彭敏 李蓮云 王周 鄒小勇 陳六平

(中山大學化學與化學工程學院 廣東廣州510275)

Flash是集動畫創(chuàng)作與應用程序開發(fā)于一體的創(chuàng)作軟件。因為Flash文件非常小，所以特別適用于加工、創(chuàng)建通過Internet提供的內(nèi)容，常見于網(wǎng)頁動畫的制作。

Ozmen H等的研究證實Flash動畫在輔助學生學習化學理論或概念方面是很有效的［1］;在輔助實驗教學方面，F(xiàn)lash動畫也能起到很好的作用。實驗是實驗者進行操作的過程，操作需要載體或?qū)ο?，化學實驗中的操作載體或?qū)ο缶褪歉鞣N玻璃儀器或者測試儀器。例如在量取70mL水這個實驗操作中，實驗者的操作對象是一個100mL的量筒。故通過Flash虛擬基礎(chǔ)化學實驗操作具有可行性，并且有廣闊應用前景。Flash在化學實驗中已有廣泛應用，如賈飛云利用Flash軟件仿真模擬有機化學實驗裝置的組裝［2］;Zhang Q X等以Flash軟件為平臺，結(jié)合Photoshop軟件，制作了物理化學實驗的多媒體模擬課件，在實驗教學中取得了良好效果［3］。Flash還可用于虛擬實驗儀器設(shè)備，如劉志廣等通過Flash等軟件實現(xiàn)了離子色譜儀器的虛擬［4］。

1 Flash在實驗基本操作中的應用

1.1 實驗基本操作的重要性

基礎(chǔ)化學實驗包括無機化學實驗、分析化學實驗、有機化學實驗和物理化學實驗4大類。其中，規(guī)范的實驗操作是化學實驗成敗以及保障操作者安全的關(guān)鍵。以水的總硬度測定實驗為例，實驗過程涉及到稱量、溶解、定容、移液和滴定，基本操作包括:容量瓶、移液管和滴定管的使用等。通過實驗訓練可使學生掌握并熟練使用這些操作技能，從而獲得好的實驗結(jié)果。

1.2 實驗基本操作的Flash制作

實驗課本雖有基本操作的詳細說明，但多數(shù)是文字，只搭配了少量圖片，內(nèi)容比較抽象枯燥，學生難以掌握其中要點。為此，本文以分析化學實驗為例，挑選了一些分析實驗的常用基本操作，并通過制作Flash文件對其操作要點進行直觀展示。文中所涉及的Flash動畫制作都是用Flash MX2004軟件完成的。

圖1給出了一些分析化學實驗常用的玻璃儀器，包括:試劑瓶、滴定管、移液管、容量瓶。學生可點擊相應按鈕或儀器圖片進入相應環(huán)節(jié)。在設(shè)計儀器使用的動畫演示環(huán)節(jié)時，我們將相關(guān)操作細分成多個步驟，各步驟間通過“確認”按鈕鏈接，學生觀看完當前步驟后點擊“確認”按鈕進入下一步驟的動畫演示(圖2)。相比一氣呵成的動畫播放方式，這種具有交互性的播放方式可使學生在學習操作步驟時有充足的思考時間，加深對操作細微處的印象和了解。

圖1 基礎(chǔ)分析實驗常用玻璃儀器使用的Flash演示

圖2 Flash實現(xiàn)實驗操作步驟的控制

在滴定管使用環(huán)節(jié)上，還設(shè)定了虛擬實驗的內(nèi)容:學生可點擊滴定管的活塞進行滴定;當?shù)味ǖ竭_終點，程序給出終點提示，這時學生需要輸入滴定管的讀數(shù)，程序會根據(jù)讀數(shù)正確與否給予提示，以幫助學生掌握有效數(shù)字的概念(圖3)。

2 Flash虛擬實驗儀器的應用

基礎(chǔ)化學實驗通常也會涉及到分析和測量儀器的使用，如電子分析天平、pH計、分光光度計等。雖然在實驗課本中詳細闡述了儀器的使用原理、使用方法以及操作步驟，但僅限于文字和圖片。我們?yōu)閷W生制作了一批介紹相關(guān)儀器的Flash，其最大特點是虛擬真實的操作過程，具有良好的交互性;學生在使用時能直觀體會到儀器的具體操作過程和要點。

圖4為S22PC分光光度計操作演示Flash，從接通電源預熱開始，清楚再現(xiàn)了儀器真實操作中的每一個步驟，而且這些操作都具有交互性，并非簡單的演示。學生可以點擊波長旋鈕調(diào)整所需波長(圖5)，可以點擊儀器面板上的相關(guān)按鍵改變測試模式或進行調(diào)零和校正，儀器面板上的顯示屏會根據(jù)不同操作顯示相應的內(nèi)容(圖6)。這種虛擬實驗儀器的Flash可以在很大程度上還原儀器的真實操作過程，可使學生在正式實驗前體驗儀器的具體操作。這類Flash的良好交互性有助于激發(fā)學生的學習興趣，提高學習效果。

3 交互性Flash制作的心得

3.1 Flash元件的制作

Flash元件是制作Flash的基本要素，可分為圖形、影片剪輯和按鈕3種類型。設(shè)計Flash動畫時需制作大量的元件，制作元件所需的圖像既可用相關(guān)軟件繪制，也可由圖片或照片獲得。從真實反映儀器原貌的角度來說，照片是較好的選擇。在制作本文所述Flash時，由照片制作相關(guān)元件通常需經(jīng)過以下幾個步驟:

(1)拍攝儀器照片。在拍攝儀器照片時，并非圖像分辨率越高越好。因為分辨率高，照片占用空間大，最終制作出來的Flash會偏大，不利于保存、發(fā)布和傳播。因此，在能滿足制作Flash元件所需清晰圖片的前提下，拍攝照片時的分辨率只要稍大于所制作Flash的分辨率即可。

