(jià)值取向，可以改用以下兩個(gè)實(shí)例.

(1)一臺(tái)挖掘機(jī)在船上，挖掘機(jī)的挖斗在水中向后運(yùn)動(dòng)，船就向前進(jìn)．這個(gè)動(dòng)畫跟人劃船的情形是一樣的，但是給學(xué)生的視覺沖擊力卻大不相同，挖斗向后對(duì)水施加力，水對(duì)挖斗向前施加力，如此笨重的挖掘機(jī)都能快速前進(jìn)，說明水的推力很大．

(2)一人利用水泵從湖中吸水，然后通過固定在手腳上的出水裝置向下高速噴水，在湖面上盤旋．此動(dòng)畫與火箭升空的道理是一致的，但是比火箭有趣，而且學(xué)生能夠看到水流噴出，用于說明力的作用是相互的，效果很好．

2.3 慣性問題

慣性是物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的一種性質(zhì)．慣性問題的實(shí)例很多，很多GIF動(dòng)畫和慣性有關(guān)，網(wǎng)上提供的大多是人們跌跤的動(dòng)畫．此處介紹一個(gè)和動(dòng)物有關(guān)的慣性動(dòng)畫，提供動(dòng)畫的網(wǎng)友所標(biāo)的名稱是“主人不在自己玩”．動(dòng)畫中一條狗把一只球銜到彈射機(jī)上，啟動(dòng)彈射機(jī)，球彈出，狗去追球．此動(dòng)畫和弓箭射出的道理是一樣的，球離開彈射機(jī)后繼續(xù)向前是慣性現(xiàn)象．學(xué)生反映此動(dòng)畫比弓箭直觀、有趣，在爆笑之余，加深了對(duì)慣性的理解．

人在行駛的車上跳起或者上拋一物體，將會(huì)怎樣？這是學(xué)生容易分析錯(cuò)誤的一類現(xiàn)象．筆者在教學(xué)中播放了一段GIF動(dòng)畫，一輛皮卡車在快速前進(jìn)過程中，由于顛簸，將車廂中的人不停地騰空顛起、又落下，但是人一直落在車廂中．學(xué)生體會(huì)到人由于慣性，要保持原來的速度前進(jìn)，從而落在車廂原位置上．

2.4 圓周運(yùn)動(dòng)

勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種常見的運(yùn)動(dòng)，不太好在課堂上演示，相關(guān)視頻、動(dòng)畫倒是很多，但是缺乏趣味性．筆者下載了兩個(gè)相關(guān)GIF動(dòng)畫.

(1)一只小烏龜趴在電唱機(jī)的轉(zhuǎn)盤上，隨著轉(zhuǎn)盤一直做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．

(2)一輛挖掘機(jī)的四周已經(jīng)是一片水塘，勻速旋轉(zhuǎn)的挖掘機(jī)的挖斗拉著一人在水中沖浪，該人的運(yùn)動(dòng)就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)．這兩個(gè)動(dòng)畫都很有趣，也很直觀，用來說明勻速圓周運(yùn)動(dòng)比單純的機(jī)械的勻速圓周運(yùn)動(dòng)更易為學(xué)生接受．

2.5 動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化

可以用來說明動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的GIF動(dòng)畫，大多取材于從高處迅速向下運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，尤其以滑板運(yùn)動(dòng)居多．其中最精彩的是一滑板高手腳踏滑板的挑戰(zhàn)性動(dòng)作，該高手在半圓形面內(nèi)，從高處下滑到底部后再?zèng)_到高處，這時(shí)高處另有一人遞上第二個(gè)滑板，高手再腳踏第二個(gè)滑板從高處返身滑下．這類動(dòng)畫比單擺、滾擺的實(shí)物演示或視頻，更能引起學(xué)生的興趣．學(xué)生對(duì)表演者如此高超的技藝，簡直要頂禮膜拜了．這時(shí)教師分析其中的能量轉(zhuǎn)化，學(xué)生聽得特別認(rèn)真，仿佛聽懂了其中的道理就能自己也一試身手了．

2.6 摩擦起電

教師在講到摩擦起電時(shí)，經(jīng)常要講解、演示或者讓學(xué)生操作塑料尺與頭發(fā)摩擦起電的實(shí)驗(yàn)，可以吸引碎紙屑．但是筆者采用的是一段趣味GIF動(dòng)畫，一位大一點(diǎn)的孩子手拿充氣氣球，在另一位只會(huì)爬行的嬰兒頭發(fā)上摩擦，使之帶電，然后讓氣球吸引在墻壁上．這段動(dòng)畫中，不但摩擦起電的方法有趣，而且在說明帶電體能吸引輕小物體的性質(zhì)時(shí)也比常規(guī)方法更有噱頭，吸引住氣球與吸引碎紙屑相比，吸引力要大得多，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也更明顯，更能吸引學(xué)生．

