用FLASH動畫制作高中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探析

王慶溶

【摘要】利用FLASH動畫的交互性，將信息技術(shù)整合到高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，制作高中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)既可替代在實(shí)驗(yàn)室完成不了的部分實(shí)驗(yàn)，又可作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)鞏固資料。它與傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)相比，有明顯的交互性優(yōu)勢，學(xué)生除了觀看實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，還可以用鼠標(biāo)和鍵盤來組裝實(shí)驗(yàn)儀器并按步驟操作實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)交互的樂趣。將FLASH化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)引入高中化學(xué)教學(xué)中，既有利于教師輔助教學(xué)，又有利于學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固化學(xué)知識，加深理解記憶。

【關(guān)鍵詞】FLASH動畫;信息技術(shù);化學(xué)實(shí)驗(yàn);交互

Abstract： To make high school chemistry virtual experiment system by using the interactivity of flash animation， so that information technology is integrated into high school chemistry experiment teaching . This system can not only replace some experiments that cannot be completed in the laboratory， but also be used as the review and consolidation data of chemical experiments. Compared with traditional demonstration experiments， it has obvious interactive advantages. Simultaneous interpreting the experimental phenomena， students can use mouse and keyboard to assemble experimental instruments and operate experiments according to the steps to experience the pleasure of interaction. The introduction of flash virtual experiment system into high school chemistry teaching is not only helpful to teachers' auxiliary teaching， but also conducive to students' review， consolidate chemistry knowledge， deepen understanding and memory.

Keywords： Flash animation; Information technology; Chemical experiment; interactive

一、為什么選擇用FLASH制作化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

FLASH動畫的最大優(yōu)勢就是，不僅可以制作演示型動畫，還可以實(shí)現(xiàn)交互。高中化學(xué)課程有大量實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，受客觀條件限制，很多實(shí)驗(yàn)學(xué)生不能去實(shí)驗(yàn)室去做實(shí)驗(yàn)，只能在課堂在看老師演示實(shí)驗(yàn)過程，甚至有些實(shí)驗(yàn)由于反應(yīng)時間長或者反應(yīng)過程危險(xiǎn)，無法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，從而影響學(xué)生對知識和技能的理解與掌握?！痘A(chǔ)教育課程改革綱要》中明確提出：“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動方式的變革;充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具”。作為信息技術(shù)教師，想到將信息技術(shù)與化學(xué)課程進(jìn)行完美融合，發(fā)揮FLASH動畫交互性的優(yōu)勢，為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)提供豐富多彩的資源，因此設(shè)想將高中階段涉及的一些化學(xué)實(shí)驗(yàn)用FLASH動畫制作出來，并設(shè)計(jì)成交互式運(yùn)行的系統(tǒng)，為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)提供有力幫助，因此利用FLASH動畫制作高中化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

二、系統(tǒng)使用說明介紹

該系統(tǒng)包括十個交互式實(shí)驗(yàn)操作，分別是：“噴泉實(shí)驗(yàn)”、“酸堿中和滴定”、“鐵離子的檢驗(yàn)”、“原電池原理及應(yīng)用”、“乙炔的制取”、“乙炔的性質(zhì)”、“溴乙烷的水解”、“乙醛的性質(zhì)”、“乙醛的銀鏡反應(yīng)”、“乙醚的制取”。它們是高中階段幾個重要的實(shí)驗(yàn)。每個實(shí)驗(yàn)是一個交互式FLASH動畫，將它們放在一個網(wǎng)頁中，左邊設(shè)置導(dǎo)航條，通過超級鏈接進(jìn)入到各個實(shí)驗(yàn)。例如：點(diǎn)擊“乙炔的制取與收集”就可以進(jìn)入實(shí)驗(yàn)界面。初學(xué)者可以對照網(wǎng)頁上的“實(shí)驗(yàn)說明”，將鼠標(biāo)移動到操作區(qū)，拖動實(shí)驗(yàn)儀器，并通過鍵盤上的左右箭頭改變儀器傾斜度，組裝好實(shí)驗(yàn)器材，然后打開相應(yīng)的開關(guān)，觸動操作界面的相應(yīng)按鈕，就可以觀察到FLASH動畫模擬出的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。學(xué)生可以通過網(wǎng)頁左邊的導(dǎo)航條隨意切換實(shí)驗(yàn)，既可以作為課前預(yù)習(xí)資料，又可以用來課后復(fù)習(xí)。該系統(tǒng)還包括六個模塊，它們是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的補(bǔ)充，主要用于化學(xué)教學(xué)和化學(xué)知識檢測，是本課題的拓展內(nèi)容，包括實(shí)驗(yàn)儀器、趣味體驗(yàn)、知識測試、在線咨詢等模塊，作為本課題的拓展內(nèi)容，留作以后完善。

