Flash多媒体技术在光学实验教学中的应用

辛建英

（肇庆学院 电子信息与机电工程学院,广东 肇庆 526061）

大学光学实验具有内容多、仪器精密、调整复杂、现象难观察、实验数据要求精确等特点[1－2].实验课课时有限，要想获得理想的实验效果，教师一般会让学生先预习并写好实验预习报告，教师在课堂上进行讲解指导，学生在课后先处理数据再写出正式实验报告.由于学生只有到实验室才能接触到仪器，预习时往往对实验操作的说明难有感性认识，预习中学生对一些抽象的理论也难以理解，因而无法掌握实验原理，最终影响到他们的预习兴趣.为了完成老师布置的预习任务，学生只好机械地将实验原理搬到预习实验报告上，没有认真领会，根本达不到预习效果.教师在实验室指导实验时，多数仪器调整时无法让多人同时观察光学现象[3]，教师讲解仪器使用方法时学生看不到调整的效果，因而很难明白教师所讲的内容.由于光学实验对光学系统及环境条件的要求较高，而学生在做实验时若不能正确调整仪器就无法规范操作，所以他们一般会机械地按照教材上的实验步骤进行操作，这样虽然能得出实验结果却不能正确分析实验现象，有时还会出现实验不成功或是实验误差较大的现象，学生自己却很难找出其原因.各个环节存在的脱节现象，严重影响了实验结果的精确度，给数据处理带来困难.应用Flash多媒体技术可以将抽象和微观的现象进行直观演示，阐明许多用文字和语言难以解释的物理现象和规律，激发学生的学习兴趣，提高其学习效率.

1 Flash多媒体课件的特点[4－6]

目前，Flash已成为一种网上二维动画的事实标准.通过一段时间的研究，笔者发现Flash多媒体课件具有4个特点.

1.1 缩放不变形，界面友好，短小精悍

Flash应用了矢量图技术，所谓矢量图是使用直线和曲线描绘图形，矢量图也同样具有颜色和位置属性.当你对矢量图形进行编辑的时候，可以对表述形状的线条及曲线的属性进行修改，无论对其进行多少倍的缩放或者拉伸，图形质量都不会受影响.Flash生成的SWF动画文件很小，一般只有几千到几兆字节之间，并且Flash所制作的动画做动画素材很容易为Powerpoint和Authorware所调用，方便制作各种多媒体课件.

1.2 Flash多媒体具有很强的绘画和声音功能

Flash自带的图片处理工具功能强大，它的绘画工具齐全，色彩可以任意设计，线、圆形、渐变色等也可设定，因此可在课件上创作有立体感的图片.此外，它还可配合Macromedia的Fireworks处理多种格式的图片.Flash集成了强大的声音编辑功能，能导入多种声音格式，而且Flash播放文件中的声音文件可设定为mp3格式；因此，想做声音效果丰富的Flash课件并不困难，而且生成的课件小巧精美.

1.3 Flash编辑功能强，高度交互，资源丰富

在Flash中制作多媒体软件不可缺少的内部函数编辑功能很出色，Flash的函数编辑器可以让用户轻松地编辑所需的帧函数或元件动作函数，而这很大程度上可以通过按钮或勾选实现，使编程轻松自如，而且能保证软件的可靠性和稳定性.Flash强大的资料管理和组件技术能让教师根据教学情况自由组合课件，资源可多次重复利用.对于相同的组件对象，通过设置不同的属性及参数值，可达到不同的效果，完成不同的功能.Flash多媒体教学课件实现了“人机对话”，计算机根据使用者的操作进行不同的反映，具有很强的智能性，它能根据学习者的要求选择学习内容和控制学习节奏，能及时反馈教学信息，充分调动学习者的兴趣和潜力发挥，缩短学习时间.Flash创作教学资源非常丰富，它包括Flash软件使用手册、Flash资源网站和网上论坛，其配有教学光盘的参考书内容丰富，一般都提供示范动画源程序及其素材，优秀作品的源程序具有较强的教学示范价值，值得揣摩和品味.

1.4 Flash生成的课件使用方便

Flash生成的课件使用方便，这是Flash的最大优点.Flash制作的课件完成后导出扩展名为swf的文件，即Flash影片文件.这种文件小巧，播放也极其方便，在播放方式上，Flash采用的是插件工作方式.观众只要在某个时候安装1次插件，以后就可以快速启动并观看动画，因为Flash生成的动画文件很小，因此调用的速度非常快.

2 Flash多媒体课件在光学实验中的应用

2.1 Flash多媒体课件在分光计调整实验中的应用

分光计是光实验中常用的光学仪器，是一种精密的测角仪[7].熟练掌握分光计的调整技巧和基本使用方法是十分必要的.然而学生在预习分光计的调整与使用方法时，常因为缺乏感性认识而无法理解，在具体调节操作时感到难度大且花费时间较多.为了保证测量的精确度，实验时要让学生先对分光计进行粗调，之后再微调，按照实验步骤进行调整，直至达到实验测量要求.在传统实验模式下教师在指导学生调节仪器时，面对仪器讲操作方法，教师边讲边示范操作；但分光计的调节中出现的光学现象只能在阿贝目镜中观察到，学生无法做到在教师讲解过程中亲眼看到每一步骤，因此难以理解和接受[8].

