基于AIR的大學物理演示實驗多媒體教學軟件制作

摘 要：多媒體教學一直是教學改革的重要組成部分，本文介紹了大學物理演示實驗多媒體教學的重要性、用AIR制作教學軟件的特點。實踐證明，用多媒體技術輔助物理演示實驗教學，與傳統教學相比較，它有利于學生提高學習興趣，理解物理概念，掌握物理規律，極大地調動學生學習的主動性和積極性，培養了學生創造能力和科學實踐精神。

關鍵詞：AIR 大學物理演示實驗 多媒體教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2012）11（b）-0193-02多媒體教學是指在教學過程中，根據教學內容和教學對象的特征，通過合理設計、選擇和運用現代教學媒體技術，并與傳統教學相組合，以多種媒體信息影響學生，達到最優化的教學效果。多媒體教學對物理演示實驗教學產生了積極作用，徹底改變了“黑板加粉筆”的傳統教學模式，為學生提供了最理想的實驗教學環境。與普通實驗教學相比，多媒體演示實驗教學具有幾大優勢：（1）多媒體具有圖、文、聲并茂甚至有活動影像，可多角度調動學生學習興趣。（2）教師可借助多媒體與學生互動，教師通過創造反思的環境，有利于學生形成新的認知結構。（3）通過多媒體技術對普通實驗資源的有益擴充，培養學生的探索、創造能力。

大學物理演示實驗課程主要面向文科學生，課程開設的主要目的是通過生動直觀的儀器演示，激發學生學習動力，掌握物理原理，并能夠用其解釋生活中遇到的各類物理現象，從而提高自身的科學素質。制作大學物理演示實驗多媒體教學軟件，以動態的展示效果、豐富的展示手段提高學生對實驗教學的興趣，并且采用的架構和實現技術使得程序具有高度的可擴展性，為進一步豐富教學方法打下了良好的基礎。

1 大學物理演示實驗多媒體教學的重要性

孔子曾說過：“知之者不如好知者，好知者不如樂知者”，這說明興趣在人的學習生活中非常重要。學習興趣是求知的內在動力，興趣并不是天生的，主要靠教師引導，充分調動學生的學習積極性和主動性。人類感官對外界信息的理解程度因刺激形式而不同，視覺占83%、聽覺11%、觸覺占3%、味覺占2%、嗅覺占1%，而綜合刺激才能產生最佳效果。若我校大學物理演示實驗室具備聲音、圖像、動畫于一體的多媒體教學資源，對學生產生多種感官刺激，使原本單調的內容變得生動有趣，激發學生對所學知識的強烈求知欲，使他們在課堂上很快進入“最佳學習狀態”和集中注意力，極大的提高了教學質量，這主要體現在以下幾個方面：（1）多媒體教學能使學生視覺、聽覺，觸覺等多種感官受到刺激，形象生動的教學內容有利學生對課程內容的理解，最大限度地汲取信息與知識。（2）教師課前制作的多媒體課件融合了理論知識和視頻圖像，這種教學資料可節省課上的板書時間，增大教學信息量，擴大教學對象視野，彌補傳統板書形式單一、內容單調的不足，極大地提高教學效率。（3）多媒體教學內容具有直觀性、互動性、可重復性、可控性、可修改等特點，教學方式十分靈活。

由于大學演示實驗教學受時間和空間的限制，教師不可能將所有相關演示實驗儀器搬至教室。工欲善其事，必先利其器，因此，教師可開發出計算機輔助演示教學軟件，以教學內容的各知識點為單元，軟件包含物理原理、動畫演示、插圖等。多媒體計算機教學軟件制作開放平臺比較多，如Authorware、Director、PowerPoint、Flash等

計算機創作工具，大學物理教師常使用PowerPoint，它應用簡單，修改方便，可編入大量文字、公式等信息。作者和計算機專業人員合作開發了以PowerPoint平臺為基礎，使用Flash player模式下運行的AIR（Adobe Integrated Runtime）程序制作了教學內容分類明確，提取信息方便的多媒體物理演示實驗教學軟件。

