辛建英

（肇慶學(xué)院 電子信息與機(jī)電工程學(xué)院,廣東 肇慶 526061）

大學(xué)光學(xué)實(shí)驗(yàn)具有內(nèi)容多、儀器精密、調(diào)整復(fù)雜、現(xiàn)象難觀察、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)要求精確等特點(diǎn)[1－2].實(shí)驗(yàn)課課時(shí)有限，要想獲得理想的實(shí)驗(yàn)效果，教師一般會(huì)讓學(xué)生先預(yù)習(xí)并寫(xiě)好實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，教師在課堂上進(jìn)行講解指導(dǎo)，學(xué)生在課后先處理數(shù)據(jù)再寫(xiě)出正式實(shí)驗(yàn)報(bào)告.由于學(xué)生只有到實(shí)驗(yàn)室才能接觸到儀器，預(yù)習(xí)時(shí)往往對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的說(shuō)明難有感性認(rèn)識(shí)，預(yù)習(xí)中學(xué)生對(duì)一些抽象的理論也難以理解，因而無(wú)法掌握實(shí)驗(yàn)原理，最終影響到他們的預(yù)習(xí)興趣.為了完成老師布置的預(yù)習(xí)任務(wù)，學(xué)生只好機(jī)械地將實(shí)驗(yàn)原理搬到預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告上，沒(méi)有認(rèn)真領(lǐng)會(huì)，根本達(dá)不到預(yù)習(xí)效果.教師在實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)時(shí)，多數(shù)儀器調(diào)整時(shí)無(wú)法讓多人同時(shí)觀察光學(xué)現(xiàn)象[3]，教師講解儀器使用方法時(shí)學(xué)生看不到調(diào)整的效果，因而很難明白教師所講的內(nèi)容.由于光學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)及環(huán)境條件的要求較高，而學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)若不能正確調(diào)整儀器就無(wú)法規(guī)范操作，所以他們一般會(huì)機(jī)械地按照教材上的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，這樣雖然能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻不能正確分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)不成功或是實(shí)驗(yàn)誤差較大的現(xiàn)象，學(xué)生自己卻很難找出其原因.各個(gè)環(huán)節(jié)存在的脫節(jié)現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精確度，給數(shù)據(jù)處理帶來(lái)困難.應(yīng)用Flash多媒體技術(shù)可以將抽象和微觀的現(xiàn)象進(jìn)行直觀演示，闡明許多用文字和語(yǔ)言難以解釋的物理現(xiàn)象和規(guī)律，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其學(xué)習(xí)效率.

1 Flash多媒體課件的特點(diǎn)[4－6]

目前，F(xiàn)lash已成為一種網(wǎng)上二維動(dòng)畫(huà)的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn).通過(guò)一段時(shí)間的研究，筆者發(fā)現(xiàn)Flash多媒體課件具有4個(gè)特點(diǎn).

1.1 縮放不變形，界面友好，短小精悍

Flash應(yīng)用了矢量圖技術(shù)，所謂矢量圖是使用直線和曲線描繪圖形，矢量圖也同樣具有顏色和位置屬性.當(dāng)你對(duì)矢量圖形進(jìn)行編輯的時(shí)候，可以對(duì)表述形狀的線條及曲線的屬性進(jìn)行修改，無(wú)論對(duì)其進(jìn)行多少倍的縮放或者拉伸，圖形質(zhì)量都不會(huì)受影響.Flash生成的SWF動(dòng)畫(huà)文件很小，一般只有幾千到幾兆字節(jié)之間，并且Flash所制作的動(dòng)畫(huà)做動(dòng)畫(huà)素材很容易為Powerpoint和Authorware所調(diào)用，方便制作各種多媒體課件.

1.2 Flash多媒體具有很強(qiáng)的繪畫(huà)和聲音功能

Flash自帶的圖片處理工具功能強(qiáng)大，它的繪畫(huà)工具齊全，色彩可以任意設(shè)計(jì)，線、圓形、漸變色等也可設(shè)定，因此可在課件上創(chuàng)作有立體感的圖片.此外，它還可配合Macromedia的Fireworks處理多種格式的圖片.Flash集成了強(qiáng)大的聲音編輯功能，能導(dǎo)入多種聲音格式，而且Flash播放文件中的聲音文件可設(shè)定為mp3格式；因此，想做聲音效果豐富的Flash課件并不困難，而且生成的課件小巧精美.

