曹斯 基于flash的初中物理虚拟实验课件的交互功能设计.docx
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曹斯基于flash的初中物理虚拟实验课件的交互功能设计
文献检索综合报告
基于flash的初中物理虚拟实验
课件的交互功能设计
系、专业：
11科教1班
学生姓名：
曹斯斯
学号：
1131030016
完成时间：
2012年12月3日
目 录
1．课题分析
2．检索策略
2.1选择检索工具
2.2选择检索词
2.3拟定检索式
3．检索步骤及检索结果
3.1谷歌学术搜索引擎
3.2超星电子图书
3.3中国期刊全文数据库（CNKI）
3.4中文科技期刊数据库（VIP）
3.5万方数字化期刊全文数据库
3.6国家知识产权局专利数据库
3.7springer外文全文数据库
3.8EBSCOhost外文全文数据库
3.9Scopus外文文摘数据库
4．检索效果评价
4.1 检索词的选择
4.2 检索技术
4.3 数据库的选择
5．文献综述
1.课题分析
虚拟实验是信息技术与课程整合研究进程中出现的一种新技术手段。
它通过计算机营造出一种虚拟的实验环境氛围，可以逼真地模拟出学生进行实验操作的整个过程。
在初中物理虚拟实验课件中，通过创主交互性实验仪器和场景来仿真实验，使学生经历动手操作仪器逐步完成实验的过程。
其中，交互性是衡量虚拟实验课件质量的一个重要指标，这时开发平台提出了很高的要求，既要求能模拟物理实验的真实环境，又要体现良好的交互性。
在众多仿真软件平台中，Flash具有丰富的动画功能、很小的swf文件及强大的交互性，是初中物理虚拟实验课件制作的首选开发平台。
虚拟实验的实现将有效缓解很多高校在经费、场地、器材等方面普遍面临的困难和压力，而且开展网上虚拟实验教学能够突破传统实验对“时、空”的限制，无论是学生还是教师，都可以自由、无顾虑地随时随地上网进入虚拟实验室，操作仪器，进行各种实验，有助于提高实验教学质量。
本作业利用自己这学期所学的文献检索课的知识，检索了国内有关虚拟实验及信息交互功能方面的文献，经初步整理给出一篇肤浅的文献综述，有望李老师给予指正。
2. 检索策略
2.1选择检索工具
检索工具名称
访问方式
检索年代
文献类型
谷歌搜索引擎
-2012
网页
超星电子图书
2003-2012
图书
中国期刊全文数据库（CNKI）
同上
2003-2012
期刊论文
中文科技期刊数据库（VIP）
同上
2003-2012
期刊论文
万方数字化期刊全文数据库
同上
2003-2012
期刊论文
国家知识产权局专利数据库
1985-2012
专利文献
springer外文全文数据库
2003-2012
期刊论文
EBSCOhost外文全文数据库
同上
2003-2012
期刊论文
Scopus外文文摘数据库
同上
2003-2012
期刊论文
2.2选择检索词
Ø中文关键词
从课题字面选
从课题内涵选（同义词、近义词、上下位词）
Flash
二维矢量动画软件（同义词）
初中物理
物理（上位词）
虚拟实验
仿真实验（近义词）
课件
多媒体课件（下位词）
交互功能
人机交互（下位词）
Ø英文关键词
从课题字面选
从课题内涵选
（同义词、近义词、上下位词）
Flash
二维矢量动画软件Two-dimensionalvectoranimationsoftware（同义词）
初中物理Juniorhighschoolphysics
物理Physics（上位词）
虚拟实验Virtualexperiments
仿真实验simulationexperiment（近义词）
课件Courseware
多媒体课件MultimediaCourseware（下位词）
交互功能Interactivefeatures
人机交互Human-ComputerInteraction（下位词）
2.3拟定检索式
由于不同检索工具的字段不同，因此将检索式（亦称提问式）在“检索步骤及检索结果”的各个具体检索工具中给出。
3.检索步骤及检索结果
3.1谷歌学术搜索引擎（.hk/）
3.1.1检索式
intitle:
Flash虚拟实验课件交互功能
3.1.2检索步骤与结果
1基于Flash的仿真实验课件交互功能设计[J]
罗湘南，胡平亚-中国科技信息,2006-
...引言利用网络和多媒体提高教学质量已是当前教学改革中的一个热点,其中在实验教学这一块虚拟
实验室、仿真实验是实验教学改革的一个重要方向。
而在众多仿真软件平台中,Flash具有丰富的动画
功能、很小的SWF文件及高度的交互性,是实验仿真课件制作的首选软件平台。
在用Flash....
