開放式物理化學實驗論文

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1程序設(shè)計原理

1.1課件編輯器的設(shè)計

該開發(fā)平臺對課件的設(shè)計沒有“合成”或“編譯”等過程，它是對課件資料進行組合，就像搭積木一樣，把每一個時間點應(yīng)完成的任務(wù)寫在時間點上就可以了。為了方便組合，我們特設(shè)計了一個課件編輯器。從圖中可看出，該編輯器具有所見之所得的效果，如，在時間點②，顯示2號圖片，播放2.mp3，講解實驗?zāi)康?，延長時間填多少呢？點擊時間點②后面延時計時器的“開始”，就會講解實驗?zāi)康?，講完后，再點擊“結(jié)束”，延長時間18000毫秒就自動填入了；在時間點③，顯示3號圖片，顯示1號GIF動畫，延時15000毫秒，即15秒;在時間點④，顯示4號圖片，消去1號GIF動畫，延時2000毫秒。這個編輯器還有插入幀、刪除幀、設(shè)置幀數(shù)、設(shè)置開始幀以及保存和播放等功能，有了這些功能就可靈活地組合課件，輕松地設(shè)計出所需要的課件。

1.2課件進程控制器的設(shè)計課件播放器只能按時間順序號

OrdinalNumber從頭到尾地播放課件資料，完成圖像顯示和語音解說等功能，無法控制播放進程，使用起來有點不便。課件進程控制器，能有選擇地播放課件內(nèi)容，便于學生對某些內(nèi)容進行反復性地觀看。利用VB中橫向滾動條控件HscrollBar1，見圖4下部的滾動框，將HScroll1.Max設(shè)為課件的幀數(shù)，HScroll1.Min設(shè)為1，拖動滾動滑塊可選擇開始播放的內(nèi)容，點擊講解就調(diào)用主程序從選擇的內(nèi)容開始講解。

2應(yīng)用實例

2.1雙液系氣—液平衡相圖繪制課件的設(shè)計

該實驗用回流冷凝法測定12個不同濃度的環(huán)己烷-異丙醇溶液的沸點和氣液兩相平衡的組成后，再繪出T-x相圖。實驗牽涉到的儀器多、過程雜、時間長，實驗課講短了，很多問題說不清，講長了，又耽誤做實驗的時間。為了緩解這一矛盾，我們將課件拷給學生，讓他們自由觀看，一進實驗室就做，結(jié)果，效果良好，大部分學生都能按課件的要求完成實驗任務(wù)。該實驗課件的結(jié)構(gòu)，1～2幀講解實驗?zāi)康呐c要求；3～5幀講解實驗原理，其中第5幀，用GIF動畫模擬溶液在沸點儀中平衡和分別取出平衡后氣、液兩相溶液的方法；6～8幀講環(huán)己烷-異丙醇溶液與折射率關(guān)系的標準曲線的繪制的方法，其中第7幀用錄像講解阿貝折射儀的使用方法；9～10幀講解實驗步驟；第11幀講解實驗數(shù)據(jù)處理方法和技巧；12～14幀講解實驗中要注意的問題。用多媒體課件講解實驗比較符合物理化學實驗教學的特點，圖文聲結(jié)合，能直觀形象地講清實驗?zāi)康暮蛯嶒炘?，動靜圖像結(jié)合能模擬實驗過程和演示儀器使用的方法，反復觀看可讓學生弄懂實驗的各個環(huán)節(jié)，從而達到明明白白做實驗的目的。另外用多媒體課件講解實驗，還可擴充實驗內(nèi)容，將實驗原理、儀器原理以及問題討論講得更加細致，使學生對實驗內(nèi)容有一個更加深入和全面地了解，從而達到提高學生探究問題能力的培養(yǎng)的目的。