三、用FLASH制作的化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)作用和優(yōu)勢

（一）彌補(bǔ)課堂實(shí)驗(yàn)演示的不足，有利于學(xué)生鞏固課堂知識，提高復(fù)習(xí)效果

在化學(xué)演示實(shí)驗(yàn)中，有氣體放出、產(chǎn)生沉淀、發(fā)生變色等現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，如果只靠教師在講臺上做這些實(shí)驗(yàn)，部分學(xué)生對實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的現(xiàn)象仍看不清楚，即使看清楚了，也只是在看老師操作。利用虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生可以在課后隨時自己動手操作，拖動儀器自己組裝好實(shí)驗(yàn)設(shè)備，然后再根據(jù)操作指引按正確步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如同在實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)一樣，可以參與其中，發(fā)揮主觀能動性?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是高考復(fù)習(xí)中一個重要內(nèi)容，如果用常規(guī)手段進(jìn)行復(fù)習(xí)，教師難以把大綱中所有要求掌握的實(shí)驗(yàn)所涉及的儀器、裝置都一一畫出，也不可能把演示過的實(shí)驗(yàn)再演示一次。若利用flash動畫模擬，直觀形象的再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不但提高了課堂容量，還有利于加深理解記憶，達(dá)到溫故而知新的效果。

（二）可以反復(fù)多次的進(jìn)行演練操作，既節(jié)省實(shí)驗(yàn)成本，又不受客觀條件限制

用flash動畫模擬實(shí)驗(yàn)，方便快捷，省去了準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的環(huán)節(jié)。學(xué)生可以先利用該系統(tǒng)進(jìn)行模擬訓(xùn)練，熟悉各個實(shí)驗(yàn)步驟后再進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)，以減少實(shí)驗(yàn)失敗幾率，做到安全高效。例如在學(xué)習(xí)噴泉實(shí)驗(yàn)時，學(xué)生可以通過該虛擬系統(tǒng)中的“噴泉實(shí)驗(yàn)”熟悉實(shí)驗(yàn)步驟，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)系統(tǒng)中的操作指示拖動實(shí)驗(yàn)器材，按照實(shí)驗(yàn)提示：第一步“打開夾子”，第二步“擠入少量水”即可觀察到粉色噴泉出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。不熟悉實(shí)驗(yàn)步驟的學(xué)生還可以進(jìn)行反復(fù)操作訓(xùn)練。

（三）現(xiàn)實(shí)條件很難完成的實(shí)驗(yàn)可以用FLASH動畫模擬

就現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，許多反應(yīng)速度慢、具有危險(xiǎn)性的實(shí)驗(yàn)等很難在課堂上完成，學(xué)生缺少感性認(rèn)識，必須依賴信息技術(shù)手段才能解決。利用FLASH可以模擬化學(xué)反應(yīng)歷程，加深學(xué)生對化學(xué)概念的理解。如“原電池原理及其應(yīng)用”這個實(shí)驗(yàn)，肉眼不能觀察過程，通過動畫演示，更加具體形象。例如“乙醚的制取”實(shí)驗(yàn)中，乙醚是危險(xiǎn)性氣體，具有麻醉作用，實(shí)驗(yàn)室難以完成此實(shí)驗(yàn)，利用該系統(tǒng)可以讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)過程，了解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，很好的彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)的局限性。