根据分光计的调整步骤，笔者应用Flash多媒体技术分别制作了仿真实验课件，如图1所示.我们通过校园网络将其提供给学生预习时使用，让学生在预习时应用课件模拟操作仪器，学生预习到相应内容与步骤时通过点击课件进行实时操作，把抽象的概念与说明变成直观的图像与动画.学生通过仿真实验能很快掌握实验原理，记住实验仪器的操作步骤.教师上课时再用课件演示“各半调节法”，学生就能马上理解并很快将分光计调整好.这种做法缩短了实验操作时间，提高了实验效率，更重要的是激发了学生探索科学的兴趣.

2.2 Flash多媒体课件在单缝衍射实验中的应用

光的衍射现象是光的波动性的重要表现之一[9－10].当光在传播过程中经过障碍物而造成振幅或相位突变时，必然伴随衍射的发生.然而，只有当障碍物的尺寸与波长相近时，这种衍射现象才容易被观察到[11].所有光学系统，特别是成像光学系统，一般都将光波限制在一个特定的空间域内，这使得光波的传播过程实际上就是一种衍射过程，因此，单缝衍射实验是光学实验教学中必不可少的实验.由于光波波长较短，制作与此相应的衍射屏较为困难，而且实验过程中对光学系统及环境条件的要求较高，目前该实验所用仪器的功能未能尽如人意.由于多种因素的影响，实验操作难度大，结果误差也比较大，有时难以得到正确的实验结论.而利用Flash多媒体课件制作的单缝衍射实验（图2），能正确快速地进行实验仿真，让学生直观、方便地观察到模拟的实验现象.

图2 单缝衍射实验

当学生操作计算机做完用Flash多媒体制作的单缝衍射仿真实验后，很容易了解单缝衍射原理，掌握光的波动性.这样做突破了实验课时及实验仪器不足等因素的限制，将抽象难懂的概念、规律，通过实验仿真生动、形象地表现出来，使学生更易于理解实验.

3 结束语

利用Flash多媒体课件能打破空间限制，从整个实验系统的剖析到单个仪器元件的组成，学生都可以借助它进入这些物体的内部进行观察，这是电视、录像和实物所无法比拟的.利用Flash多媒体课件还可以突破时间的限制，让一些需要长时间才能观察到的变化过程，在很短的时间内就呈现给学生观察.

虽然使用Flash多媒体课件有许多益处，但多媒体课件只是辅助教学的工具和手段，不能用多媒体实验教学替代教师的教学，也不要仅仅在形式上追求多媒体教学.教师要根据教学内容进行具体分析，采用与之相适宜的教学手段.

此外还要注意不能用多媒体课件仿真实验取代真实实验.尽管仿真技术可以让学习者进入“虚拟现实”，但多媒体课件绝不可以“以假代真”.有些实验操作本身并不复杂，在实验室很容易实现；若完全采用多媒体课件会降低学生对物理环境的体验，特别是对物理实验直接的感受；因此，简单易做的实验应该在真实的实验室中进行，让学生更切实地观察、感受实验，对实验过程进行积极思考.学生通过实验可以直接获得成功与失败的体验，培养实事求是的科学态度和理性批判的科学精神.

[1] 胡昌奎,杨应平.光学实验计算机仿真平台的构建[J].大学物理实验，2011(1):69-72.

[2] 杨述武,赵立竹,沈国士.普通物理实验三光学部分[M].3版.北京:高等教育出版社,2000:3-4.

[3] 金丹青.CCD在光学实验中的应用[J].宁波广播电视大学学报,2010,8(1):120-122.

[4] 林华,姜灵敏.Flash 8.0中文版动画制作[M].广州:华南理工大学出版社,2007:1-5.

[5] 田雷.新编中文版FLASH 8入门与提高[M].西安:西北工业大学音像电子出版社,2005:5.

[6] 肖华,梁小兵.精通Flash MX 2004[M].北京:清华大学出版社,2004:3-5.

[7] 杨述武,赵立竹,沈国士.普通物理实验3光学部分[M].4版.北京:高等教育出版社,2009:8-14.

[8] 王朝阳.在物理实验教学中充分利用网络及多媒体教学体系[J].中山大学学报论丛,2004,24(3):59-61.

[9] 李学慧.大学物理实验[M].北京:高等教育出版社,2005:247-253.

[10] 江美福,方建兴.大学物理实验教程[M].北京:科学出版社,2009:222-225.

[11] 张山彪,桂维玲,孟祥省.基础物理实验[M].北京:科学出版社,2009:144-146.