陳淑會(huì)

摘 要 利用ULEAD COOL 3D STUDIO軟件制作遺傳信息的翻譯中所需要的核糖體、mRNA、氨基酸以及肽鏈，生動(dòng)、直觀地表現(xiàn)了核糖體上蛋白質(zhì)翻譯的動(dòng)態(tài)過(guò)程。最后生成的動(dòng)畫視頻可以作為課堂教學(xué)的輔助素材，加深學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解與記憶，達(dá)到更好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 三維動(dòng)畫 遺傳信息 翻譯 動(dòng)畫設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 引言

遺傳信息的翻譯是人教版高中生物《必修2·遺傳與進(jìn)化》中的重要內(nèi)容，也是難點(diǎn)內(nèi)容，參與翻譯的物質(zhì)種類較多，學(xué)生容易記憶混亂。傳統(tǒng)的文字、圖片教學(xué)難以表現(xiàn)出動(dòng)態(tài)的翻譯過(guò)程，而Flash等軟件制作出來(lái)的動(dòng)畫又不能表現(xiàn)各物質(zhì)立體、直觀的形態(tài)。

ULEAD COOL 3D STUDIO軟件對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)人員來(lái)說(shuō)，是一款容易上手操作的三維動(dòng)畫制作軟件。利用ULEAD COOL 3D STUDIO軟件模擬遺傳信息的翻譯，生動(dòng)、直觀地展現(xiàn)翻譯過(guò)程。教師將該動(dòng)畫運(yùn)用于教學(xué)中，可以加深學(xué)生對(duì)翻譯過(guò)程中各物質(zhì)以及翻譯過(guò)程連續(xù)的印象，使學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容。

2 開發(fā)工具

開發(fā)工具為Ulead公司的COOL 3D STUDIO軟件（該軟件目前有多個(gè)版本，但基本功能相似），操作相對(duì)簡(jiǎn)單，教師經(jīng)過(guò)基本的學(xué)習(xí)之后就可以制作出滿足教學(xué)要求的動(dòng)畫視頻。最后輸出的視頻是*.avi格式，可用一般的視頻播放器播放，如Windows Media Player、暴風(fēng)影音、愛奇藝等，還可以插入到Powerpoint等文件中。

3 動(dòng)畫設(shè)計(jì)

3.1 動(dòng)畫設(shè)計(jì)思路

遺傳信息的翻譯實(shí)質(zhì)上就是在細(xì)胞質(zhì)中，以DNA轉(zhuǎn)錄出的mRNA為模板，以氨基酸為原料，在核糖體上合成多肽鏈的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中涉及的物質(zhì)較多，所以在動(dòng)畫合成之前，將mRNA、tRNA、氨基酸、核糖體、多肽鏈等物質(zhì)模型以及必要的文字說(shuō)明先制作出來(lái)，再進(jìn)行動(dòng)畫的制作。

3.2 動(dòng)畫制作

在高中階段所學(xué)習(xí)的遺傳信息的翻譯過(guò)程中，主要涉及到mRNA、tRNA、核糖體、氨基酸以及最后合成的多肽鏈。在制作過(guò)程中，以插入模型、車床對(duì)象或者插入圖形的方式，根據(jù)界面大小設(shè)置合適的尺寸，生成相應(yīng)的模型組件。有些模型組件不能用單獨(dú)的一個(gè)組件表示，如核糖體、tRNA、mRNA等，就通過(guò)多個(gè)組件組合的方式實(shí)現(xiàn)，并且在組裝過(guò)程中可以用相機(jī)查看面板、查看各組件的位置并進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。這種組合模型要在“對(duì)象管理面板”中選中各組件設(shè)置“群組對(duì)象”，這樣組合中的所有組件就變成一個(gè)整體。

基本的模型組件制作出來(lái)后，為了增加組件的立體效果，可以通過(guò)設(shè)置材質(zhì)、改變照射燈的數(shù)量或者燈光的強(qiáng)弱、組件的透明度等來(lái)實(shí)現(xiàn)；用不同的顏色表示不同的堿基、氨基酸的種類。當(dāng)然，如果想更加明確地說(shuō)明每個(gè)模型，可以通過(guò)插入文字的方式添加文字說(shuō)明。在模型制作時(shí)，最好在“對(duì)象管理面板”中將每個(gè)模型命名，以方便后期查找。

所有的模型都是在同一個(gè)界面中存在的，模型多就顯得界面比較亂，可以采用兩種方法解決這一問(wèn)題：① 用“顯示/隱藏”按鈕將制作好的模型進(jìn)行隱藏，在需要的時(shí)候在對(duì)象管理面板中根據(jù)名稱選擇組件，再設(shè)置成“顯示”即可，反之亦然；② 將制作好的模型導(dǎo)出，需要的時(shí)候再導(dǎo)入。與Flash軟件類似，也是通過(guò)在時(shí)間軸上添加相應(yīng)的關(guān)鍵幀的方式形成連續(xù)的動(dòng)畫，并在每個(gè)關(guān)鍵幀處修改各模型所需要的位置、大小等屬性，最后生成一個(gè)連續(xù)的動(dòng)態(tài)的過(guò)程。具體說(shuō)來(lái)，先根據(jù)需要在時(shí)間軸面板上設(shè)置幀數(shù)以及每秒走過(guò)的幀數(shù)，確定動(dòng)畫的總時(shí)長(zhǎng)。然后，根據(jù)翻譯過(guò)程，通過(guò)“顯示/隱藏”的方式，在時(shí)間軸面板上的各關(guān)鍵幀處調(diào)整各物質(zhì)模型的出場(chǎng)順序，以及改變模型的屬性。

最后將動(dòng)畫輸出成相應(yīng)的動(dòng)畫或視頻格式即可。如果輸出的動(dòng)畫時(shí)長(zhǎng)不符合自己的使用要求，或者某個(gè)模型需要進(jìn)行微調(diào)，可以返回到動(dòng)畫的原文件中進(jìn)行修改，再輸出視頻。

3.3 動(dòng)畫制作中關(guān)鍵事件舉例

在翻譯的起始，核糖體與mRNA結(jié)合（見圖1），tRNA攜帶相應(yīng)的氨基酸（見圖2），按照堿基互補(bǔ)配對(duì)的方式結(jié)合到mRNA上（圖3）。在實(shí)際的翻譯過(guò)程中一條mRNA上可以結(jié)合多個(gè)核糖體（見圖4），在這舉例有兩個(gè)核糖體結(jié)合到mRNA上，最后將翻譯出兩條一樣的多肽鏈（見圖5）。

4 動(dòng)畫素材在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

在課件制作過(guò)程中，可以將動(dòng)畫素材直接插入到PPT文檔中，或者以超鏈接的形式插入其中。

信息技術(shù)作為課程資源的一種，在目前的實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用很廣，比如多媒體課件、視頻等?！痘A(chǔ)教育課程改革綱要（2001年版）》中，要求大力推廣信息技術(shù)在教學(xué)中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，改變教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，利用信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生呈現(xiàn)豐富多彩的教學(xué)情境和學(xué)習(xí)工具。在高中生物課程中，某些分子和細(xì)胞水平的教學(xué)內(nèi)容不易通過(guò)實(shí)驗(yàn)直接觀察，有時(shí)實(shí)物模型并不能很好地展示某些動(dòng)態(tài)過(guò)程，如遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯、遺傳的基本規(guī)律、細(xì)胞分裂等過(guò)程，教師可以根據(jù)需要，動(dòng)手制作視頻動(dòng)畫應(yīng)用到教學(xué)中，為學(xué)生更好地理解教學(xué)內(nèi)容提供幫助。