四、系統(tǒng)使用反饋

該系統(tǒng)在我?；瘜W(xué)課堂上經(jīng)過使用反饋，得到了老師和學(xué)生的好評，是課堂輔助教學(xué)的好助手。在進(jìn)行有毒物品或者一些反應(yīng)劇烈的實(shí)驗(yàn)時，它起到了代替實(shí)物實(shí)驗(yàn)的作用。該系統(tǒng)還模擬了化學(xué)反應(yīng)過程中的一些微觀反應(yīng)現(xiàn)象，對學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)起到促進(jìn)作用。經(jīng)過動畫演示，學(xué)生學(xué)習(xí)了知識，熟悉了實(shí)驗(yàn)步驟，增強(qiáng)了安全意識，減少了化學(xué)污染。該系統(tǒng)涵蓋了高中階段幾個重要的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對于學(xué)生復(fù)習(xí)鞏固所學(xué)知識有利。通過實(shí)踐調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生也樂于接受這種新鮮的教育方式，其熱情度也相當(dāng)高。學(xué)生開始逐漸喜歡上這種傳統(tǒng)教學(xué)與信息技術(shù)相結(jié)合的教育方式，它使得整個教學(xué)變得更加的生動和豐富起來，學(xué)生的動手動腦能力也得到提高，使得高中化學(xué)教學(xué)的有效性進(jìn)一步得到保障。由此可見，信息技術(shù)與高中化學(xué)的整合，對提高高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有重要的作用。

五、系統(tǒng)改進(jìn)策略

該系統(tǒng)在本校使用后，也表現(xiàn)出了它的局限性，在以后的教學(xué)實(shí)踐中要做以下改進(jìn)：

（一）豐富系統(tǒng)容量

該虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括的實(shí)驗(yàn)種類應(yīng)該更多一點(diǎn)，若能將高中階段所有章節(jié)的實(shí)驗(yàn)都容納進(jìn)來，會讓它的功能更完善。當(dāng)然，這需要一個過程，因?yàn)橹谱饕粋€FLASH交互實(shí)驗(yàn)，從器材的繪制、代碼的編寫到動畫的制作都需要花費(fèi)大量時間。

（二）拓展運(yùn)行平臺

該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是基于網(wǎng)頁的系統(tǒng)，學(xué)生主要通過鼠標(biāo)和鍵盤去操作，這就存在一定的局限性。接下來要開發(fā)基于小程序或者手機(jī)app的虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，讓學(xué)生隨時隨地用手機(jī)動動手指也能學(xué)習(xí)。

（三）改進(jìn)系統(tǒng)靈活性提高學(xué)生參與度

現(xiàn)有系統(tǒng)中每個實(shí)驗(yàn)所用到的器材一開始都呈現(xiàn)在屏幕上，學(xué)生只需自己動手來組建實(shí)驗(yàn)儀器，按步驟完成實(shí)驗(yàn)就可以觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。如果能將實(shí)驗(yàn)儀器放在庫中，讓學(xué)生自己從庫中選擇每個實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)器材，搭建自己的實(shí)驗(yàn)裝置完成實(shí)驗(yàn)，將會大大提高該系統(tǒng)的功能性，也更能體現(xiàn)學(xué)生自主能力，當(dāng)然這需要強(qiáng)大的代碼來支撐，這是后續(xù)系統(tǒng)優(yōu)化的方向。

六、小結(jié)

綜上所述，用FLASH制作的虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對化學(xué)教學(xué)起到了較好的促進(jìn)作用，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足，有利于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的了解。在化學(xué)教學(xué)方面起到了輔助作用。信息技術(shù)教學(xué)克服了傳統(tǒng)教學(xué)的不足，體現(xiàn)了現(xiàn)代化教學(xué)手段的優(yōu)越性。FLASH動畫與化學(xué)教學(xué)的整合可以是全方位、多角度的，從教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、教師的教學(xué)方式到學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，都可以作為整合的對象。FLASH動畫虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在進(jìn)行模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有獨(dú)特的優(yōu)越性，信息技術(shù)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)上應(yīng)用的必要性和合理性，逐步受到人們的認(rèn)可，也取得了不小的成績。但其過程還有很多不足，有待進(jìn)一步的探索和認(rèn)識。

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（責(zé)任編輯：伍靜儀）