1.3 Flash編輯功能強(qiáng)，高度交互，資源豐富

在Flash中制作多媒體軟件不可缺少的內(nèi)部函數(shù)編輯功能很出色，F(xiàn)lash的函數(shù)編輯器可以讓用戶輕松地編輯所需的幀函數(shù)或元件動(dòng)作函數(shù)，而這很大程度上可以通過(guò)按鈕或勾選實(shí)現(xiàn)，使編程輕松自如，而且能保證軟件的可靠性和穩(wěn)定性.Flash強(qiáng)大的資料管理和組件技術(shù)能讓教師根據(jù)教學(xué)情況自由組合課件，資源可多次重復(fù)利用.對(duì)于相同的組件對(duì)象，通過(guò)設(shè)置不同的屬性及參數(shù)值，可達(dá)到不同的效果，完成不同的功能.Flash多媒體教學(xué)課件實(shí)現(xiàn)了“人機(jī)對(duì)話”，計(jì)算機(jī)根據(jù)使用者的操作進(jìn)行不同的反映，具有很強(qiáng)的智能性，它能根據(jù)學(xué)習(xí)者的要求選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容和控制學(xué)習(xí)節(jié)奏，能及時(shí)反饋教學(xué)信息，充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的興趣和潛力發(fā)揮，縮短學(xué)習(xí)時(shí)間.Flash創(chuàng)作教學(xué)資源非常豐富，它包括Flash軟件使用手冊(cè)、Flash資源網(wǎng)站和網(wǎng)上論壇，其配有教學(xué)光盤(pán)的參考書(shū)內(nèi)容豐富，一般都提供示范動(dòng)畫(huà)源程序及其素材，優(yōu)秀作品的源程序具有較強(qiáng)的教學(xué)示范價(jià)值，值得揣摩和品味.

1.4 Flash生成的課件使用方便

Flash生成的課件使用方便，這是Flash的最大優(yōu)點(diǎn).Flash制作的課件完成后導(dǎo)出擴(kuò)展名為swf的文件，即Flash影片文件.這種文件小巧，播放也極其方便，在播放方式上，F(xiàn)lash采用的是插件工作方式.觀眾只要在某個(gè)時(shí)候安裝1次插件，以后就可以快速啟動(dòng)并觀看動(dòng)畫(huà)，因?yàn)镕lash生成的動(dòng)畫(huà)文件很小，因此調(diào)用的速度非?？?

2 Flash多媒體課件在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

2.1 Flash多媒體課件在分光計(jì)調(diào)整實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

分光計(jì)是光實(shí)驗(yàn)中常用的光學(xué)儀器，是一種精密的測(cè)角儀[7].熟練掌握分光計(jì)的調(diào)整技巧和基本使用方法是十分必要的.然而學(xué)生在預(yù)習(xí)分光計(jì)的調(diào)整與使用方法時(shí)，常因?yàn)槿狈Ω行哉J(rèn)識(shí)而無(wú)法理解，在具體調(diào)節(jié)操作時(shí)感到難度大且花費(fèi)時(shí)間較多.為了保證測(cè)量的精確度，實(shí)驗(yàn)時(shí)要讓學(xué)生先對(duì)分光計(jì)進(jìn)行粗調(diào)，之后再微調(diào)，按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行調(diào)整，直至達(dá)到實(shí)驗(yàn)測(cè)量要求.在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较陆處熢谥笇?dǎo)學(xué)生調(diào)節(jié)儀器時(shí)，面對(duì)儀器講操作方法，教師邊講邊示范操作；但分光計(jì)的調(diào)節(jié)中出現(xiàn)的光學(xué)現(xiàn)象只能在阿貝目鏡中觀察到，學(xué)生無(wú)法做到在教師講解過(guò)程中親眼看到每一步驟，因此難以理解和接受[8].

根據(jù)分光計(jì)的調(diào)整步驟，筆者應(yīng)用Flash多媒體技術(shù)分別制作了仿真實(shí)驗(yàn)課件，如圖1所示.我們通過(guò)校園網(wǎng)絡(luò)將其提供給學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)使用，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)應(yīng)用課件模擬操作儀器，學(xué)生預(yù)習(xí)到相應(yīng)內(nèi)容與步驟時(shí)通過(guò)點(diǎn)擊課件進(jìn)行實(shí)時(shí)操作，把抽象的概念與說(shuō)明變成直觀的圖像與動(dòng)畫(huà).學(xué)生通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)芎芸煺莆諏?shí)驗(yàn)原理，記住實(shí)驗(yàn)儀器的操作步驟.教師上課時(shí)再用課件演示“各半調(diào)節(jié)法”，學(xué)生就能馬上理解并很快將分光計(jì)調(diào)整好.這種做法縮短了實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間，提高了實(shí)驗(yàn)效率，更重要的是激發(fā)了學(xué)生探索科學(xué)的興趣.

