用FLASH動畫制作高中化學虛擬實驗系統探析

王慶溶

【摘要】利用FLASH動畫的交互性，將信息技術整合到高中化學實驗教學中，制作高中化學虛擬實驗系統。該系統既可替代在實驗室完成不了的部分實驗，又可作為化學實驗的復習鞏固資料。它與傳統的演示實驗相比，有明顯的交互性優勢，學生除了觀看實驗現象，還可以用鼠標和鍵盤來組裝實驗儀器并按步驟操作實驗，體驗交互的樂趣。將FLASH化學虛擬實驗系統引入高中化學教學中，既有利于教師輔助教學，又有利于學生復習鞏固化學知識，加深理解記憶。

【關鍵詞】FLASH動畫;信息技術;化學實驗;交互

Abstract： To make high school chemistry virtual experiment system by using the interactivity of flash animation， so that information technology is integrated into high school chemistry experiment teaching . This system can not only replace some experiments that cannot be completed in the laboratory， but also be used as the review and consolidation data of chemical experiments. Compared with traditional demonstration experiments， it has obvious interactive advantages. Simultaneous interpreting the experimental phenomena， students can use mouse and keyboard to assemble experimental instruments and operate experiments according to the steps to experience the pleasure of interaction. The introduction of flash virtual experiment system into high school chemistry teaching is not only helpful to teachers' auxiliary teaching， but also conducive to students' review， consolidate chemistry knowledge， deepen understanding and memory.

Keywords： Flash animation; Information technology; Chemical experiment; interactive

一、為什么選擇用FLASH制作化學虛擬實驗系統

FLASH動畫的最大優勢就是，不僅可以制作演示型動畫，還可以實現交互。高中化學課程有大量實驗內容，受客觀條件限制，很多實驗學生不能去實驗室去做實驗，只能在課堂在看老師演示實驗過程，甚至有些實驗由于反應時間長或者反應過程危險，無法進行實驗操作，從而影響學生對知識和技能的理解與掌握。《基礎教育課程改革綱要》中明確提出：“大力推進信息技術在教學過程中的應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現教學內容的呈現方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革;充分發揮信息技術的優勢，為學生的學習和發展提供豐富多彩的教育環境和有力的學習工具”。作為信息技術教師，想到將信息技術與化學課程進行完美融合，發揮FLASH動畫交互性的優勢，為學生學習化學提供豐富多彩的資源，因此設想將高中階段涉及的一些化學實驗用FLASH動畫制作出來，并設計成交互式運行的系統，為學生學習化學提供有力幫助，因此利用FLASH動畫制作高中化學虛擬實驗系統應運而生。

二、系統使用說明介紹

該系統包括十個交互式實驗操作，分別是：“噴泉實驗”、“酸堿中和滴定”、“鐵離子的檢驗”、“原電池原理及應用”、“乙炔的制取”、“乙炔的性質”、“溴乙烷的水解”、“乙醛的性質”、“乙醛的銀鏡反應”、“乙醚的制取”。它們是高中階段幾個重要的實驗。每個實驗是一個交互式FLASH動畫，將它們放在一個網頁中，左邊設置導航條，通過超級鏈接進入到各個實驗。例如：點擊“乙炔的制取與收集”就可以進入實驗界面。初學者可以對照網頁上的“實驗說明”，將鼠標移動到操作區，拖動實驗儀器，并通過鍵盤上的左右箭頭改變儀器傾斜度，組裝好實驗器材，然后打開相應的開關，觸動操作界面的相應按鈕，就可以觀察到FLASH動畫模擬出的實驗現象。學生可以通過網頁左邊的導航條隨意切換實驗，既可以作為課前預習資料，又可以用來課后復習。該系統還包括六個模塊，它們是實驗系統的補充，主要用于化學教學和化學知識檢測，是本課題的拓展內容，包括實驗儀器、趣味體驗、知識測試、在線咨詢等模塊，作為本課題的拓展內容，留作以后完善。

三、用FLASH制作的化學虛擬實驗系統作用和優勢

（一）彌補課堂實驗演示的不足，有利于學生鞏固課堂知識，提高復習效果

在化學演示實驗中，有氣體放出、產生沉淀、發生變色等現象的實驗，如果只靠教師在講臺上做這些實驗，部分學生對實驗中產生的現象仍看不清楚，即使看清楚了，也只是在看老師操作。利用虛擬實驗系統，學生可以在課后隨時自己動手操作，拖動儀器自己組裝好實驗設備，然后再根據操作指引按正確步驟進行實驗，如同在實驗室做實驗一樣，可以參與其中，發揮主觀能動性。化學實驗是高考復習中一個重要內容，如果用常規手段進行復習，教師難以把大綱中所有要求掌握的實驗所涉及的儀器、裝置都一一畫出，也不可能把演示過的實驗再演示一次。若利用flash動畫模擬，直觀形象的再現實驗裝置、實驗過程和實驗現象，不但提高了課堂容量，還有利于加深理解記憶，達到溫故而知新的效果。

