尹 雄

(武漢輕工大學 藝術(shù)與傳媒學院，武漢 430024)

·軟件開發(fā)與應(yīng)用·

基于Flash技術(shù)的實驗教學課件的設(shè)計與研究

尹 雄

(武漢輕工大學 藝術(shù)與傳媒學院，武漢 430024)

以Flash為開發(fā)工具，對實驗教學課件設(shè)計與制作的設(shè)計思想、設(shè)計原則、開發(fā)流程、工具選擇及詳細設(shè)計等五個要點進行了探討和分析，并最終完成了“袋成型—充填—封口機的認知實驗”教學課件的設(shè)計與開發(fā)。該課件交互性好，質(zhì)量高，具有較強的實用性。

實驗教學；交互課件；Flash軟件；設(shè)計

在包裝機械實驗教學中，如何切實利用計算機和多媒體的虛擬仿真技術(shù)來進行虛擬實驗教學，優(yōu)化實驗教學過程，數(shù)字模擬實驗設(shè)備及其操作原理，構(gòu)建一個理論講解和實踐操作交互化、實時化、可視化和可參與性的虛擬仿真實驗教學模式[1]，提高學生上實驗課的主動性和積極性是本文研究的主要內(nèi)容。

1 包裝機械課程的性質(zhì)和特點

包裝機械是包裝工程專業(yè)的必修專業(yè)課，以理論力學、材料力學、機械設(shè)計和機械原理等課程為基礎(chǔ)。該課程在專業(yè)培養(yǎng)目標中的定位是培養(yǎng)能綜合運用基礎(chǔ)與專業(yè)知識分析和解決包裝機械設(shè)計和應(yīng)用中的各種技術(shù)問題的應(yīng)用型高級專門人才，通過課堂學習使學生能全面系統(tǒng)地掌握典型包裝機械(如封口機、灌裝機、裹包機、多功能包裝機、貼標機及捆扎機等)的功能、結(jié)構(gòu)、原理、主要零部件設(shè)計計算及使用性能等知識，通過各教學環(huán)節(jié)的密切配合，拓寬學生的知識面，提高學生分析和解決實際問題的能力，選用、設(shè)計和開發(fā)包裝機械產(chǎn)品的能力[2]。

該課程內(nèi)容量大，原理復(fù)雜，教材多是靜態(tài)的圖文，普通的課件也多是借用書中的靜態(tài)圖，導致教學過程不夠直觀，教學效率低下。因此，開發(fā)虛擬仿真課件來輔助該課程的實驗教學，就顯得尤為必要[3]。下面以“袋成型—充填—封口機的認知實驗”為例，詳解該虛擬仿真課件制作過程。

2 虛擬仿真課件設(shè)計實例

2.1 “袋成型-充填-封口機的認知實驗”的基本信息

1)實驗?zāi)康摹Ａ私獾湫偷摹按尚汀涮睢饪跈C”的機械類型；了解其主要組成部分及工作原理；建立現(xiàn)代包裝機械設(shè)計與制造意識(2個學時)。

2)實驗分組。每2人為一組，共同完成實驗和實驗報告。

3)實驗內(nèi)容。在“袋成型—充填—封口機的認知實驗”虛擬仿真課件中，通過交互操作，學習以下內(nèi)容：(1)袋成型—充填—封口機概述；(2)袋形介紹；(3)袋成型—充填—封口機類型；(4)袋成型—充填—封口機的工作原理與結(jié)構(gòu)。

2.2 設(shè)計思想

傳統(tǒng)的多媒體教學是教師利用多媒體軟件，綜合運用圖片、聲音、文字、視頻、影像等完成教學任務(wù)的一種教學方法。這些媒體共同作用可以給學生帶來多種感官的刺激，能有效地引起學生的注意，激發(fā)他們的學習興趣，進而提高課堂效率[4]?；趥鹘y(tǒng)的多媒體教學，融入虛擬仿真技術(shù)，利用其可視化、沉浸性和交互性的特點，能夠幫助學生更加快速構(gòu)建學習環(huán)境，并輔助他們掌握學習的重難點，讓學習更加直觀化、趣味化和情感化?！按尚汀涮睢饪跈C的認知實驗”虛擬仿真課件正是基于傳統(tǒng)多媒體課件基礎(chǔ)上，融入交互技術(shù)而成的。

