基于Flash技术的实验教学课件的设计与研究

尹 雄

(武汉轻工大学 艺术与传媒学院，武汉 430024)

·软件开发与应用·

基于Flash技术的实验教学课件的设计与研究

尹 雄

(武汉轻工大学 艺术与传媒学院，武汉 430024)

以Flash为开发工具，对实验教学课件设计与制作的设计思想、设计原则、开发流程、工具选择及详细设计等五个要点进行了探讨和分析，并最终完成了“袋成型—充填—封口机的认知实验”教学课件的设计与开发。该课件交互性好，质量高，具有较强的实用性。

实验教学；交互课件；Flash软件；设计

在包装机械实验教学中，如何切实利用计算机和多媒体的虚拟仿真技术来进行虚拟实验教学，优化实验教学过程，数字模拟实验设备及其操作原理，构建一个理论讲解和实践操作交互化、实时化、可视化和可参与性的虚拟仿真实验教学模式[1]，提高学生上实验课的主动性和积极性是本文研究的主要内容。

1 包装机械课程的性质和特点

包装机械是包装工程专业的必修专业课，以理论力学、材料力学、机械设计和机械原理等课程为基础。该课程在专业培养目标中的定位是培养能综合运用基础与专业知识分析和解决包装机械设计和应用中的各种技术问题的应用型高级专门人才，通过课堂学习使学生能全面系统地掌握典型包装机械(如封口机、灌装机、裹包机、多功能包装机、贴标机及捆扎机等)的功能、结构、原理、主要零部件设计计算及使用性能等知识，通过各教学环节的密切配合，拓宽学生的知识面，提高学生分析和解决实际问题的能力，选用、设计和开发包装机械产品的能力[2]。

该课程内容量大，原理复杂，教材多是静态的图文，普通的课件也多是借用书中的静态图，导致教学过程不够直观，教学效率低下。因此，开发虚拟仿真课件来辅助该课程的实验教学，就显得尤为必要[3]。下面以“袋成型—充填—封口机的认知实验”为例，详解该虚拟仿真课件制作过程。

2 虚拟仿真课件设计实例

2.1 “袋成型-充填-封口机的认知实验”的基本信息

1)实验目的。了解典型的“袋成型—充填—封口机”的机械类型；了解其主要组成部分及工作原理；建立现代包装机械设计与制造意识(2个学时)。

2)实验分组。每2人为一组，共同完成实验和实验报告。

3)实验内容。在“袋成型—充填—封口机的认知实验”虚拟仿真课件中，通过交互操作，学习以下内容：(1)袋成型—充填—封口机概述；(2)袋形介绍；(3)袋成型—充填—封口机类型；(4)袋成型—充填—封口机的工作原理与结构。

2.2 设计思想

传统的多媒体教学是教师利用多媒体软件，综合运用图片、声音、文字、视频、影像等完成教学任务的一种教学方法。这些媒体共同作用可以给学生带来多种感官的刺激，能有效地引起学生的注意，激发他们的学习兴趣，进而提高课堂效率[4]。基于传统的多媒体教学，融入虚拟仿真技术，利用其可视化、沉浸性和交互性的特点，能够帮助学生更加快速构建学习环境，并辅助他们掌握学习的重难点，让学习更加直观化、趣味化和情感化。“袋成型—充填—封口机的认知实验”虚拟仿真课件正是基于传统多媒体课件基础上，融入交互技术而成的。