2 用AIR制作大學物理演示實驗多媒體教學軟件的特點

隨著互聯網應用程序即RIA（Rich Internet Application）技術的發展，Web應用為用戶提供了更加豐富、友好、高互動性的界面，其中Flex是Adobe公司推出的一系列工具和技術，利用該技術能夠建立相對健壯的客戶端描述引擎，提供內容密集、響應高速和圖形豐富的用戶界面。AIR是在Flex技術基礎上發展起來的重量級的RIA應用領域解決方案，它彌補了傳統B/S結構對于本地安全性的限制，為用戶帶來更豐富的用戶體驗。物理演示實驗視頻演示程序的實現即采用了AIR技術，通過音頻、視頻、圖片、動畫等多種多媒體形式生動地展示了物理演示實驗的過程，有效地激發學生的學習興趣。

2.1 界面特效

因為AIR程序運行于Flash Player下，因此，所有Flash動畫均可集成于程序之中，這就決定了AIR應用在界面的展示上具有獨特的優勢。在物理演示實驗視頻演示程序中用到的界面特效主要有以下幾種：一是初始界面嵌入Flash動畫按鈕，通過鼠標滑過按鈕時播放相應動畫效果突出所選科目，點擊后進入相應的展示界面；二是在各種頁面的切換過程中使用了大量特效，主要包括模糊特效、溶解特效、顯示順序特效（有上到下）、漸顯漸隱等多種切換效果，在保持程序整體風格一致的前提下豐富了顯示效果；三是程序采用不規則界面，分割圖片展示與視頻展示的不同區域。

2.2 視頻播放

視頻播放是文中程序的主要功能，因此開發易用、靈活且功能強大的播放器尤為重要。

視頻播放器的開發采用了Adobe開發團隊設計的Cairngorm框架，這是一個開發RIA應用程序的輕量級框架，它提供了類似于MVC（Model-View-Control）的框架，將設計視圖和代碼部分分開，有利于日后的升級和代碼復用。該視頻播放器支持FLV格式和H.264格式的視頻，具有視頻播放器的所有功能，包括播放、暫停、重放、音量控制、時間滑軌拖動播放、全屏播放等，同時可以通過彈出菜單打開本地視頻或將視頻拖動到播放器中進行播放。另外考慮到未來可能的升級，播放器也支持讀取網絡數據進行視頻在線播放，圖1為編寫的大學物理演示實驗多媒體軟件，左側是“手蓄電池”實驗原理，右側是該實驗視頻播放界面，兩者結合使學生在了解物理原理的同時直觀的觀察實驗現象如圖1。

2.3 圖片展示效果

大學物理演示實驗分為光學、電磁學、力學、振動與波動、熱學等幾個科目，每個科目下包含若干演示實驗。每一個演示實驗除了視頻演示外還有圖片展示，主要包括文字介紹、公式推導、現場照片等。為了使圖片展示效果生動直觀，程序采用了FlexBook控件模擬翻書效果，同時在開始翻書特效時將正在播放的視頻暫停以達到演示的最佳效果。為了滿足課堂教學需要，在圖片的翻書特效展示過程中，任意雙擊圖片即可在翻頁和全屏展示效果之間切換。如圖2所示，左側為“駐波”實驗原理，右側是該實驗原理翻頁后的效果。

2.4 擴展性

程序的擴展性主要體現在以下兩個方面：一是所有圖片、視頻、文字數據統一保持在相應演示實驗的目錄下，通過配置文件由程序進行讀取，方便今后對數據的進一步擴展；二是程序保留了訪問遠程數據的接口，未來可以建立相應的數據中心網站，通過讀取遠程數據實現程序和演示數據的更新，從而建立更加靈活、豐富的物理演示實驗展示系統。

參考文獻

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