测定金属的电阻率的实验预习课件的制作.docx
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测定金属的电阻率的实验预习课件的制作
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题目：
测定金属的电阻率的实验预习课件的制作
专业名称：
物理学
作者姓名：
学号：
指导老师：
目录
摘要3
引言3
1、开发工具介绍4
2、课件简介………………………………………………...................................................................4
2.1课件的主要内容4
2.2课件的总体结构设计4
3、课件的仿真性能5
3.1实验仪器的仿真5
3.2实验操作过程的仿真6
3.3实验现象的仿真6
3.4实验数据的仿真6
4、课件仿真实现7
4.1仿真动态课件主界面7
4.2建立元件库组8
4.3创建图层8
4.4编辑操作帧8
4.5添加动作按钮脚本9
5、结束语10
参考文献10
测定金属的电阻率的实验预习课件的制作
摘要：
测定金属的电阻率的实验预习课件借助图形、图像、动画、CAI仿真课件、教学视频等现代化手段，在计算机上创建一种模拟学生进行实验的高级人机交互环境。
学生不仅可以很好的熟悉实验目的、实验原理以及注意事项等实验所要求的事情，而且还可以在计算机上先做模拟仿真实验，对实验的操作先有一定的了解，这个系统提高了学生自主学习的积极性，从而较好的达到了实验基本要求。
本课件利用Photoshop和Flash软件制作的用于辅助教学的课件，在学生多次利用学习资源的同时，提高资源利用率和教学效率。
关键字：
实验仿真、预习课件、Flash、Photoshop
引言：
实验教学不仅能帮助学生形成正确的概念，加深对规律的理解，而且与课堂理论教学相比，实验课程为培养和提高学生动手实践能力、研究能力、创新意识等综合科学素质的培养提供了较好的路径。
因此，实验课程在学科教学中具有不可替代的作用。
但是随着高等教育的普及，对实验资源的需求与目前存在的实验条件不足之间的矛盾日益突出；传统实验教学模式存在不容忽视的弊端，制约了学校实验教学质量的提高；远程教育中的实验教学一直是传统远程教育的难点。
随着计算机技术、多媒体技术和网络技术的发展，网络虚拟实验室的构建成为可能。
通过网络环境实施虚拟实验，能拓宽信息渠道与流量，扩大实践活动的范围，提高教学效率。
网络虚拟实验系统不仅可以作为课堂实验教学的补充，而且为远程教育中实验教学的开展注入了新的活力。
随着计算机网络科技的不断发展，虚拟的网络实验系统在实验教学中的应用日益广泛。
美国和英国等发达国家十分重视CAI在物理实验教学中的作用，充分的利用了网络实现逼真的实验模拟。
国外许多大学都有为教学服务的CAI软件,研发水平很高，达到的质量也很好,学生在学校或者在家随时通过网络,提前进行实验预习，也可以通过校园网络虚拟仿真实验系统来很好地预习相关内容和操作步骤,不清楚的理论背景还可以通过网络向有关教师提出疑问并得到解答。
但是我国在这方面起步都比发达国家较晚。
目前，我国很多高校也研发了一些较高质量的物理实验教学CAI软件，但是基本上都在集中在高等学校内的大学物理实验和近代物理实验方面的研究和使用，在中小学实现物理网络实验预习系统几乎还是一块空白。
1.开发工具介绍
Flash是美国Macromedia公司推出的矢量图编辑动画制作软件，广泛应用于网页设计和多媒体课件制作领域【3】，为用户创建包含文本、图像、音频、视频多种媒体信息的动画作品提供了一个强大的平台。
Flash的按钮功能强大，当中动画片断和场景的跳转都可以使用按钮来实现控制，并且能够随心所欲的控制其播放和停止，在必要时还可以对图像进行修改。
故Flash已经成为了我们制作仿真系统的首要选择。
Photoshop是Adobe公司旗下最为出名的图像处理软件之一，集图像扫描、编辑修改、图像制作、广告创意，图像输入与输出于一体的图像图像处理软件，深受广大平面设计人员和电脑美术爱好者的喜爱。
2.课件简介
2.1课件的主要内容
测定金属的电阻率在高中的物理教学中属于学生的操作实验，是学生在学习了理论课后要亲自动手测量的实验。
对学生的要求比较高，从理论到实际操作，从记录数据到数据处理，要求学生懂得已学知识选择实验仪器，并且选择实验电路，进行正确的操作实验。
