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開放式物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)論文
1程序設(shè)計(jì)原理
1.1課件編輯器的設(shè)計(jì)
該開發(fā)平臺(tái)對(duì)課件的設(shè)計(jì)沒有“合成”或“編譯”等過程，它是對(duì)課件資料進(jìn)行組合，就像搭積木一樣，把每一個(gè)時(shí)間點(diǎn)應(yīng)完成的任務(wù)寫在時(shí)間點(diǎn)上就可以了。為了方便組合，我們特設(shè)計(jì)了一個(gè)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(shí)間點(diǎn)②，顯示2號(hào)圖片，播放2.mp3，講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，延長(zhǎng)時(shí)間填多少呢？點(diǎn)擊時(shí)間點(diǎn)②后面延時(shí)計(jì)時(shí)器的“開始”，就會(huì)講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，講完后，再點(diǎn)擊“結(jié)束”，延長(zhǎng)時(shí)間18000毫秒就自動(dòng)填入了；在時(shí)間點(diǎn)③，顯示3號(hào)圖片，顯示1號(hào)GIF動(dòng)畫，延時(shí)15000毫秒，即15秒;在時(shí)間點(diǎn)④，顯示4號(hào)圖片，消去1號(hào)GIF動(dòng)畫，延時(shí)2000毫秒。這個(gè)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(jì)出所需要的課件。
1.2課件進(jìn)程控制器的設(shè)計(jì)課件播放器只能按時(shí)間順序號(hào)
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(jìn)程，使用起來有點(diǎn)不便。課件進(jìn)程控制器，能有選擇地播放課件內(nèi)容，便于學(xué)生對(duì)某些內(nèi)容進(jìn)行反復(fù)性地觀看。利用VB中橫向滾動(dòng)條控件HscrollBar1，見圖4下部的滾動(dòng)框，將HScroll1.Max設(shè)為課件的幀數(shù)，HScroll1.Min設(shè)為1，拖動(dòng)滾動(dòng)滑塊可選擇開始播放的內(nèi)容，點(diǎn)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(shí)例
2.1雙液系氣—液平衡相圖繪制課件的設(shè)計(jì)
該實(shí)驗(yàn)用回流冷凝法測(cè)定12個(gè)不同濃度的環(huán)己烷-異丙醇溶液的沸點(diǎn)和氣液兩相平衡的組成后，再繪出T-x相圖。實(shí)驗(yàn)牽涉到的儀器多、過程雜、時(shí)間長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)課講短了，很多問題說不清，講長(zhǎng)了，又耽誤做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。為了緩解這一矛盾，我們將課件拷給學(xué)生，讓他們自由觀看，一進(jìn)實(shí)驗(yàn)室就做，結(jié)果，效果良好，大部分學(xué)生都能按課件的要求完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。該實(shí)驗(yàn)課件的結(jié)構(gòu)，1～2幀講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求；3～5幀講解實(shí)驗(yàn)原理，其中第5幀，用GIF動(dòng)畫模擬溶液在沸點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)步驟；第11幀講解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法和技巧；12～14幀講解實(shí)驗(yàn)中要注意的問題。用多媒體課件講解實(shí)驗(yàn)比較符合物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，圖文聲結(jié)合，能直觀形象地講清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理，動(dòng)靜圖像結(jié)合能模擬實(shí)驗(yàn)過程和演示儀器使用的方法，反復(fù)觀看可讓學(xué)生弄懂實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，從而達(dá)到明明白白做實(shí)驗(yàn)的目的。另外用多媒體課件講解實(shí)驗(yàn)，還可擴(kuò)充實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)原理、儀器原理以及問題討論講得更加細(xì)致，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有一個(gè)更加深入和全面地了解，從而達(dá)到提高學(xué)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(dòng)勢(shì)測(cè)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(jì)，現(xiàn)在用的是EM-3C型的，課件更新時(shí)，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(gè)文件夾中，然后更改7～12號(hào)時(shí)間點(diǎn)中各點(diǎn)應(yīng)顯示或播放的資料，再適當(dāng)調(diào)整一下時(shí)間間隔就完成了更新任務(wù)。在這一更新過程中，不需對(duì)整個(gè)課件進(jìn)行重新調(diào)整，只對(duì)部分幀進(jìn)行重組，顯得簡(jiǎn)捷容易，它體現(xiàn)了開放式課件的優(yōu)勢(shì)。