2.2電極制備和電池電動勢測定課件的更新

該課件的結(jié)構(gòu)如圖6所示，以前使用的是SDC-Ⅱ型的電位差計，現(xiàn)在用的是EM-3C型的，課件更新時，只需修改7～12幀的內(nèi)容就可以了。更新方法是這樣的，先將新的課件資料分別放在Image、GIF、Sound和Video四個文件夾中，然后更改7～12號時間點中各點應(yīng)顯示或播放的資料，再適當調(diào)整一下時間間隔就完成了更新任務(wù)。在這一更新過程中，不需對整個課件進行重新調(diào)整，只對部分幀進行重組，顯得簡捷容易，它體現(xiàn)了開放式課件的優(yōu)勢。

2.3GIF動畫在課件中的作用

GIF動畫能將多幅圖片逐一反復地顯示在屏幕上。在物理化學實驗課件開發(fā)平臺中嵌入GIF動畫，具有得天獨厚的優(yōu)勢，它能模擬如旋轉(zhuǎn)、沸騰、鼓泡以及反復運動等過程的動作或?qū)嶒灛F(xiàn)象，使課件表現(xiàn)更加真實、設(shè)計更加容易；它能強調(diào)教學重點，用動畫的形式提醒學生關(guān)注屏幕中某些重要的內(nèi)容；它能增強課件的動感，引起學生的興趣，提高課件的感染力。例如，在溶液表面張力測定課件中，可用GIF動畫描述“滴液→鼓氣→氣泡增大→壓力增高→氣泡逸出→壓力降低”這一反復性的動作，如果平臺中沒有嵌入GIF動畫，對這一反復出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象的描述就復雜多了；在液體飽和蒸氣壓測定課件中，不銹鋼穩(wěn)壓罐上有3個閥，可用GIF動畫強調(diào)在抽氣、開關(guān)真空泵、檢漏和測量等過程中應(yīng)該開或關(guān)哪一個閥。用動畫強調(diào)的優(yōu)勢是更能引起學生的注意，從而使學生看得更明白。

2.4AVI錄像在課件中的作用

AVI是主流視頻文件，WINDOWS能直接播放它。在開發(fā)平臺中嵌入AVI播放器有利于實驗現(xiàn)象的描述、實驗過程的演示，增加學生的感性認識，提高教學的效果和效率。如燃燒熱測定實驗，實驗過程復雜，實驗步驟較多，總的來說包括四個大的部分，即：壓片、充氧、測量和數(shù)據(jù)處理，在實驗課教學中，教師要講很長時間，結(jié)果學生印象模糊，首次實驗往往是以失敗而告終。在我們的課件中將講解與錄像結(jié)合起來，實驗內(nèi)容講完后，讓學生看實驗過程錄像，這樣將理性認識與感性認識結(jié)合起來后，學生實驗基本上是一次性成功，既節(jié)約了時間，又降低了教學成本。

3結(jié)果及討論

(1)設(shè)計了依時間順序顯示課件資料的課件開發(fā)平臺，該平臺使課件開發(fā)顯得非常簡單，不需對開發(fā)者進行專門的培訓，利用編輯器將課件資料組合起來就可形成課件。

(2)該課件平臺將圖片、聲音、動畫和視頻融為一體，使課件的組合方便靈活，實驗現(xiàn)象和過程的模擬形象生動，特別適合于物理化學實驗課件的制作。

(3)將課件資料按類型分別放在Image、GIF、Sound和Video四個文件夾中，修改課件資料，調(diào)整時間間隔就可組成新的課件，這一設(shè)計方案使課件具有開放性，便于教師對課件的修改及二次開發(fā)。

(4)可用高分辨率圖片展示儀器的精細結(jié)構(gòu)、物體體內(nèi)的構(gòu)造以及實驗現(xiàn)象的模擬，可用三維圖片構(gòu)成三維立體動畫，使開發(fā)的課件更具有真實性、實用性和感染力。總之，該課件設(shè)計平臺改變了傳統(tǒng)的設(shè)計理念，將課件設(shè)計變?yōu)榱苏n件資料的組合，實現(xiàn)了開放式，使用者可依自己的需要修改或更新課件。這一課件開發(fā)平臺的推出，將會為課件開發(fā)者和使用者帶來更多的方便。

作者：徐永群 徐坦 王小兵 葉芳 單位：韶關(guān)學院 韶關(guān)市第一人民醫(yī)院設(shè)備科