仿真课件包括了“实验目的”“实验原理”、“实验仪器”介绍、“实验演示”、“模拟实验”和“拓展思维”六大模块，其最主要的核心部分是“实验演示”和“模拟实验”。
图1是实验的整体图。
“实验演示”环节就像是有一位老师站在我的面前向我展示实验操作以及注意的事项，使学生身临其境。
而“模拟实验”环节就像把学生置身于实验室，有实验讲义，但是没有老师给学生做演示操作，学生要按照自己的理解与记忆进行操作。
同时还有一位叫做“Help”的老师站在一旁，如下文的图5所示，在学生遇到困难的情况下，它会随时出来知道。
真正做到既锻炼了学生的思维能力以及理解能力，又提高学生学习实验的效率。
图1实验整体模块图
2.2课件的总体结构设计
高中物理实验仿真系统的设计要符合当今中学生的特点，不仅在颜色、背景、图片等效果设计上要跟随中学生的潮流，而实验内容操作演示等更要符合新课改的思想路线。
这样才能更好的使高中物理实验仿真系统的价值凸现出来，学生从中得到乐趣的同时学到很多知识，激发学生对物理实验的兴趣爱好。
从老师方面来说，有时候利用该系统在课堂上演示也省去很多不必要的麻烦，简便轻松的达到教学目的。
在学生完成实验操作之后，课件还安排了实验思维扩展的模块，在这个模块中，主要安排高考热点，还有相关的趣味小实验，用以激发学生的学习兴趣。
3.课件的仿真性能
测定金属电阻率课件系统是通过计算机平台实现控制操作的，因此只是一个虚拟的操作平台，为了缩短了从模拟实验到实际实验的认知距离，对实验仪器、实验操作、实验现象和实验数据的获取等都要实现高仿真，这样才能为学生搭建一个良好的虚拟平台，达到实验教学的效果。
3.1实验仪器的仿真
测定金属电阻率仿真课件制作过程中需要处理很多图片，图片处理的好坏影响到整个模拟环境的逼真程度。
以下简单说明图片处理过程。
图4为使用数码相机拍摄的真实的图像，图5为使用Photoshop软件处理后的图片，该步骤可以使用套索工具或剪裁工具，对图片进行初处理，减少其所占空间。
图6为使用flash软件处理后的图片，目的是消除锯齿，美化图片，作为素材使用。
图2实验仪器图3经过处理后的仪器
3.2 实验操作过程的仿真
物理实验操作本身具有很强的控制性,在实际实验中学生对实验的操作可以很自由很容易控制，操作自如,其中“模拟实验”具有强大的仿真性.在这一环节,学生可以自己做出“拿”、“旋转”、“拨动”、“连接线路”等实际操作仪器的动作,在实验中,学生可以通过鼠标拖动实验仪器对仪器进行安装与连接，从而实现实验操作过程的仿真。
另外还加入了声音，仿真教师的亲临指导，使学生更容易理解以及进行相应的操作。
3.3 实验现象的仿真
物理是从实验现象中发现问题、进行验证、进而总结物理规律的学科，实验现象的真实性对学生对实验的理解至关重要。
本仿真课件在实验现象方面是在制作者亲身的实验操作的基础上，参考了大量的书籍，实现了现象的逼真再现。
3.4 实验数据的仿真
测定金属的电阻率仿真课件在数据来源与真是可靠的资料。
不同的金属具有不同的金属电阻率，比如：
铜和铝的电阻率分别为1.7×10—8Ω·m和2.9×10-8Ω·m（在200C时），而绝缘体的电阻率非常大，其数量级一般都在106～1016Ω·m之间，在实验中出现的现象不同，那么相应的有不同的实验数据。
对于不同的金属，本课件模拟出相应的数据，使实验数据与事实相符，这样才有利于学生养成科学的素养，培养科学精神。
4.课件仿真性能的实现
实验的相关内容是实验的指导，课件用虚拟仪器对象模块将它们用文字、图片、图形、声音等多媒体技术表现出来，使其既生动有趣、又能让学生全方位接受信息，在做实验前有充分认识准备，使学生在实验操作过程中有目的不茫然的去开始实验。
在思考拓展这一模块中展现出历年来与测定金属率相关知识的高考真题和课外趣味科学小知识，让学生意识到该实验在教学中的重要性，同时还可以帮助学生学以致用，拓宽学生的视野，丰富科学知识，培养学生学习物理知识的兴趣。
该课件的重点则是对场景、仪器的虚拟。
而实现这些仿真主要就是运用到美国Macromedia公司开发的用于矢量图形设计、动画制作的Flash软件,Flash软件的主要特点是使用矢量图形和流式播放技术。
矢量图放大后并不失真，仍然保持原有的清晰度，让人看起来有真实感和立体感。
流式播放技术使得动画可以边播放边下载，相对AVI、MPEG等格式的多媒体文件，体积又小很多，不需要安装播放程序，通用性好，播放清晰流畅。