3 GIF動(dòng)畫的制作

談到動(dòng)畫的制作，GIF動(dòng)畫的制作軟件很多，現(xiàn)介紹“FormatFactory”(中文名叫“格式工廠”)這款軟件的使用方法．“格式工廠”是一款免費(fèi)軟件，不存在版權(quán)問題，該軟件支持幾乎所有類型多媒體格式到常用的幾種格式，包括GIF動(dòng)畫．

運(yùn)行“格式工廠”，在“Language”菜單中選擇簡體中文．左邊“視頻”欄目下選擇“所有轉(zhuǎn)到GIF”，打開相應(yīng)的對(duì)話框，將視頻文件拖入其中即可．點(diǎn)擊“選項(xiàng)”按鈕，打開相應(yīng)對(duì)話框，播放視頻，在視頻中分別選取“開始時(shí)間”和“結(jié)束時(shí)間”．“畫面裁剪”選項(xiàng)選取畫面中需要的部分．在“輸出配置”中可以調(diào)整“屏幕大小”和“每秒幀數(shù)”．其他設(shè)置一般不需要更改，采用默認(rèn)設(shè)置即可．回到主界面點(diǎn)擊“開始”，即可完成轉(zhuǎn)換．

4 GIF動(dòng)畫的利弊

PowerPoint中插入的視頻、動(dòng)畫有兩類．第一類是插入對(duì)象、超級(jí)鏈接方式，都需要在調(diào)用的文字或圖標(biāo)處設(shè)置鏈接，指向視頻、動(dòng)畫文件．PPT文件播放時(shí)點(diǎn)擊相應(yīng)調(diào)用區(qū)域，即可調(diào)用其他程序打開超級(jí)鏈接．第二類是直接嵌入PPT文件中，但是視頻格式只支持asf，avi，mpeg，wmv等4種格式，現(xiàn)在很常見的flv，rm等格式均無法嵌入．Flash動(dòng)畫的嵌入比較復(fù)雜，需要Shockwave Flash Object控件，如果在授課地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)沒有安裝控件的話，會(huì)導(dǎo)致播放會(huì)失?。诓捎蒙鲜龇椒〞r(shí)，除了嵌入PPT的Flash動(dòng)畫，其余均需要將被調(diào)用的文件、PPT文件連同文件夾一起復(fù)制到授課計(jì)算機(jī)，否則無法播放．我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)上下載的PPT文件，經(jīng)常遇到缺少被調(diào)用文件而不完整的情況．

相對(duì)而言，GIF動(dòng)畫的插入方法就非常簡單，只要將GIF動(dòng)畫拖入PPT中，調(diào)整好大小即可，PPT翻到這一頁就自動(dòng)開始播放．不需要專門的播放軟件，通用程度高．

嵌入PPT文件中的Flash動(dòng)畫，提取出來的難度很大，需要采用十六進(jìn)制編輯器打開PPT文件，大部分教師不具備此項(xiàng)操作能力．而GIF動(dòng)畫的提取就比較簡單，將PPT文件另存為“網(wǎng)頁(*.htm;*.html)”格式，會(huì)得到一個(gè)網(wǎng)頁文件和一個(gè)同名文件夾．打開該文件夾，就可找到GIF動(dòng)畫素材了．

但是GIF動(dòng)畫也有缺點(diǎn)：色彩數(shù)只有256色；沒有聲音；不停地循環(huán)播放，沒有暫停和停止．關(guān)于前兩個(gè)，如果只是為了說明原理，倒是無關(guān)緊要，許多物理視頻和動(dòng)畫不需要語音解說，對(duì)色彩的要求也不高，前文所舉實(shí)例均不需要音頻．第三個(gè)的確是個(gè)缺陷，為了讓GIF動(dòng)畫停下來，只要在其后插入一個(gè)空白頁，翻到下一頁即相當(dāng)于停止播放．

但是有時(shí)循環(huán)播放也能成為其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，例如上述的圓周運(yùn)動(dòng)僅僅制作轉(zhuǎn)動(dòng)一周的動(dòng)畫，播放時(shí)就成了不停地旋轉(zhuǎn)；皮卡車的一個(gè)顛簸，循環(huán)播放就成了一路顛簸．這時(shí)候反倒是便于學(xué)生不停地重復(fù)觀看，省時(shí)省力．

學(xué)會(huì)操作GIF動(dòng)畫，只是為我們多提供了一種選擇．前文列舉的GIF動(dòng)畫，都是無意中發(fā)現(xiàn)，可以很方便地嵌入到PPT中，用于課堂教學(xué)．我們沒有必要用GIF動(dòng)畫代替一切視頻、動(dòng)畫，但是當(dāng)我們一旦需要到一個(gè)陌生的環(huán)境中講課、講學(xué)時(shí)，還是建議采用GIF動(dòng)畫多制作一個(gè)備份PPT文件，作為應(yīng)急之用．

應(yīng)注意的是，動(dòng)畫雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但下載的動(dòng)畫往往刻意夸張，偏離物理內(nèi)容(概念、思想、規(guī)律)，因此，應(yīng)嚴(yán)格篩選，最好自己動(dòng)手制作，突出物理內(nèi)涵.