2.3GIF動(dòng)畫在課件中的作用
GIF動(dòng)畫能將多幅圖片逐一反復(fù)地顯示在屏幕上。在物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)課件開發(fā)平臺(tái)中嵌入GIF動(dòng)畫，具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，它能模擬如旋轉(zhuǎn)、沸騰、鼓泡以及反復(fù)運(yùn)動(dòng)等過程的動(dòng)作或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象，使課件表現(xiàn)更加真實(shí)、設(shè)計(jì)更加容易；它能強(qiáng)調(diào)教學(xué)重點(diǎn)，用動(dòng)畫的形式提醒學(xué)生關(guān)注屏幕中某些重要的內(nèi)容；它能增強(qiáng)課件的動(dòng)感，引起學(xué)生的興趣，提高課件的感染力。例如，在溶液表面張力測(cè)定課件中，可用GIF動(dòng)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(fù)性的動(dòng)作，如果平臺(tái)中沒有嵌入GIF動(dòng)畫，對(duì)這一反復(fù)出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述就復(fù)雜多了；在液體飽和蒸氣壓測(cè)定課件中，不銹鋼穩(wěn)壓罐上有3個(gè)閥，可用GIF動(dòng)畫強(qiáng)調(diào)在抽氣、開關(guān)真空泵、檢漏和測(cè)量等過程中應(yīng)該開或關(guān)哪一個(gè)閥。用動(dòng)畫強(qiáng)調(diào)的優(yōu)勢(shì)是更能引起學(xué)生的注意，從而使學(xué)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(tái)中嵌入AVI播放器有利于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述、實(shí)驗(yàn)過程的演示，增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，提高教學(xué)的效果和效率。如燃燒熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)步驟較多，總的來說包括四個(gè)大的部分，即：壓片、充氧、測(cè)量和數(shù)據(jù)處理，在實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中，教師要講很長(zhǎng)時(shí)間，結(jié)果學(xué)生印象模糊，首次實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容講完后，讓學(xué)生看實(shí)驗(yàn)過程錄像，這樣將理性認(rèn)識(shí)與感性認(rèn)識(shí)結(jié)合起來后，學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本上是一次性成功，既節(jié)約了時(shí)間，又降低了教學(xué)成本。
3結(jié)果及討論
(1)設(shè)計(jì)了依時(shí)間順序顯示課件資料的課件開發(fā)平臺(tái)，該平臺(tái)使課件開發(fā)顯得非常簡(jiǎn)單，不需對(duì)開發(fā)者進(jìn)行專門的培訓(xùn)，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(tái)將圖片、聲音、動(dòng)畫和視頻融為一體，使課件的組合方便靈活，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和過程的模擬形象生動(dòng)，特別適合于物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(gè)文件夾中，修改課件資料，調(diào)整時(shí)間間隔就可組成新的課件，這一設(shè)計(jì)方案使課件具有開放性，便于教師對(duì)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(xì)結(jié)構(gòu)、物體體內(nèi)的構(gòu)造以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的模擬，可用三維圖片構(gòu)成三維立體動(dòng)畫，使開發(fā)的課件更具有真實(shí)性、實(shí)用性和感染力�？傊撜n件設(shè)計(jì)平臺(tái)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念，將課件設(shè)計(jì)變?yōu)榱苏n件資料的組合，實(shí)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(tái)的推出，將會(huì)為課件開發(fā)者和使用者帶來更多的方便。
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