圖3 Flash實現(xiàn)交互性的虛擬實驗過程

圖4 S22PC分光光度計的虛擬操作Flash

圖5 Flash虛擬儀器波長的調(diào)節(jié)

圖6 Flash虛擬儀器操作面板

(2)照片的處理及圖像截取。照片通常需要進行預處理，如調(diào)節(jié)對比度，以使其清晰。從照片中截取圖像時要用到一些圖片處理軟件(如Photoshop)。在截取圖像時，先對照片進行放大再使用繩索工具或鋼筆工具，這樣能精確地截取所需的圖像。

(3)保存圖片素材。截取下來的圖片以保存為png格式為好。這種格式的圖片具有高保真性、透明性及文件體積較小等特性，在將其導入至Flash制作程序并轉(zhuǎn)化成元件時，元件的背景是透明的，可避免制作時因為元件背景的非透明而造成相互遮掩的情況。

(4)素材導入并轉(zhuǎn)化為元件。通常一個Flash會包含幾十個甚至更多的元件，因此元件的命名要有一定規(guī)律。例如命名時，影片剪輯統(tǒng)一以_mc(即MovieClip，影片剪輯)作后綴，按鈕統(tǒng)一以_btn(即Button，按鈕)作后綴，這樣既方便管理，在編寫動作腳本語言(Actionscript)時也能一目了然。

3.2 Actionscript的靈活運用

在制作具有交互性的Flash動畫時，Actionscript(AS)是必不可少的。AS是面向?qū)ο蟮木幊陶Z言，常添加在影片剪輯和按鈕上。作為交互性元件的按鈕，結(jié)合影片剪輯，再賦予一些AS語言，就可以實現(xiàn)對儀器某些功能的模擬。

如圖7，為了在Flash中模擬S22PC分光光度計的波長調(diào)節(jié)功能，我們在旋鈕上覆蓋了一個圓形按鈕(該按鈕只有感應區(qū)域，故在動畫播放過程中是不可見的)和影片剪輯xuanzhuan_mc(顯示旋鈕轉(zhuǎn)動方向的箭頭動畫)，在波長顯示框處添加了另一個影片剪輯biaochi_mc(這是一個遮罩動畫，影片播放時只可看到波長顯示框內(nèi)的內(nèi)容)，然后在圓形按鈕上添加如下AS命令(雙斜杠后面為注釋):

圖7 Flash實現(xiàn)波長調(diào)節(jié)模擬所需元件

on(press){ //添加鼠標按下時的事件

this.xuanzhuan_mc.play(); //播放提示箭頭動畫

this.xuanzhuan_mc._visible=true; //提示箭頭動畫設(shè)置為可見

this.biaochi_mc.play();} //播放波長標尺的遮罩動畫

on(release){ //添加鼠標松開時的事件

this.xuanzhuan_mc.stop(); //停止播放提示箭頭動畫

this.xuanzhuan_mc._visible=false; //提示箭頭動畫設(shè)置為不可見

this.biaochi_mc.stop();} //停止播放波長標尺的遮罩動畫

on(releaseOutside){ //添加鼠標在感應區(qū)域外松開時的事件

this.xuanzhuan_mc.stop(); //停止播放提示箭頭動畫

this.xuanzhuan_mc._visible=false; //提示箭頭動畫設(shè)置為不可見

this.biaochi_mc.stop();} //停止播放波長標尺的遮罩動畫

在AS語句的作用下，F(xiàn)lash能很逼真地模擬儀器的波長調(diào)節(jié)功能。可見，在制作交互性動畫時，只要靈活地運用AS編程，實現(xiàn)實驗儀器功能的模擬是可行的。

4 工作展望

目前，依托學院網(wǎng)絡(luò)資源共享平臺，學生可隨時訪問網(wǎng)站，下載相關(guān)Flash。2013學年開設(shè)的普通化學實驗課程包含分析實驗的內(nèi)容，學生可在實驗課前下載基礎(chǔ)分析實驗常用玻璃儀器的Flash進行預習;根據(jù)學生使用后的反饋，與教材相比，F(xiàn)lash更生動有趣，也更便于掌握操作要點。在同期開設(shè)的無機化學實驗“磺基水楊酸銅配合物穩(wěn)定常數(shù)的測定”中，主要使用S22PC分光光度計進行配合物吸光度測定，學生可以提前下載使用S22PC分光光度計的Flash，學習儀器原理和操作，從而加深對實驗的理解，有助于實驗順利進行。

計算機輔助教學是實驗教學的重要手段之一，實驗教學工作者應該充分利用計算機和網(wǎng)絡(luò)工具，給學生提供更多書本之外的有針對性的學習資料，以促進實驗教學。就我們目前的情況來說，現(xiàn)有的實驗Flash及其他資料都需要更進一步完善。例如基礎(chǔ)無機、有機實驗操作Flash已經(jīng)在制作之中，除了小型儀器之外，一些基礎(chǔ)實驗常用的大型儀器(例如紫外可見分光光度計、紅外光譜儀)的Flash虛擬也納入我們的計劃。這些內(nèi)容完成后，與其他實驗教學材料整合所形成的系統(tǒng)性資源將為基礎(chǔ)化學實驗教學工作帶來更大的便利。

［1］Ozmen H，Demircioglu H，Demircioglu G.Comput Edu，2009，52:681

［2］賈飛云.中國醫(yī)學教育技術(shù)，2010，24(2):168

［3］Zhang Q X，Wang J.Adv MaterⅠnf Technol Process，2011，271-273:1400

［4］劉志廣，劉素花，楊二霞.計算機與應用化學，2007，24(12):1696