2.3 设计原则

根据人类学习的特点以及学习理论，确定课件设计遵循以下设计原则：

1)小步子原则

即把学习内容按照内在逻辑分割成细小单元，确保学习者由浅入深、由易入难、循序渐进地学习。比如，制作课件时，根据知识点，把认知实验分为4个小步骤，确保易学易用。

2)积极反应原则

即要求学生自主学习时，每一知识点都让学生做出积极反应，通过选择、填空等方式让学生保持学习的热情和动力。

3)情境性原则

即给学生提供与现实生活类似的真实情景，以利于学生在这种环境中探索或发现问题、解决问题，以便提高学习的质量。

4)开放性原则

主要有两个方面：一是通过网络等媒体使学生可以随时随地学习；二是学生可根据自己的学习程度，选择从不同的起点开始学习[5]。

2.4 开发流程

“袋成型—充填—封口机的认知实验”虚拟仿真课件的设计开发分为前期准备、设计开发和整合优化三个阶段，具体如下：

1)前期准备

与客户保持良好的沟通，选择合适的开发工具，有效理解教材，合理规划课件的功能模块，制定统一的制作规范，分解并布置任务。

2)设计开发

在前期准备充足的情况下，大量占有素材，关注友好的界面设计，绘制精致准确的构件，建立公用的元件库和色彩库，添加原理正确、过渡自然的机械仿真动画。

3)后期完善

制作完成的仿真动画是分散独立的，需要在软件中进行后期的整合完善。同时，不断测试优化，直至客户审查无误。

2.5 开发工具的选择

目前，常用于制作虚拟仿真课件的软件有Flash、3dsmax、Solid Works、UG、Pro/e等，其中3dsmax、Solid Works、UG、Pro/e擅长于三维虚拟仿真；Flash侧重于矢量二维虚拟仿真。Solid Works、UG、Pro/e在机械三维虚拟仿真中应用非常广泛，但其技术难度大，开发周期长，美观度不够。相较于以上几种三维虚拟仿真软件，Flash虽是二维动画软件，却并非完全意义上的“平面二维”，可以根据开发需要，模拟出逼真的三维立体效果，完全能够满足课堂教学的需要。并且，用Flash设计开发的二维虚拟仿真课件具有文件小、人机交互性好、兼容性强、开发周期短、效率高、费用低等优点[6]。因此，选择以Flash为工具，结合系统化的设计思路，进行本次虚拟仿真课件的设计开发。

2.6 详细设计

1)开发工具。Flash、Photoshop、Dreamweaver。

2)运行环境。Windows xp/7/8；Mac OS；IE6及以上。

3)详细设计。主要涉及信息架构、交互设计和界面设计三个方面。课件信息架构如图1所示，采用优化后的层次结构，把课件分为“欢迎模块”“学习模块”和“结束模块”三大模块，其中“内容模块”是重点，涵盖了学习者需要学习的详细内容[7]。

图1 课件的信息架构和“内容模块”的信息架构

“欢迎模块”如图2左所示，旨在为学习者营造一个轻松愉悦的学习氛围，以代表机械的蓝绿色为主色调，用博士爷爷作为拟人化的角色，有效地拉近与学习者情感上的距离，同时提醒学习者调整状态，即将进入学习。学习者点击交互按钮，即可进入具体的学习页面[8]。

图2 欢迎模块和结束模块

“学习模块”如图3所示，主要包括“实验基本信息”“实验目的”“实验内容”“实验报告”和“实验复习”五大部分，这五部分标题以导航栏的形式布局在页面的左边，清晰而明确地告诉学习者本实验需要学习的知识点。点击导航栏后可进入该知识点的具体页面，学习者可自主学习。其中，“实验内容”属于本课件的重点部分，学习者可自由点击观看相关机械的仿真动画，同时，学习者学习完知识后，可通过填空、选择、连线题等多种形式进行有效复习，如图4所示[9]。

图3 学习模块(实验基本信息、实验目的、实验内容、 实验报告、实验复习)

图4 实验内容中的机械仿真动画及实验复习中的选择题、填空题、连线题

“结束模块”如图2右所示，继续和学习者进行情感上的沟通，并鼓励学习者进行下一步的学习。整个课件信息架构良好，交互性、人性化十足，界面设计精致。

3 结束语

“袋成型—充填—封口机的认知实验”虚拟仿真课件界面友好、使用方便、交互性好、体积小、质量高、运行速度快，具有较强的实用性。它可以嵌到网页中，通过网络进行发布，浏览者通过网络即可自主学习，具有较强的开放性和可移植性，可广泛适用于各种包装机械类课程的教学活动。

[1] 谢宇霞. 多媒体教学的辅助作用及发展趋势[J]. 实验科学与技术，2012，10(6)：94-95,177.

[2] 辛舟,龚俊,侯运丰,等.基于包装工程课程群的多媒体课件开发[J]. 包装工程，2004(3)：194-195.

[3] 樊玉铭，尹伟. 多媒体课件的设计制作与教学实验的研究[J]. 实验室科学，2007，10(1)：89-91.

[4] 孙东阳.多媒体课件界面视觉要素组织和信息有效传递研究[J].包装工程，2010(8)：71-74.

[5] 李振亭.多媒体课件设计理论与实践[M].北京：清华大学出版社，2006.

[6] 马忠丽. 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 [J].实验室科学，2008，11(5)：111-113.

[7] 那大成, 赵 骏. FLASH技术在有机化学实验教学中的应用[J]. 实验室科学，2007，10(4)：92-93.

[8] 王仕璠,刘艺.《信息光学》多媒体课件制作体会[J]. 实验科学与技术，2012，10(1)：122-124.

[9] 戴军，张锋美.基于Flash的实景虚拟漫游系统设计与实现[J]. 实验室研究与探索，2012,31(10)：78-80.

Research of Experiment Teaching Courseware Based on Flash Technology

YIN Xiong

(Department of Art and Communication, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430024, China)

The experiment teaching courseware may design by Flash software, discussed the five key points in the interactive courseware. These include idea, principles, development process, tools choice and details. Finally, we completed the whole experiment teaching courseware, which is interactively, high quality, and strong practicability.

experiment teaching; interactive courseware; Flash software; design

2013-12-23；修改日期: 2014-09-16

武汉轻工大学实验技术基金资助项目。

尹 雄(1984-)，男，硕士，初级实验员，主要从事虚拟仿真实验和实验室数字化建设的研究工作。

TP391；G434

A

10.3969/j.issn.1672-4550.2014.06.017