2.2 Flash多媒體課件在單縫衍射實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

光的衍射現(xiàn)象是光的波動(dòng)性的重要表現(xiàn)之一[9－10].當(dāng)光在傳播過(guò)程中經(jīng)過(guò)障礙物而造成振幅或相位突變時(shí)，必然伴隨衍射的發(fā)生.然而，只有當(dāng)障礙物的尺寸與波長(zhǎng)相近時(shí)，這種衍射現(xiàn)象才容易被觀察到[11].所有光學(xué)系統(tǒng)，特別是成像光學(xué)系統(tǒng)，一般都將光波限制在一個(gè)特定的空間域內(nèi)，這使得光波的傳播過(guò)程實(shí)際上就是一種衍射過(guò)程，因此，單縫衍射實(shí)驗(yàn)是光學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中必不可少的實(shí)驗(yàn).由于光波波長(zhǎng)較短，制作與此相應(yīng)的衍射屏較為困難，而且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)光學(xué)系統(tǒng)及環(huán)境條件的要求較高，目前該實(shí)驗(yàn)所用儀器的功能未能盡如人意.由于多種因素的影響，實(shí)驗(yàn)操作難度大，結(jié)果誤差也比較大，有時(shí)難以得到正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.而利用Flash多媒體課件制作的單縫衍射實(shí)驗(yàn)（圖2），能正確快速地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真，讓學(xué)生直觀、方便地觀察到模擬的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象.

圖2 單縫衍射實(shí)驗(yàn)

當(dāng)學(xué)生操作計(jì)算機(jī)做完用Flash多媒體制作的單縫衍射仿真實(shí)驗(yàn)后，很容易了解單縫衍射原理，掌握光的波動(dòng)性.這樣做突破了實(shí)驗(yàn)課時(shí)及實(shí)驗(yàn)儀器不足等因素的限制，將抽象難懂的概念、規(guī)律，通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真生動(dòng)、形象地表現(xiàn)出來(lái)，使學(xué)生更易于理解實(shí)驗(yàn).

3 結(jié)束語(yǔ)

利用Flash多媒體課件能打破空間限制，從整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的剖析到單個(gè)儀器元件的組成，學(xué)生都可以借助它進(jìn)入這些物體的內(nèi)部進(jìn)行觀察，這是電視、錄像和實(shí)物所無(wú)法比擬的.利用Flash多媒體課件還可以突破時(shí)間的限制，讓一些需要長(zhǎng)時(shí)間才能觀察到的變化過(guò)程，在很短的時(shí)間內(nèi)就呈現(xiàn)給學(xué)生觀察.

雖然使用Flash多媒體課件有許多益處，但多媒體課件只是輔助教學(xué)的工具和手段，不能用多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)替代教師的教學(xué)，也不要僅僅在形式上追求多媒體教學(xué).教師要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行具體分析，采用與之相適宜的教學(xué)手段.

此外還要注意不能用多媒體課件仿真實(shí)驗(yàn)取代真實(shí)實(shí)驗(yàn).盡管仿真技術(shù)可以讓學(xué)習(xí)者進(jìn)入“虛擬現(xiàn)實(shí)”，但多媒體課件絕不可以“以假代真”.有些實(shí)驗(yàn)操作本身并不復(fù)雜，在實(shí)驗(yàn)室很容易實(shí)現(xiàn)；若完全采用多媒體課件會(huì)降低學(xué)生對(duì)物理環(huán)境的體驗(yàn)，特別是對(duì)物理實(shí)驗(yàn)直接的感受；因此，簡(jiǎn)單易做的實(shí)驗(yàn)應(yīng)該在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行，讓學(xué)生更切實(shí)地觀察、感受實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行積極思考.學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以直接獲得成功與失敗的體驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和理性批判的科學(xué)精神.

[1] 胡昌奎,楊應(yīng)平.光學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)的構(gòu)建[J].大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)，2011(1):69-72.

[2] 楊述武,趙立竹,沈國(guó)士.普通物理實(shí)驗(yàn)三光學(xué)部分[M].3版.北京:高等教育出版社,2000:3-4.

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