2FLASH课件对互动教学的影响探讨
马俊-计算机技术与发展,2008-xactad.org
...的自然科学。
虽然利用ＦＬＡＳＨ课件能够进行“虚拟实验”，而且学生通过对“虚拟”实验进行“探究...
教师课堂讲授时间比较充裕，强化了对概念性基础知识的识记要求，因此本实验组（丙班...
使自己的课堂能够完成和谐的互动教学过程，从而使教学能够达到预期效果。
（３）正是由于ＦＬＡＳＨ...
3Flash拖动配对功能在交互式课件中的应用
苏仰娜-中小学电教（下半月）,2010-
...Flash拖动配对功能在交互式课件中的应用....【作者单位】：
韩山师范学院教育系;【关键词】：
拖动
交互式课件目标区域配对功能开发虚拟相机物理实验仪器交互性全过程实际应用
4基于Flash的初中化学虚拟实验课件的交互功能设计
王飞-中小学信息技术教育,2010-
虚拟实验是信息技术与课程整合研究进程中出现的一种新技术手段.它通过计算机营造出一种
虚拟的实验环境氛围,可以逼真地模拟出学生进行实验操作的整个过程.在初中化学虚拟实验课
件中,通过创设交互性实验仪器和场景来仿真实验,使学生经历动手操作仪器逐步完成实验的...
[引用][C]authorwarecaidspflash交互光路几何几何光学初中动画多媒体技术多媒体教学积件精确线型虚拟现实计算机辅助教学课件透镜高中
孙训尧-信息技术教育,2006-万方数据资源系统
5用Flash开发化学虚拟实验课件
王飞-中国教育技术装备,2010-
...王飞.【摘要】：
阐述用Flash开发的化学虚拟实验课件的设计思想和交互功能的设计,并给出交互功能
实现的部分代码。
【作者单位】：
沈阳师范大学教育技术学院;【关键词】：
虚拟实验交互教学课件
Flash【基金】：
辽宁省教育科学“十一五”规划立项课题“初中化学虚拟实验室的设计与开发...
3.2超星电子图书
3.2.1检索式
B．书名=虚拟实验*主题词=交互设计
3.2.2检索步骤与结果
用检索式B进行检索，命中0条结果
3.3中国期刊全文数据库（CNKI）
3.3.1检索式
C．篇名＝（虚拟实验+仿真实验）*（交互设计+人机交互）*（初中物理+物理）*Flash
D．篇名＝（虚拟实验）*（交互设计）*主题＝（初中物理+物理）*Flash
3.3.2检索步骤与结果
（1）用检索式C进行检索，命中77条结果，经过筛选，选择其中5条：
1【篇名】 基于Flash的虚拟实验操作交互设计研究
【作者】张学军；李刚；
【摘要】现有基于Flash的虚拟实验以演示型为主,操作交互性较差。
本文在分析当前虚拟实验操作交互设计现状的基础上,提出了一种基于Flash的虚拟实验操作交互模型,并以碱和非金属氧化物的反应为案例进行了详细分析。
最后总结了这种虚拟实验的综合性特色,并指出半自动实验报告能为学生的实验提供更好的评价。
【出处】中国远程教育DistanceEducationinChina,编辑部邮箱,2011年09期
期刊荣誉：
ASPT来源刊CJFD收录刊
【原文】该数据库提供了全文。
2【篇名】网络虚拟实验的交互设计
【作者】王荣芝；杨雪；于洪涛；
【摘要】网络虚拟实验作为远程教学中实现实验教学的重要分支,需具备较强的交互性。
以远程交互层次理论为基础从多方面对虚拟实验进行了交互性分析,提出了网络虚拟实验的交互设计模型和具体的可执行方案。
【出处】现代远距离教育ModernDistanceEducation,编辑部邮箱,2008年02期
期刊荣誉：
ASPT来源刊CJFD收录刊
【原文】该数据库提供了全文。
3【篇名】虚拟实验中复杂运动的交互与控制
【作者】李欣；
【摘要】VRML能够支持动态的、交互式的3D场景,但自身交互性不强;Java能够自由运用于3D场景,是一种高性能的程序设计语言,灵活性大、计算能力强。
两者的有机融合使动态交互三维虚拟空间成为可能。
本文就虚拟实验中复杂运动的交互与控制方法进行了研究,重点讨论了VRML的外部交互方法:
VRML中Script节点的添加、与Java的通信机制、节点中的Java程序以及执行中的调用次序。
最后给出一个虚拟物理实验——导线切割磁力线的具体实现范例。
【出处】计算机与现代化,ComputerandModernization,编辑部邮箱,2008年04期
期刊荣誉：
ASPT来源刊CJFD收录刊