（二）可以反復多次的進行演練操作，既節省實驗成本，又不受客觀條件限制

用flash動畫模擬實驗，方便快捷，省去了準備實驗儀器和藥品的環節。學生可以先利用該系統進行模擬訓練，熟悉各個實驗步驟后再進行正式實驗，以減少實驗失敗幾率，做到安全高效。例如在學習噴泉實驗時，學生可以通過該虛擬系統中的“噴泉實驗”熟悉實驗步驟，觀察實驗現象，根據系統中的操作指示拖動實驗器材，按照實驗提示：第一步“打開夾子”，第二步“擠入少量水”即可觀察到粉色噴泉出現的實驗現象。不熟悉實驗步驟的學生還可以進行反復操作訓練。

（三）現實條件很難完成的實驗可以用FLASH動畫模擬

就現有實驗條件，許多反應速度慢、具有危險性的實驗等很難在課堂上完成，學生缺少感性認識，必須依賴信息技術手段才能解決。利用FLASH可以模擬化學反應歷程，加深學生對化學概念的理解。如“原電池原理及其應用”這個實驗，肉眼不能觀察過程，通過動畫演示，更加具體形象。例如“乙醚的制取”實驗中，乙醚是危險性氣體，具有麻醉作用，實驗室難以完成此實驗，利用該系統可以讓學生熟悉實驗過程，了解實驗現象，很好的彌補了實驗室實驗的局限性。

四、系統使用反饋

該系統在我校化學課堂上經過使用反饋，得到了老師和學生的好評，是課堂輔助教學的好助手。在進行有毒物品或者一些反應劇烈的實驗時，它起到了代替實物實驗的作用。該系統還模擬了化學反應過程中的一些微觀反應現象，對學生學習化學起到促進作用。經過動畫演示，學生學習了知識，熟悉了實驗步驟，增強了安全意識，減少了化學污染。該系統涵蓋了高中階段幾個重要的化學實驗，對于學生復習鞏固所學知識有利。通過實踐調查發現，學生也樂于接受這種新鮮的教育方式，其熱情度也相當高。學生開始逐漸喜歡上這種傳統教學與信息技術相結合的教育方式，它使得整個教學變得更加的生動和豐富起來，學生的動手動腦能力也得到提高，使得高中化學教學的有效性進一步得到保障。由此可見，信息技術與高中化學的整合，對提高高中化學實驗教學具有重要的作用。

五、系統改進策略

該系統在本校使用后，也表現出了它的局限性，在以后的教學實踐中要做以下改進：

（一）豐富系統容量

該虛擬實驗系統包括的實驗種類應該更多一點，若能將高中階段所有章節的實驗都容納進來，會讓它的功能更完善。當然，這需要一個過程，因為制作一個FLASH交互實驗，從器材的繪制、代碼的編寫到動畫的制作都需要花費大量時間。

（二）拓展運行平臺

該實驗系統是基于網頁的系統，學生主要通過鼠標和鍵盤去操作，這就存在一定的局限性。接下來要開發基于小程序或者手機app的虛擬化學實驗系統，讓學生隨時隨地用手機動動手指也能學習。

（三）改進系統靈活性提高學生參與度

現有系統中每個實驗所用到的器材一開始都呈現在屏幕上，學生只需自己動手來組建實驗儀器，按步驟完成實驗就可以觀察到實驗現象。如果能將實驗儀器放在庫中，讓學生自己從庫中選擇每個實驗所需的實驗器材，搭建自己的實驗裝置完成實驗，將會大大提高該系統的功能性，也更能體現學生自主能力，當然這需要強大的代碼來支撐，這是后續系統優化的方向。

六、小結

綜上所述，用FLASH制作的虛擬化學實驗系統對化學教學起到了較好的促進作用，彌補了傳統實驗的不足，有利于學生對實驗過程、實驗現象的了解。在化學教學方面起到了輔助作用。信息技術教學克服了傳統教學的不足，體現了現代化教學手段的優越性。FLASH動畫與化學教學的整合可以是全方位、多角度的，從教學內容的呈現方式、教師的教學方式到學生的學習方式，都可以作為整合的對象。FLASH動畫虛擬實驗系統在進行模擬化學實驗中有獨特的優越性，信息技術在化學實驗上應用的必要性和合理性，逐步受到人們的認可，也取得了不小的成績。但其過程還有很多不足，有待進一步的探索和認識。

【參考文獻】

[1] 聶長明，廖力夫，林英武，等.基于信息技術與化學學科有效整合的創人才才培養研究[J].中國電力教育，2013（23） ：20-21.

[2] 陳虹波.信息技術在高中化學實驗教學中的應用和思考[J].中國教育技術裝備，2017，（15）：149-150.

（責任編輯：伍靜儀）