2.3 設(shè)計原則

根據(jù)人類學習的特點以及學習理論，確定課件設(shè)計遵循以下設(shè)計原則：

1)小步子原則

即把學習內(nèi)容按照內(nèi)在邏輯分割成細小單元，確保學習者由淺入深、由易入難、循序漸進地學習。比如，制作課件時，根據(jù)知識點，把認知實驗分為4個小步驟，確保易學易用。

2)積極反應(yīng)原則

即要求學生自主學習時，每一知識點都讓學生做出積極反應(yīng)，通過選擇、填空等方式讓學生保持學習的熱情和動力。

3)情境性原則

即給學生提供與現(xiàn)實生活類似的真實情景，以利于學生在這種環(huán)境中探索或發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，以便提高學習的質(zhì)量。

4)開放性原則

主要有兩個方面：一是通過網(wǎng)絡(luò)等媒體使學生可以隨時隨地學習；二是學生可根據(jù)自己的學習程度，選擇從不同的起點開始學習[5]。

2.4 開發(fā)流程

“袋成型—充填—封口機的認知實驗”虛擬仿真課件的設(shè)計開發(fā)分為前期準備、設(shè)計開發(fā)和整合優(yōu)化三個階段，具體如下：

1)前期準備

與客戶保持良好的溝通，選擇合適的開發(fā)工具，有效理解教材，合理規(guī)劃課件的功能模塊，制定統(tǒng)一的制作規(guī)范，分解并布置任務(wù)。

2)設(shè)計開發(fā)

在前期準備充足的情況下，大量占有素材，關(guān)注友好的界面設(shè)計，繪制精致準確的構(gòu)件，建立公用的元件庫和色彩庫，添加原理正確、過渡自然的機械仿真動畫。

3)后期完善

制作完成的仿真動畫是分散獨立的，需要在軟件中進行后期的整合完善。同時，不斷測試優(yōu)化，直至客戶審查無誤。

2.5 開發(fā)工具的選擇

目前，常用于制作虛擬仿真課件的軟件有Flash、3dsmax、Solid Works、UG、Pro/e等，其中3dsmax、Solid Works、UG、Pro/e擅長于三維虛擬仿真；Flash側(cè)重于矢量二維虛擬仿真。Solid Works、UG、Pro/e在機械三維虛擬仿真中應(yīng)用非常廣泛，但其技術(shù)難度大，開發(fā)周期長，美觀度不夠。相較于以上幾種三維虛擬仿真軟件，F(xiàn)lash雖是二維動畫軟件，卻并非完全意義上的“平面二維”，可以根據(jù)開發(fā)需要，模擬出逼真的三維立體效果，完全能夠滿足課堂教學的需要。并且，用Flash設(shè)計開發(fā)的二維虛擬仿真課件具有文件小、人機交互性好、兼容性強、開發(fā)周期短、效率高、費用低等優(yōu)點[6]。因此，選擇以Flash為工具，結(jié)合系統(tǒng)化的設(shè)計思路，進行本次虛擬仿真課件的設(shè)計開發(fā)。

2.6 詳細設(shè)計

1)開發(fā)工具。Flash、Photoshop、Dreamweaver。

2)運行環(huán)境。Windows xp/7/8；Mac OS；IE6及以上。

3)詳細設(shè)計。主要涉及信息架構(gòu)、交互設(shè)計和界面設(shè)計三個方面。課件信息架構(gòu)如圖1所示，采用優(yōu)化后的層次結(jié)構(gòu)，把課件分為“歡迎模塊”“學習模塊”和“結(jié)束模塊”三大模塊，其中“內(nèi)容模塊”是重點，涵蓋了學習者需要學習的詳細內(nèi)容[7]。

圖1 課件的信息架構(gòu)和“內(nèi)容模塊”的信息架構(gòu)