【原文】该数据库提供了全文。
4【篇名】三维交互技术在虚拟实验中的应用
【作者】杨小强；杨雪；
【摘要】本文对三维交互技术进行了简要的介绍,并阐明了将三维交互技术在虚拟实验中应用的学习理论基础、应用现状和应用策略。
更多还原
【出处】中国现代教育装备,ChinaModernEducationalEquipment,编辑部邮箱,
2008年02期
期刊荣誉：
ASPT来源刊CJFD收录刊
【原文】该数据库提供了全文。
5【篇名】虚拟实验与教学应用研究
【作者】朱敏；
【摘要】随着计算机技术和网络技术的迅速发展，以及科学研究进一步深入的需要，虚拟实验技术日渐成熟和完善。
虚拟实验作为继理论研究和实验研究之后的第三种科学研究方法，对社会发展和科技进步起到了越来越重要的作用，代表着科学研究方法的重要发展方向。
教育教学改革的不断深化对实验教学在培养学生的科学研究能力和综合素质等方面提出了更高的要求。
实验教学的教学内容、教学模式、教学方法亟待革新与完善。
虚拟实验技术的成熟发展和实验教学改革的迫切需要使得虚拟实验在教学中的应用从理论研究走向了实际应用。
首先，我们以混合式学习理论为基础，进行了新的理论思考：
虚拟实验不仅是一种先进的技术手段，而且是一种新的科学研究方法。
基于以上的分析，我们从技术实现和教学应用的角度来构建虚拟实验系统，分析其技术特点在帮助学生的知识层次深度发展、知识体系广度发展以及教学模式维度发展等方面的作用；分析虚拟实验的方法特点在培养学生的创造性思维能力和互助合作精神等方面的作用。
其次，我们选择具有代表性的大学物理实验教学作为虚拟实验教学应用研究的对象，分析实验教学在教学内容、课程设置和教学模式方面的教学改革方向，以及在创新精神和团队意识方面的人才...
【出处】华东师范大学2006年10期
期刊荣誉：
ASPT来源刊CJFD收录刊
【原文】该数据库提供了全文。
3.4中文科技期刊数据库（VIP）
3.4.1检索式
E．T=（虚拟实验+仿真实验）*M=（初中物理+物理）*（课件+多媒体课件）
F．T=Flash*虚拟实验*K=（初中物理+课件+交互功能）
3.4.2检索步骤与结果
用检索式E进行检索，命中7条结果，经过筛选，选择其中4条：
1【篇名】基于Flash的虚拟物理实验研究
【作者】张海强潘林峰
【文摘】虚拟物理实验作为大学物理实验教学的一个重要组成,在高校物理实验教学中越来越受到关注。
将虚拟物理实验应用于实验教学可以弥补传统实验教学的不足,提高实验教学效果。
文中介绍了基于Flash技术开发虚拟物理实验的一个实例,探讨了虚拟物理实验开发的流程及关键技术。
实例的主体结构设计合理,界面友好,操作简单,能够满足实验教学的要求。
【出处】《实验科学与技术》2012年第1期3页184-186页
【原文】该数据库提供了全文。
2【篇名】基于Flash的虚拟大学物理实验研究
【作者】王奇枫钟兴顺潘林峰
【文摘】目前,以计算机技术为基础的虚拟大学物理实验已经成为高校物理实验教学的一个热点。
将虚拟物理实验应用于教学可以弥补传统实验教学的不足,提高实验教学效果。
以Flash8.0为平台,针对目前国内普通高校学生的水平,为大学物理实验虚拟实现了一个案例。
实验的主体结构设计合理,界面友好,操作简单,达到了实验教学的要求。
【出处】《电脑开发与应用》2010年第12期3页1-3页
【原文】该数据库提供了全文。
3【篇名】基于Flash的初中化学虚拟实验课件的交互功能设计
【作者】王飞
【文摘】虚拟实验是信息技术与课程整合研究进程中出现的一种新技术手段。
它通过计算机营造出一种虚拟的实验环境氛围,可以逼真地模拟出学生进行实验操作的整个过程。
在初中化学虚拟实验课件中,通过创设交互性实验仪器和场景来仿真实验,使学生经历动手操作仪器逐步完成实验的过程。
其中,交互性是衡量虚拟实验课件质量的一个重要指标,这对开发平台提出了很高的要求,既要求能模拟化学实验的真实环境,又要体现良好的交互性。
在众多仿真软件平台中,Flash具有丰富的动画功能、很小的swf文件及强大的交互性,是初中化学虚拟实验课件制作的首选开发平台。
本文以初中化学氧气的制取实验为例,来说明基于Flash的虚拟实验课件交互功能的设计和具体实现。
【出处】《中小学信息技术教育》2010年第9期2页91-92页
【原文】该数据库提供了全文。