下面主要介绍测定金属电阻率仿真课件的制作。
4.1仿真动态课件主界面
测定金属电阻率课件是采用导航式的主界面，包含实验原理、实验目的和仪器、实验内容、实验演示、模拟实验和思考拓展七大模块。
对应的每一个模块制作都具有互动功能的小窗口，当鼠标指向某模块的互动功能小窗时，显示其相应模块的主要内容。
例如鼠标指向实验仪器模块互动功能小窗，页面显示实验仪器图及子模块的链接，只要鼠标按提示点击按钮就可以实现前进返回等界面。
当鼠标指向另一模块的互动功能小窗时，动态切换到另一模块的页面。
其互动功能小窗口主要是利用Html（超文本语言）和ActionScript实现在一个web页面中多个对象链接及动态交互功能。
从而实现方便迅速地浏览整个实验的概况，控制操作方便，简单快捷。
4.2建立元件库组
元件库顾名思义就相当于一个存储仓库，它可以把图片、影片剪辑、按钮元件存放在一个库里面。
使用的对象建成Symbol（组件），可以方便地重复使用同一个对象，加快动画播放速度，缩短动画下载时间，减少动画文件体积。
为保证仿真效果，实验仪器、元件等素材我们都是使用实物图像，将课件所要用到的素材建立一个组件库，如在本实验课件中的螺旋测微器、电压表、电流表、滑线变阻器等等仪器都放在一个库里面，以便在使用时直接从库里面调出即可。
4.3创建图层
在建立好元件库组以后，接着创建图层，元件库组就相当于是在化妆间等候的演员，而图层操作界面就是表演的舞台。
Flash可以创建多个图层，每个图层命名为不同的名字，如实验原理图层、实验仪器图层等。
图层像是透明的画布，将它们按一定的顺序叠放排列，如下图4所示是测定金属电阻率的部分图层图。
图4课件制作的部分图层图
4.4编辑操作帧
动画的制作是在“时间轴”的流程中插入不同的帧。
编辑的帧是在时间轴上实现的，所谓时间轴，就是一个以时间为基础的线性进度安排表，编辑时以时间的进行为基础，一步步地安排每一个动作，动画的连贯是将图片用帧的移动表现出来的，从而实现将静止的图片转为动画，这样的仿真性能才高，因此编辑操作帧是实现实验课件仿真的关键所在。
所谓帧是最通用的动画计量单位，在不同的图层中只要同一帧对准了，就可以保证所有的动作都会在同一时间发生。
制作测定金属电阻率的部分影片剪辑涂层结构如图5所示。
图5影片剪辑图层结构
这里需要说明的，由于每个学校实验器材不同，本课件所取的材料中金属丝在已经连接好的实验器，金属丝的长度和直径参数厂家已经给出，但考虑到实验的要求，本课件还是按照具体的实验步骤来设计，金属丝的直径与长度测量步骤没有省略。
4.5添加动作按钮脚本
在测定金属电阻率课件的主界面中，每一个模块制作都具有互动功能的小窗口，这就需要编辑交互式动画。
交互式动画在于设置指定事件发生时执行的动作。
在时间轴上安置好各图层的目标对象后，打开动作窗口为指定的不同事件设置动作脚本。
在该实验课件界面中采用的是简单的交互动作即添加按钮的方式，对按钮进行编程来控制动作的前进与返回状态。
在编辑按钮时在动作中添加脚本，如下图6是在“Help”按钮添加的脚本代码为
on（release）{
_root.mnshy.m1.shou._visible=1;
}
图6Help按钮中添加的脚本代码
这样当点击“下一步”按钮时，如图7所示，蓝色的手将显示出来，学生按照提示完成相应的实验操作。
图7实验模拟过称点击“Help”后显示蓝色的手
结束语
测定金属电阻率仿真课件从仿真性、设计性、交互性各方面都达到了很好的虚拟效果。
而课件开发与运行环境与条件要求不高，符合当前中教学环境的实际，方便老师在教学中的使用，有助于提高学生完成物理实验的兴趣、主动性、积极性，有助于更好地掌握实验原理、仪器操作、实验设计思想，提高实验教学质。
参考文献
1、简宇虹、甘维达.大学物理实验操作预习系统的仿真实现.西名族学院学报（自然科学版）.2006.12（4）：
90-95
2、孙俊卿、罗云林、黄建宇.虚拟高频电路实验教学系统开发研究.现代电子.2009.20:
107—112
3、秦颖、王艳辉、康福生.普通物理实验预习检查管理系统.大学物理实.1998.1（11）：
44—46
4、赵颜.大学物理实验操作预习系统网络课程的开发与实践.高教论坛2008.6:
163—166
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