“歡迎模塊”如圖2左所示，旨在為學習者營造一個輕松愉悅的學習氛圍，以代表機械的藍綠色為主色調(diào)，用博士爺爺作為擬人化的角色，有效地拉近與學習者情感上的距離，同時提醒學習者調(diào)整狀態(tài)，即將進入學習。學習者點擊交互按鈕，即可進入具體的學習頁面[8]。

圖2 歡迎模塊和結(jié)束模塊

“學習模塊”如圖3所示，主要包括“實驗基本信息”“實驗?zāi)康摹薄皩嶒瀮?nèi)容”“實驗報告”和“實驗復(fù)習”五大部分，這五部分標題以導航欄的形式布局在頁面的左邊，清晰而明確地告訴學習者本實驗需要學習的知識點。點擊導航欄后可進入該知識點的具體頁面，學習者可自主學習。其中，“實驗內(nèi)容”屬于本課件的重點部分，學習者可自由點擊觀看相關(guān)機械的仿真動畫，同時，學習者學習完知識后，可通過填空、選擇、連線題等多種形式進行有效復(fù)習，如圖4所示[9]。

圖3 學習模塊(實驗基本信息、實驗?zāi)康摹嶒瀮?nèi)容、 實驗報告、實驗復(fù)習)

圖4 實驗內(nèi)容中的機械仿真動畫及實驗復(fù)習中的選擇題、填空題、連線題

“結(jié)束模塊”如圖2右所示，繼續(xù)和學習者進行情感上的溝通，并鼓勵學習者進行下一步的學習。整個課件信息架構(gòu)良好，交互性、人性化十足，界面設(shè)計精致。

3 結(jié)束語

“袋成型—充填—封口機的認知實驗”虛擬仿真課件界面友好、使用方便、交互性好、體積小、質(zhì)量高、運行速度快，具有較強的實用性。它可以嵌到網(wǎng)頁中，通過網(wǎng)絡(luò)進行發(fā)布，瀏覽者通過網(wǎng)絡(luò)即可自主學習，具有較強的開放性和可移植性，可廣泛適用于各種包裝機械類課程的教學活動。

[1] 謝宇霞. 多媒體教學的輔助作用及發(fā)展趨勢[J]. 實驗科學與技術(shù)，2012，10(6)：94-95,177.

[2] 辛舟,龔俊,侯運豐,等.基于包裝工程課程群的多媒體課件開發(fā)[J]. 包裝工程，2004(3)：194-195.

[3] 樊玉銘，尹偉. 多媒體課件的設(shè)計制作與教學實驗的研究[J]. 實驗室科學，2007，10(1)：89-91.

[4] 孫東陽.多媒體課件界面視覺要素組織和信息有效傳遞研究[J].包裝工程，2010(8)：71-74.

[5] 李振亭.多媒體課件設(shè)計理論與實踐[M].北京：清華大學出版社，2006.

[6] 馬忠麗. 基于交互式Flash技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗平臺在自控元件實驗教學中的應(yīng)用 [J].實驗室科學，2008，11(5)：111-113.

[7] 那大成, 趙 駿. FLASH技術(shù)在有機化學實驗教學中的應(yīng)用[J]. 實驗室科學，2007，10(4)：92-93.

[8] 王仕璠,劉藝.《信息光學》多媒體課件制作體會[J]. 實驗科學與技術(shù)，2012，10(1)：122-124.

[9] 戴軍，張鋒美.基于Flash的實景虛擬漫游系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 實驗室研究與探索，2012,31(10)：78-80.

Research of Experiment Teaching Courseware Based on Flash Technology

YIN Xiong

(Department of Art and Communication, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430024, China)

The experiment teaching courseware may design by Flash software, discussed the five key points in the interactive courseware. These include idea, principles, development process, tools choice and details. Finally, we completed the whole experiment teaching courseware, which is interactively, high quality, and strong practicability.

experiment teaching; interactive courseware; Flash software; design

2013-12-23；修改日期: 2014-09-16

武漢輕工大學實驗技術(shù)基金資助項目。

尹 雄(1984-)，男，碩士，初級實驗員，主要從事虛擬仿真實驗和實驗室數(shù)字化建設(shè)的研究工作。

TP391；G434

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.06.017