4【篇名】基于交互式Flash技术的网络虚拟实验平台在自控元件实验教学中的应用
【作者】马忠丽
【文摘】此文介绍开发一套基于交互式Flash技术的自动控制元件实验网络虚拟实验平台，充分利用媒体开发软件在平台上综合运用动画、声音、图片、文字等功能。
实际运用效果证明：
该平台对于提高学生的兴趣以及实验教学质量起到了很好的作用。
【出处】《实验室科学》2008年第5期3页111-113页
【原文】该数据库提供了全文。
3.5万方数字化期刊全文数据库
3.5.1 检索式
G．论文标题=（虚拟实验+初中物理）*Flash*摘要=交互功能
3.6.2 检索步骤与结果
用检索式G进行检索，无相关节过
3.4springer外文全文数据库
3.4.1 检索式
vAdvancesearch（高级检索）
v检索字段：
title
v检索词：
flashvirtualexperimentsinteractive
3.4.2检索步骤与结果
1.
【文献类型】JournalArticle
【篇名】AsimplevideotrackingtoolforinteractiveproductdesignersandartistsusingFlash
【作者】JidongYim,JinyungPark,Tek-JinNam
【出处】InternationalJournalonInteractiveDesignandManufacturing（IJIDeM）
April2007,Volume1,Issue1,
【其他信息】pp51-53
【原文】有PDF全文
2.
【文献类型】JournalArticle
【篇名】DesignandDevelopmentofaMultimediaInteractiveLabforDistanceLearningApplicationsintheWWW
【作者】YvonneKam,SoonNyeanCheong,SuFongChien,AhHengYou
【出处】AdvancesinMultimediaInformationProcessing—PCM2002
【其他信息】Pages993-1000
【原文】有PDF全文
3.
【文献类型】JournalArticle
【篇名】Immersiveinteractivereality:
Internet-basedon-demandVRforculturalpresentation
【作者】BarnabásTakács
【出处】VirtualReality
【其他信息】Volume15,Issue4,pp267-278
【原文】有PDF全文
4.检索效果评价
4.1 检索词的选择
4.1.1 从课题字面选择
从课题字面选择的检索词，其相互间的关系多为限定关系，即利用布尔逻辑与进行组配，可提高查准率。
例如，本课题从字面选出：
Flash、虚拟实验、交互功能。
4.1.2 从课题内涵选择
一个课题如果仅从字面选择检索词，则会影响查全率。
还应当从课题的内在涵义中选择，多为同义词、近义词、上下位词，当然，也有限定词（用于进一步提高查准率）。
例如，本报告选出下列同义词：
二维矢量动画软件。
并补充了上下位词：
物理、多媒体课件、人机交互。
4.2 检索技术
4.2.1 布尔检索
所选择的检索工具都具有布尔逻辑与、逻辑或检索技术，只是具体算符的表示方法略有不同，例如google检索词之间的空格代表“布尔逻辑与”。
使用“布尔逻辑与”组配技术，缩小了检索范围，增强了检索的专指性，可提高检索信息的查准率；使用“布尔逻辑或”检索技术，扩大了检索范围，能提高检索信息的查全率。
4.2.2 限制检索
A．字段限制：
在现代检索工具中，为了确定检索词在文献记录中出现的位置，采用字段（或叫检索项、检索入口）来限制查找的范围，从而提高查全率或查准率。
下表给出在所选检索工具中拟定检索式时采用的字段。
字段名称
检索工具
篇名
关键词
摘要
主题词
篇名/
关键词
谷歌搜索引擎
网页标题
超星电子图书
书名
主题词
中国期刊全文数据库
篇名
主题
中文科技期刊数据库
T
K
M
万方期刊全文数据库
论文标题
摘要
国家知识产权局专利库
名称
摘要
Springer外文数据库
Title
Abstract
EBSCOhost外文数据库
Title
Abstract
B．年代限制：
2003－2011年。
C．匹配限制：
为提高查全率，均选用了模糊匹配检索。
4.3 数据库的选择
本报告限定在中文检索工具，均选择了综合型的检索工具，因为所选的检索工具几乎能囊括国内的文献资料。
从上述检索工具的检索情况看出，“中国期刊全文数据库”的查全率是最好的。
但从检索的查准率来看，“中文科技期刊数据库”是最好的。
“谷歌搜索引擎”、“超星电子图书”、“国家知识产权局专利库”的检索途径较少，灵活性差，而且不能限定检索时间。
“万方期刊全文数据库”的文献量较少。
5. 文献综述
随着计算机和网络技术、虚拟现实技术的发展，无论是用二维软件（如flash）还是三维软件（如3DMax、Cult3D等）开发的虚拟实验室均呈现出蓬勃发展的趋势，其中中学物理、化学及生物的虚拟实验室更为引人注目。
这些不同类型的虚拟实验室在很大程度上弥补了真实实验的缺陷和不足，推动了实验教学的发展。
但是很多虚拟实验的操作交互类型单一，常常忽略了学生与内容的交互，学生无法真正体验虚拟实验中操作交互的乐趣和价值。
从人机交互的层面上，操作交互是软件界面交互性和学生操作软件熟练程度的综合体现。
因此，虚拟实验简单化的操作交互如何转变为综合性的操作交互，是虚拟实验继续发展的基础。
一、虚拟实验操作交互设计的现状
近年网络上出现了许多优秀的虚拟实验室，例如VCM仿真实验、东师理想集团研发的初中理化生虚拟实验室、北京邮电大学网络虚拟实验室等。
同时，在理论方面对虚拟实验的交互与设计进行的探讨也有很多，但是，探讨基于Flash的虚拟实验操作交互设计的文章尚不多见。
陈丽提出的远程教学交互层次塔分析了在不同的环境下如何应用交互设计实现虚拟实验室的构建，而虚拟实验室中进行操作交互设计时，往往通过鼠标点击操作交互来展现精美的动画或者用鼠标拖动来组装实验仪器和药品。
从操作交互角度来看，已有的虚拟实验室对操作交互的设计大都比较简单。
有效的交互操作应该对不同环境的虚拟实验中所运用的交互进行分类，再考虑虚拟实验中应该运用哪些操作交互来合理搭建学生自主操作的综合性虚拟实验室，通过数据库记录每个学生实验中的操作过程和想法，在数据库中对学生的操作结果给予直接的客观性评价反馈，最后再将自动化实验报告与非自动化实验报告一起合成一份完整的半自动化实验报告。
二、基于Flash的虚拟实验操作交互设计
交互性是影响资源质量以及学习者学习成效的主要因素，也是衡量一个良好的虚拟实验设计的一个重要指标[5]。
具有学科性质的虚拟实验通过将游戏的趣味性融入知识点考核中，通过全方位的交互操作来增加学习者对实验的兴趣。
现有的基于Flash的虚拟实验，在交互上主要基于鼠标操作，目前在Flash中大量使用的交互操作主要有两类：
一类是鼠标点击型，另一类是鼠标拖动型。
单纯以这两类操作交互来完成虚拟实验的设计，形成的是以演示为主、操作为辅的虚拟实验，还无法达到具有良好交互性虚拟实验的目的。
本研究对Flash中能够使用的交互操作进行了较为细致的分类，如图1所示。
1.鼠标点击型
这是最基本的也是经常使用的操作交互，包括按钮引导型和文字引导型两类。
按钮引导型通过按钮引导来设计实验，文字引导型通过文本（静态文本或动态文本）说明来引导学生进行实验操作。
此类操作交互的交互性不强，学生用机械性的鼠标点击即可完成实验，它虚拟实验中一个必不可少的交互类型。
2.鼠标拖动型
鼠标拖动型的操作交互主要有三种形式。
第一种是匹配或拼图型，通过设定实验对象的位置，要求学生根据实验反应，将实验对象拖动到给定位置的框中。
第二种是连线型，学生将不同的实验对象用接线的方式进行连接，如中学物理的电路连接。
第三种是拖动定值型，在实验对象上面通过拖动仪器的相关操作按钮来确定相应的参数值，如滑动变阻器的值、电压表或电流表的值等。
3.文本输入型
文本输入型的操作交互主要是通过输入文本框来记录实验反应的现象和结果。
4.复制粘贴型
复制粘贴类型的操作交互是通过复制粘贴让学生随时将实验过程中的截图或对实验的所思所想以变量的形式记录下来，提交到数据库中实现。
实验完成后，学生就能够看到保存在数据库中自己的实验记录。
5.键盘按键型
这种操作交互类似于趣味性的游戏设计，通过特定的按键来进行操作，能够让学生更好地参与到实验中。
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